電極電勢(shì)在無(wú)機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用（共2篇）

電極電勢(shì)在無(wú)機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用〔共2篇〕第1篇:電極電勢(shì)在無(wú)機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用氧化復(fù)原反應(yīng)是化學(xué)中的主要反應(yīng)。原電池中，兩個(gè)電極用導(dǎo)線連接，并用鹽橋?qū)㈦娊庖哼B接，導(dǎo)線中就有電流通過(guò)，這說(shuō)明兩個(gè)電極上具有電勢(shì)存在，而且兩極之間具有電勢(shì)差，這種電極上所具有的電勢(shì)就稱電極電勢(shì)，用？漬？廝表示。電極電勢(shì)可用來(lái)衡量金屬在水溶液中失去電子能力的大小，金屬電極電勢(shì)的高低重要決定于金屬的種類、金屬離子的濃度和溶液的溫度。當(dāng)外界條件一定時(shí)，對(duì)金屬電極，其電勢(shì)高低決定于金屬活潑性的大小，金屬越活潑，到達(dá)平衡時(shí)，電極的金屬片單位面積上積累的負(fù)電荷就越多，電極相對(duì)于溶液的電勢(shì)就越負(fù)，電極電勢(shì)就越低；相反，金屬越不活潑，溶解傾向則越小，電極電勢(shì)就越高。一、電極電勢(shì)在氧化復(fù)原反應(yīng)中的應(yīng)用1.判定氧化劑和復(fù)原劑的相對(duì)強(qiáng)弱由金屬電極電勢(shì)的產(chǎn)生可知，標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)數(shù)值越小，表示清楚復(fù)原態(tài)越易失去電子，即其復(fù)原態(tài)的復(fù)原性越強(qiáng)，氧化態(tài)的氧化性越弱；？漬？廝值越大，表示清楚氧化態(tài)越易得電子，即氧化劑是越強(qiáng)的氧化劑，復(fù)原劑就是越弱的復(fù)原劑。例如，？漬■■=-0.76V，？漬■■=0.34V∵0.34-0.76∴Cu2+的氧化性大于Zn2+.∵-0.760.34∴復(fù)原性ZnCu2.判定氧化復(fù)原反應(yīng)進(jìn)行的方向[1]例1.試用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)判定Zn+Cu2+=Zn2++Cu反應(yīng)能否自覺向右進(jìn)行。已經(jīng)知道？漬■■=-0.76V？漬■■=0.34V.解：要使反應(yīng)能自覺向右進(jìn)行，必需其標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)E？廝0，否則E？廝0，則向左進(jìn)行。E？廝=？漬■■-？漬■■=？漬■■-？漬■■=0.34-〔-0.76〕=1.01v0∴反應(yīng)能自覺向右進(jìn)行?；虬囱趸瘎┖蛷?fù)原劑的相對(duì)強(qiáng)弱判定。氧化復(fù)原反應(yīng)發(fā)生在較強(qiáng)的氧化劑和較強(qiáng)的復(fù)原劑之間。例2.試用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)判定I2+2Fe2+=2Fe3++2I-反應(yīng)進(jìn)行的方向。已經(jīng)知道：？漬■■=0.54V，？漬■■=0.77V解：E？廝=？漬■■-？漬■■=0.54-0.77=0.23V0，∴反應(yīng)向左進(jìn)行。3.選擇氧化劑和復(fù)原劑例如，含有Cl-、Br-和I-三種離子的混合溶液，欲使I-氧化為I2又不致使Br-、Cl-氧化，在常用的氧化劑Fe2〔SO4〕3和KMnO4中選擇哪一種能符合上述要求？解：查表知：？漬■■=0.535V，？漬■■=0.77V，？漬■■=1.085V，？漬■■=1.353V，？漬■■=1.491V.可見，？漬■■值最大，是最強(qiáng)的氧化劑，可將I-、Br-、Cl-分別氧化成I2，Br2、Cl2，∴KNMO4不符合上述要求。而？漬■■比？漬■■大，卻小于？漬■■和？漬■■∴Fe3+可將I-氧化成I2，而不能氧化I-和Br-。知足要求：？漬■■∴選Fe2〔SO4〕3∴選擇氧化劑的原則是：選比要氧化的物質(zhì)的電極電勢(shì)高的氧化態(tài)物質(zhì)〔斜線上方的物質(zhì)〕[2]。選擇復(fù)原劑的原則是：選比要復(fù)原的物質(zhì)的電極電勢(shì)低的復(fù)原態(tài)物質(zhì)〔斜線下方的物質(zhì)〕。4.求氧化復(fù)原反應(yīng)的平衡常數(shù)平衡常數(shù)K？廝與E？廝的關(guān)系：∵△rＧ？廝＝-RTlnK？廝而△rＧ？廝=-nFE？廝〔△rＧ=-nFG〕式中：n是氧化復(fù)原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移數(shù)，F(xiàn)是法拉第常數(shù)96.487KJ·V-1·mol-1∴-nFE？廝=-RTlnK？廝將常數(shù)代入并整理〔F=96487J·V-1·mol-1，T=298.15K，R=8.314J·K-1·mol-1〕得：ｌgK？廝=■例如，求電池反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2++Cu在298K時(shí)的平衡常數(shù)。解：ｌgK？廝=■=■=■=37.1622∴K？廝=1.45×10-37二、電極電勢(shì)在非氧化復(fù)原反應(yīng)中的應(yīng)用1.弱酸反應(yīng)例如，求反應(yīng)H++Ac-=HAc的平衡常數(shù)[3]解：正極H++e=■H2負(fù)極■H2+Ac-=HAc+e電池反應(yīng)H++Ac-=HAc∴l(xiāng)gK=■∴K=5.37×1042.弱堿反應(yīng)例如，求反應(yīng)NH+4+OH-=NH3·H2O的平衡常數(shù)。