實驗十氧化還原反應(yīng)

1、實驗十 氧化還原反應(yīng)一實驗?zāi)康?. 加深理解電極電勢與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系;2. 了解介質(zhì)的酸堿性對氧化還原反應(yīng)方向和產(chǎn)物的影響;3. 了解反應(yīng)物濃度和溫度對氧化還原反應(yīng)速率的影響;4. 掌握濃度對電極電勢的影響;5. 學(xué)習(xí)用酸度計測定原電池電動勢的方法.二實驗原理參加反應(yīng)的物質(zhì)間有電子轉(zhuǎn)移或偏移的化學(xué)反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng).物質(zhì)的還原能力的大小，可以根據(jù)相應(yīng)電對電極電勢的大小來判斷。電極電勢愈大，電對中的氧化型的氧化能力愈強。電極電勢愈小，電對中的還原型的還原能力愈強。根據(jù)電極電勢大小可以判斷氧化還原反應(yīng)的方向.當(dāng)EMF= E（氧化劑）- E（還原劑） 0時； 反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行當(dāng)EMF= E（氧

2、化劑）- E（還原劑） = 0時； 反應(yīng)處于平衡狀態(tài) 當(dāng)EMF= E（氧化劑）- E（還原劑） 0時； 不能進(jìn)行自發(fā)反應(yīng)當(dāng)氧化劑電對和還原劑電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢相差較大時，（如EMF0.2V時）,通?？梢杂脴?biāo)準(zhǔn)電池電動勢判斷反應(yīng)的方向.由電極反應(yīng)的能斯特(Nernst)方程式,可以看出濃度對電極電勢的影響.298.15K時; 00592V c（氧化型） E = Eø + Z c（還原型）溶液的PH會影響某些電對的電極電勢或氧化還原反應(yīng)的方向。介質(zhì)的酸堿性也會影響某些氧化還原的產(chǎn)物。原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。當(dāng)有沉淀或配合物生成時，會引起電極電勢和電池電動勢的改變

3、。三實驗內(nèi)容（一）.比較電對的Eø相對大小實驗步驟現(xiàn)象反應(yīng)方程式解釋與結(jié)論1上層橙色2I- + 2Fe3+ = I2 + 2Fe2+Eø（Fe3+/ Fe2+）Eø（I2/I-）下層紫紅色故Eø0，反應(yīng)生成I2并溶于CCl42上層棕黃色2Br- + 2Fe3+ Eø（Fe3+/ Fe2+）Eø（Br-2/ Br-）下層無色故Eø0，反應(yīng)不能發(fā)生。結(jié)論：Eø（I2/I-）Eø（Fe3+/ Fe2+）Eø（Br-2/ Br-）Eø（I2/I-）和Eø（Br-2/ Br-）分別是最

4、強的還原劑和氧化劑。3橘紅色2KI + H2O2 + H2SO4 =I2 + K2SO4 + 2H2OH2O2為氧化劑4肉紅色2KMnO4 + 3H2SO4 +5H2O2 =K2SO4+ 2MnSO4 + 5O2+82H2OH2O2為還原劑結(jié)論：H2O2在上述分別用作氧化劑和還原劑。5墨綠色Cr2O2-7 + 2H+ + SO2-3 =2Cr3+ + SO2-4 + 6H2O在酸中Cr2O2-7具有氧化性6Cr2O2-7 + 14H+ + 6Fe 2+ =2Cr3+ + 6Fe 3+ + 7H2O在酸中Cr2O2-7具有還原性（二）.介質(zhì)的酸堿性對氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物及方向的影響一介質(zhì)的酸堿性對氧

