3 氧化還原與電化學

1、3氧化還原與電化學一、實驗目的.了解原電池的組成及其電動勢的粗略測定；.認識濃度、介質(zhì)的酸堿性對氧化還原的影響；3認識一些中間價態(tài)物質(zhì)的氧化還原性；.了解電化學腐蝕的基本原理及其防止的方法。二、實驗原理.原電池組成和電動勢利用氧化還原反應產(chǎn)生電流的裝置叫做原電池。原電池負極Zn2e.zn2-氧化反應正極Cu22eCu還原反應正負極間必須用鹽橋連接。原電池電動勢石應為E正負.濃度、介質(zhì)對電極電勢和氧化還原反應的影響（1）濃度對電極電勢的影響例如：Zn2eZn2En2/ZnZn2/Zn.2lgc(Zn2)（2）介質(zhì)的酸堿性對電極電勢的影響例如：C1O：6H6eC13H2O.145V.0.0591c

2、(C1O)/c-c(H)/c-61g3C1O?/C1C1O?C1O?/C1C1O?/C1小、MnO8H5eMn24HO42_0.059,c(MnO)/cc(H)/c81g4MnO4/Mn2MnO4/Mn2MnO：/Mn2BMnO2HO3eMnO(s)4OH(c)422-0.059,c(MnO)/c1g4MnOyMnO?MnO，/Mn02MnOyMnO?MnO，/Mn02(d)MnO唾HIMP-MnO2-I0.0591gmMnO4)/c可MnO/MnO2MnO/MnO2c(MnO2)/cTOC o 1-5 h z44444.物質(zhì)的氧化還原性例如PbS4HOHAcPbSO(白合4HO22422Mn

3、O6H5HO2Mn25O8HO42222.電化學腐蝕及其防止吸氧腐蝕陽極FeFe2.2e陰極O22H2O4e4OH差異充氣腐蝕0.0591P/p1gO2O2/OHO2/OH4c（OH）/c4表面處Po高大，為陰極；2。2/OH深處Po低，小，為陽極。2。2/OH防腐蝕可用犧牲陽極法、外加電流法、緩蝕劑法。烏洛托品（六次甲基四胺）可作鋼鐵在酸性介質(zhì)中的緩蝕劑。三、儀器和藥品.儀器直流伏特計（03V）（公用）鹽橋（公用）.藥品（濃度單位：moi*）鹽酸HCl（0.1,濃）硫酸H2so4（1.0,3.0）氫氧化鈉NaOH（3.0）硫酸銅CuS04（0.1）硫酸鋅ZnSO4（0.1）氯酸鉀KC1O3（

4、0.1）鐵氧酸鉀K3Fe（CN）6（0.1）高錳酸鉀KMnO4（0.01）亞硫酸鈉NaSO3（0.1）溴水Br2（飽和）烏洛托品（CH2）6N4（20%）酚酞（1%）.材料鋅片（帶銅引線）銅線（粗、細）馬口鐵小鐵片醋酸HAc（0.1）三氯化鐵FeCl醋酸HAc（0.1）三氯化鐵FeCl3（0.1）溴化鉀KBr（0.1）碘化鉀KI（0.1）硫酸亞鐵FeSO4（0.1）氯化鈉NaCl（0.1）硝酸鉛Pb（NO3）2過氧化氫H2O2（3%）碘水I2（飽和）四氯化碳cci4銅片（帶銅引線）小鐵釘白鐵小鐵片1.原電池的裝配和電動勢的粗略測定按圖3.1裝配Cu-Zn原電池，觀察伏特計指針偏轉(zhuǎn)方向，并記錄讀

5、數(shù)。（采用50mL燒杯作半電池），寫出原電池符號、電極反應式及原電池總反應式。CuS0t溶液CuS0t溶液伏將計.Znso.溶液圖3.1裝配Cu-Zn原電池2.濃度、介質(zhì)對電極電勢和氧化還原反應的影響(1)KClO3(0.1mo.)和KI(0.1mo)在試管中混合時有無變化；加熱后有無變化；用3moh2SO4酸化后觀察到什么現(xiàn)象。將溶液稀釋一倍重復上述實驗。(2)在三支試管中分別進行下列實驗。氧化劑介質(zhì)還原劑現(xiàn)象產(chǎn)物KMnO4HSO24(0.01molL)(3molLn)NaSO25滴去離子水(0.1mol)NaOH逐滴加入(3molLn)3.物質(zhì)的氧化還原性(1)0.1mo溶液與0.1mo溶

6、液在試管內(nèi)反應。觀察現(xiàn).3象，并用94和K3Fe(CN)J檢驗產(chǎn)物。用K3Fe(CN)6檢驗Fe2+，F(xiàn)e3+，反應如下：3Fe22Fe(CN)3.FeFe(CN)(藍色)6362Fe3Fe(CN)3FeFe(CN)(棕色)66用0.1mo溶液代替0.1mo溶液進行上述實驗，能發(fā)生什么變化？分別用碘水、溴水與0.1moFeSO4作用，觀察有什么變化？根據(jù)以上實驗，比較Br2/Br-、I2小、Fe3回三電對的電極電勢大小，并指出哪個是最強的氧化劑，哪個是最強的還原劑。（2）往1支試管中加入10滴0.1mon加數(shù)滴0.1mo32HAc酸化，滴加12滴01mo溶液，觀察溶液變化；再加少量.2（數(shù)滴3

7、%）HO溶液，記錄現(xiàn)象并寫出反應式。22往另一試管中加入5滴o.oimoKMnO溶液，并用3moH2sO4溶液酸化，然后再滴加3%HO，記錄現(xiàn)象并寫出反應式。22比較上述兩實驗，對氧化還原性作出結(jié)論。4.金屬腐蝕及防止（1）腐蝕原電池的形式（a）向用砂紙磨光的鐵片上滴上12滴自配腐蝕液，靜置一段時間（約為i5min20min），觀察鐵片上的變化，說明原因并寫出反應式。（）取純鋅一小塊，放入裝有o.imoHCl溶液的試管中，觀察變化，插入一根銅線與鋅塊接觸，記錄發(fā)生的現(xiàn)象，并解釋之。（）在裝有imoH2sO4溶液的試管中（兩支試管）分別投入鐵片I鐵片II，在各試管中再加入23滴K3Fe（CN）6溶液，觀察變化，并判斷哪片是馬口鐵，哪片是白鐵。3Zn3Zn22Fe(CN)3ZnFe(CN)(黃色)6362提示(2)金屬腐蝕的防止(a)在兩支試管中各加入約2mL0.1mohci，并滴入12滴0.1moK3Fe(CN)6，在其中一試管中滴加10滴烏洛托品，另一試管中滴加10滴去離子水，分別投入1枚無銹鐵釘。觀察溶液現(xiàn)象，并說明原因。3)用自配腐蝕液潤濕表面皿上的濾紙片，把兩枚鐵釘置于濾紙片上，兩鐵釘間隔約12cm，兩鐵釘分別與Cu-Zn原電池的正極或負極相連，靜