解：正極NH+4+e=■H2+NH3負(fù)極■H2+OH-=H2O+e電池反應(yīng)NH+4+OH-=NH3·H2O∴l(xiāng)gK=■∴K=5.58×1043.沉淀反應(yīng)例如，求反應(yīng)Ag++Cl-=AgCl的平衡常數(shù)。解：正極Ag++e=Ag負(fù)極Ag++Cl-=AgCl+e電池反應(yīng)Ag++Cl-=AgCl∴l(xiāng)gK=■∴K=5.71×1094.配合反應(yīng)例如，求反應(yīng)Ag++2CN-=Ag〔CN〕-2的平衡常數(shù)。解：正極Ag++e=Ag負(fù)極Ag+2CN-=Ag〔CN〕-2+ｅ電池反應(yīng)Ag++2CN-=Ag〔CN〕-2∴l(xiāng)gK=■∴K=5.54×1018可見，利用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)能夠判定氧化復(fù)原反應(yīng)的方向、判定氧化劑和復(fù)原劑的相對(duì)強(qiáng)弱、求氧化復(fù)原反應(yīng)和非氧化復(fù)原反應(yīng)的平衡常數(shù)等。電極電勢(shì)在無(wú)機(jī)化學(xué)中有著非常主要的應(yīng)用。第2篇:CAI在無(wú)機(jī)化學(xué)課程中的應(yīng)用本文分析了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的大概情況、無(wú)機(jī)化學(xué)課程的特點(diǎn)，結(jié)合作者在大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中的理論，敘述了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在無(wú)機(jī)化學(xué)課程中應(yīng)用。0引言當(dāng)今的社會(huì)是一個(gè)信息化的社會(huì)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為代表的，正在以驚人的速度改善著人們的工作方式、生活方式和學(xué)習(xí)方式。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、教學(xué)設(shè)計(jì)等是當(dāng)下教育技術(shù)中最為活潑踴躍、也是最具發(fā)展空間的領(lǐng)域，已經(jīng)為越來(lái)越多的高校所采取，成為教育教學(xué)的支撐技術(shù)[1]。無(wú)機(jī)化學(xué)是各大高?；I(yè)、材料化學(xué)等專業(yè)一門主要的專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容包含課堂講授、課堂討論和課外作業(yè)。本文對(duì)利用計(jì)算機(jī)模仿技術(shù)進(jìn)行無(wú)機(jī)化學(xué)課程輔助教學(xué)經(jīng)過(guò)進(jìn)行討論，目的在于全面推進(jìn)素質(zhì)教育，提升教學(xué)改革質(zhì)量。1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Computer-AssistedInstruction，簡(jiǎn)稱CAI)是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué)活動(dòng)，以對(duì)話方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、布置教學(xué)進(jìn)程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練的方法與技術(shù)。CAI屬于現(xiàn)代教育技術(shù)的范疇，即在教學(xué)中利用計(jì)算機(jī)多媒體的處理能力，將教學(xué)中牽涉到的文本、圖形、圖像和聲音等媒體資料，根據(jù)一定的教學(xué)目的及要求組織起來(lái)，并根據(jù)一定的呈現(xiàn)形式，完成一定的教學(xué)任務(wù)的行為，也就是集圖、文、聲、像為一體，通過(guò)直觀生動(dòng)的形象來(lái)刺激學(xué)生的多種感官參與認(rèn)識(shí)的活動(dòng)，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，進(jìn)而提升課堂教學(xué)效率的教學(xué)輔助手段[2]。CAI為學(xué)生提供一個(gè)良好的個(gè)人化學(xué)習(xí)環(huán)境。綜合應(yīng)用多媒體、超文本、人工智能和知識(shí)庫(kù)等計(jì)算機(jī)技術(shù)，克制了傳統(tǒng)教學(xué)方式上單一、片面的缺點(diǎn)。CAI的使用能有效地縮短學(xué)習(xí)時(shí)間提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)目的。2無(wú)機(jī)化學(xué)課程的特點(diǎn)化學(xué)作為一門中心學(xué)科，深深地影響著許很多多的技術(shù)學(xué)科[3]。無(wú)機(jī)化學(xué)則是各大高?；I(yè)、材料化學(xué)等專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門化學(xué)基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生較早接觸的一門起承上啟下作用的專業(yè)基礎(chǔ)課，有著很強(qiáng)的理論性和理論性。