第五章：氧化還原

Chapter5：Oxidation-reductionreaction第五章氧化還原CuSO4CuSO4鹽橋NH2H2O濃氨水溶液電流方向

氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)

原電池與電極電勢電極電勢的影響因素電極電勢的應(yīng)用1、認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，掌握配平氧化還原反應(yīng)方程的方法。2、掌握電極電勢產(chǎn)生機(jī)理及原電池的工作原理。3、理解影響電極電勢的因素，掌握電極電勢的實際應(yīng)用。4、初步認(rèn)識電勢-pH圖。5、熟悉元素電勢圖，并能實際運(yùn)用元素電勢圖。

本章教學(xué)要求

氧化還原反應(yīng)是生活和生產(chǎn)中常遇到的一大類化學(xué)反應(yīng)，可用作化學(xué)熱和電能的來源。對生物體特別是人體和生命活動有著重要的意義。前言I類：非氧化還原反應(yīng)II類：氧化還原反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)C6H12O6+6O26CO2+H2O+ATP葡萄糖一、氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)第一節(jié)：

氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)

物質(zhì)失去電子的過程叫氧化；

物質(zhì)得到電子的過程稱還原。

在化學(xué)反應(yīng)中：

隨著物質(zhì)結(jié)構(gòu)和電化學(xué)知識的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)與氧的反應(yīng)同一系列沒有氧參加的反應(yīng)存在共同的特征，即在反應(yīng)過程中均伴有電子的得失。

隨著物質(zhì)結(jié)構(gòu)和電化學(xué)知識的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)與氧的反應(yīng)同一系列沒有氧參加的反應(yīng)存在共同的特征，即在反應(yīng)過程中均伴有電子的得失。一、氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)第一節(jié)：

氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)典型的氧化還原實驗2e

Fe+Cu2+=Fe2++Cu

還原劑

氧化劑電子的得失

H2+Cl2=2HCl

還原劑

氧化劑電子的偏移

綜上所述，氧化還原反應(yīng)實質(zhì)上是包含有電子得失或電子對偏移的反應(yīng).一、氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)二、氧化數(shù)

氧化數(shù)的定義:該元素的一個原子的電荷數(shù),這種電荷數(shù)是人為地將成鍵電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得的。提示：氧化數(shù)不一定是整數(shù)，如Fe3O4中Fe的氧化數(shù)為+8/3。Mn：+7S：+2S：+5/2Cr：+61、計算下列元素的氧化數(shù)：MnO4-

S2O32-

S4O62-Cr2O72-隨堂練習(xí)：A：2Ti++Zn(s)=2Ti(s)+Zn2+B：Ag2S(s)+4CN-=2[Ag(CN)2]-+S2-C：2Cu2++4I-=2CuI+I2D：Zn(s)+2H+=Zn2++H22、下列反應(yīng)中哪個不是氧化還原反應(yīng)()。還原劑：1、活潑的金屬單質(zhì)及某些非金屬單質(zhì)：Zn、Fe、Al、H2

、C。2、低氧化態(tài)的金屬離子及其配合物：

Fe2+、Sn2+

、[Co（NH3）6]2+、[Fe（CN）6]4-

3、非金屬的陰離子：S2-、I-氧化劑：1、活潑的非金屬單質(zhì)：O2

、F2

、Cl2、Br2

等。2、高氧化態(tài)的含氧化合物：

KMnO4、K2Cr2O7、K2S2O8、KClO3、濃H2SO4、HNO33、高氧化態(tài)的金屬離子及其配合物：

Fe3+、Ce4+

、[SnCl6]2-、[PtCl6]2-

三、氧化還原反應(yīng)方程式的配平

自學(xué)Chapter6：

Oxidation-reductionreaction（Ⅰ）原電池與電極電勢氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)2e

H2+Cl2=2HCl

還原劑

氧化劑電子的偏移

Zn+Cu2+=Zn2++Cu

還原劑

氧化劑電子的得失

綜上所述，氧化還原反應(yīng)實質(zhì)上是包含有電子得失或電子對偏移的反應(yīng)。第二節(jié)：原電池與電極電勢一、原電池A:鋅片被溶解,且表面鍍有一層薄薄的紅色的銅。B:摸摸燒杯的底部,有點(diǎn)溫?zé)?。被還原