5、化還原反應(yīng)產(chǎn)物的影響步驟現(xiàn)象反應(yīng)方程式解釋與結(jié)論紫色退去2 MnO-4 + 2H+ + 5SO2-3 =Mn2+ + 5SO2-4 + 7H2O2生成Mn2+；MnO-4在酸性介質(zhì)中具有強氧化性黑色沉淀2 MnO-4 + H20 + SO2-3 =MnO2 + 2OH- + 3 SO2-4生成MnO2；MnO-4在中性介質(zhì)中氧化性減弱墨綠色2MnO-4 + 2OH- + SO2-3 = MnO2-4+ H2O + SO2-4生成MnO2-4；MnO-4在堿性介質(zhì)中氧化性最弱1 溶液PH對氧化還原反應(yīng)方向的影響橘紅色I(xiàn)0-3 + 5I- + 6H+ =3I2 + 3H2OI0-3與I-反應(yīng)生成I

6、2 ；溶于CCl4棕黑色沉淀KIO3 + 5KI + 6H2SO4 =6K2SO4 + 3I2 + 3H2O沉淀溶解(三).濃度、溫度對氧化還原反應(yīng)速率的影響1.濃度對氧化還原反應(yīng)速率的影響步驟現(xiàn)象反應(yīng)方程式解釋與結(jié)論慢快提高濃度可以加快反應(yīng)速率.2.溫度對氧化還原反應(yīng)速率的影響步驟現(xiàn)象反應(yīng)方程式解釋與結(jié)論褪色較快2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2C2O4=2MnSO4+K2SO4 + 10CO2 +8H2O較高溫度可以加快反應(yīng)速率.褪色較慢(四).濃度對電極電勢的影響1. ENF(Zn)的測量負(fù)極(Zn): Zn 2e- = Zn2+ 氧化反應(yīng) 正極(甘汞電極): E = 0.241

7、5V 還原反應(yīng)將Zn電極與標(biāo)準(zhǔn)電極組成原電池，由于飽合甘汞電極E = 0.2415V，則測量該原電池電動勢，即可確定欲測電極既Zn電極及電極電勢，E = E（+） + E（-）2. EMF(Cu)的測量負(fù)極(Zn): Zn 2e- = Zn2+ 氧化反應(yīng) EMF（Zn）= -0。763V 正極(Cu)：Cu2+ +2e-=Cu 還原反應(yīng) 電池反應(yīng)：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu由E = E（+） + E（-）可計算出E（Cu2+/ Cu） （E ø（Cu2+/ Cu）2 EMFCu（NH）42+/Cu的測量負(fù)極(Zn): Zn 2e- = Zn2+ 氧化反應(yīng) 正極Cu（N

8、H）42+ + +2e- = Cu + 4NH3 還原以應(yīng)由E = E（+） + E（-）可計算出ECu（NH）42+/Cu思考題：1. 為什么K2Cr2O2-7能氧化濃鹽酸中的氯離子，而不能氧化氯化鈉溶液中的氯離子？答：在反應(yīng)K2Cr2O2-7 + 14HCl（濃）= 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O中，只有在濃HCl加熱時才被氧化，生成物產(chǎn)生大量的Cl-，同時在鹵素中Cl-的還原性較弱，所以K2Cr2O2-7不能氧化NaCl濃溶液中的Cl- 。2在堿性溶液中，Eø（IO-3/I2）和Eø（SO2-4/ SO2-3）的數(shù)值分別為多少伏？答：E

9、8;（IO-3/I2）= 1.209 Eø（SO2-4/ SO2-3）= 0.93623. 溫度和濃度對氧化還原反應(yīng)的速率有何影響? EMF大的氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)速率也一定大嗎?答: 加大反應(yīng)物濃度和升高溫度可加快氧化還原反應(yīng)的速率, EMF大的氧化還原反應(yīng)速率不一定快.4. 飽和甘汞電極與標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極的電極電勢是否相等?答: 不相等.飽和甘汞電極電勢E=0.2415V,而標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極的電極電勢E ø=0.2650V .5.計算原電池(-)Ag AgCl（S）KCl（0.01 mol·L-1）AgNO3（0.01 mol·L-1）Ag(+)(鹽橋為飽和NH4NO3溶液)的電動勢.答: 電極反應(yīng)：Ag+ + e- Ag AgCl + e- Ag + Cl- E（Ag+/ Ag） = Eø（Ag+/ Ag）+ 0.0592·C（Ag+） =0.7991V 0.1184V