無(wú)機(jī)化學(xué)課程在元素周期律、原子和分子構(gòu)造理論和四大化學(xué)平衡(酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化復(fù)原平衡和絡(luò)合解離平衡)原理的基礎(chǔ)上，討論主要元素及其化合物的構(gòu)造、構(gòu)成、性質(zhì)及其變化規(guī)律等方面的內(nèi)容[4]，知識(shí)涵蓋面廣，牽涉的理論知識(shí)比較抽象，因而教學(xué)難度相對(duì)較大。老師在授課經(jīng)過(guò)中，應(yīng)盡量把復(fù)雜的知識(shí)簡(jiǎn)單化，把抽象的知識(shí)詳細(xì)化，把簡(jiǎn)單的知識(shí)深化，以提升學(xué)生對(duì)該課程及本專業(yè)其它相關(guān)課程的學(xué)習(xí)興趣。3計(jì)算機(jī)輔助無(wú)機(jī)化學(xué)課程教學(xué)化學(xué)是一門從分子、原子水平研究物質(zhì)的構(gòu)成、構(gòu)造、性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、變化及其規(guī)律的學(xué)科，對(duì)于微觀，用傳統(tǒng)的一本書、一支筆、一塊黑板的教學(xué)手段很難使學(xué)生理解[5]。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)能夠化抽象教學(xué)為形象教學(xué)，它借助計(jì)算機(jī)的模仿手段，能夠提供豐富的聲音、圖象以及文字，能夠使學(xué)生比較直觀地感悟微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)，會(huì)最大地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。同時(shí)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)所做的多媒體課件在呈現(xiàn)客觀事物的時(shí)間順序、空間構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)特征之時(shí)，具有傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法比較的優(yōu)勢(shì)。對(duì)一些在普通條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)或無(wú)法用肉眼觀測(cè)得到的現(xiàn)象、粒子的構(gòu)造，能夠借助多媒體生動(dòng)直觀地模仿出來(lái)。共價(jià)化合物的價(jià)鍵理論、分子軌道理論和配合物的價(jià)鍵理論以及電子對(duì)互斥理論是無(wú)機(jī)化學(xué)中重點(diǎn)介紹的理論，此內(nèi)容一直也是無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)之一。例如在共價(jià)鍵一節(jié)中，怎樣更直觀、更詳細(xì)地表現(xiàn)σ鍵和π鍵的構(gòu)成經(jīng)過(guò)，對(duì)于原子軌道以“頭碰頭〞方式互相重疊構(gòu)成的σ鍵和原子軌道以“肩碰肩〞方式互相重疊構(gòu)成π鍵的理解，這些往往是學(xué)生認(rèn)知的難點(diǎn)，也是老師難以用語(yǔ)言表達(dá)清楚的。在講授此部分內(nèi)容時(shí)，老師能夠借助于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，將電子云形象化：S軌道的電子云為一個(gè)球體，P軌道的電子云為紡錘體。通過(guò)動(dòng)畫展現(xiàn)電子云形式及電子云的重疊方式，采取立體和動(dòng)畫效果來(lái)處理這一部分的模型可大大加強(qiáng)立體感，讓微觀構(gòu)造形象化，便于學(xué)生觀察到成鍵經(jīng)過(guò)，對(duì)抽象理論的理解更為直觀。圖1展現(xiàn)了σ鍵的三種成鍵方式，圖2為π鍵的成鍵方式。再如，在膠體一節(jié)[6]中，有關(guān)膠體的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)——布朗運(yùn)動(dòng)，除了顯微鏡下可觀察到膠體顆粒在不斷地作無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)外，還能夠?qū)⑦@一微觀的、難以用肉眼直接觀察的粒子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象借助計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)加以展現(xiàn)；對(duì)膠體的擴(kuò)散雙電層構(gòu)造的觀察可以借助多媒體，以KI過(guò)量時(shí)構(gòu)成的AgI膠體為例。如此圖3所示膠團(tuán)的構(gòu)造示意圖，分別以不同大小、不同顏色的球體來(lái)代表AgI(黃色球體)、I-(綠色球體)和K+(藍(lán)色球體)，由AgI構(gòu)成膠核，I-構(gòu)成電位離子、部分K+構(gòu)成反離子，另一部分K+構(gòu)成擴(kuò)散層，再由膠核和吸附層構(gòu)成膠粒，膠粒和擴(kuò)散層構(gòu)成膠團(tuán)，這樣就有色彩豐富的、多條理的黃、綠、藍(lán)球體構(gòu)成了KI過(guò)量時(shí)構(gòu)成的AgI膠團(tuán)構(gòu)造。借助計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，讓學(xué)生對(duì)膠體的構(gòu)造有了正確的理解，有利于學(xué)生對(duì)膠體的穩(wěn)定性、電泳現(xiàn)象的理解。由此可見，CAI在表達(dá)抽象的概念、復(fù)雜的變化經(jīng)過(guò)和運(yùn)動(dòng)形式上有著比傳統(tǒng)教學(xué)更強(qiáng)、更豐富的表現(xiàn)力，課堂教學(xué)更為形象而生動(dòng)。