Zn(s)+Cu2+=Zn2++Cu（s）

被氧化有電子的得失表明:ZnCuSO4但只把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,我們并沒有獲取電能,如何才能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能呢?把該氧化還原反應(yīng)組裝成原電池：把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee把這個反應(yīng)組裝成原電池：ZnZn2+Cu銅電極Cu2+鋅電極鹽橋

Iee原電池：利用氧化還原反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置．鹽橋的作用:1、傳導(dǎo)離子，維持溶液電中性2、消除液接電勢正極（＋）：電子從外電路流入的電極——銅電極負(fù)極（－）：電子流向外電路的電極——鋅電極負(fù)極正極必須具有氧化態(tài)物質(zhì)和與之對應(yīng)的還原態(tài)物質(zhì)。

電極組成：

如：電池的負(fù)極:Zn2+/Zn電池的正極:Cu2+/Cu電極反應(yīng)一、原電池一、原電池電池裝置可用電池符號表示：

(－)Zn|Zn2+(c1)‖

Ｃｕ２+(c2)|Ｃｕ(+)相界面相界面鹽橋二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極這種電極是指將金屬片插入該種金屬離子的溶液中所構(gòu)成的一種電極。

如：Zn2+|ZnＺｎ２+Ｚｎ特點(diǎn):取材廣泛,使用方便

電極反應(yīng)：Zn2+＋2eZn二、電極的類型１、金屬及其離子電極二、電極的類型２、氣體－離子電極

如：氫電極H+|H2,Pt這種電極是指氣體與溶液中的相應(yīng)離子所構(gòu)成的一種電極。

電極反應(yīng)：2H++2eH2二、電極的類型３、金屬－金屬難溶鹽電極

這種電極的構(gòu)成為：將金屬表面涂以該金屬難溶鹽，然后將其浸入與該鹽具有相同陰離子的溶液中。電極反應(yīng)：如：甘汞電極內(nèi)參比電極二、電極的類型4、氧化還原電極

這種電極的構(gòu)成為：同種金屬的不同氧化態(tài)離子間所構(gòu)成的電極。如：Fe3+/Fe2+、MnO4-/Mn2+

電極反應(yīng)：Fe3+＋eFe2+鉑電極這種電極一定要外加惰性電極Fe3+/Fe2+

下列反應(yīng)在標(biāo)態(tài)下能正向自發(fā)發(fā)生,請將它設(shè)計成原電池,并用原電池符號表示:隨堂練習(xí)：

(－)Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)‖Mn2+(c3),MnO4-(c4),H+(c5)|Pt(+)若有H+、OH-參與電極反應(yīng)，它們均應(yīng)表示在原電池的符號中,且標(biāo)明濃度.三、電極電勢產(chǎn)生

雙電層理論Nernst提出雙電層理論，較圓滿地解釋電極電勢產(chǎn)生的成因。

電池有電流流向外電路，說明電池中兩電極之間存在電勢差,那么電極的電勢如何產(chǎn)生呢？

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。aMn+M++++++--------

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M

Nernst研究發(fā)現(xiàn)：金屬和它的鹽溶液之間存在金屬溶解和離子沉積兩個傾向：雙電層理論溶解沉積M(s)Mn+(aq)+ne－a：當(dāng)溶解傾向>沉積傾向時，在金屬表面上帶一層負(fù)電荷，靠近金屬表面處有一層正電荷，這樣構(gòu)成“雙電層”。b：當(dāng)溶解傾向<沉積傾向時，構(gòu)成的“雙電層”正好相反。bMn+M++++++--------總之，當(dāng)開始時溶解與沉積傾向不相等，最終達(dá)到平衡后，都能構(gòu)成“雙電層”，從而產(chǎn)生電勢差。

正是由于不同電極產(chǎn)生的電極電勢是不同的，將它們組成原電池，存在電勢差，促使電流的定向流動，實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。（a）++++++--------++++++--------（b）隨堂練習(xí)鹽橋電流方向氫電極銅電極

a、氫電極→銅電極b、銅電極→氫電極c、Cu2++2e→Cud、H2－2e→2H+e、（－）Pt︱H2∣Ｈ+‖Cu2+︱Cu（＋）f、Cu+H2＝Cu+2H+標(biāo)態(tài)時，電子的流動方向

，電流流動方向

。

正極的電級反應(yīng)：

，負(fù)極的電極反應(yīng)：

。該原電池的電池反應(yīng)：

。原電池的符號書寫為：

。

課堂小結(jié)氧化還原反應(yīng)是自然界存在的一類重要的化學(xué)反應(yīng)，它的反應(yīng)實質(zhì)是：反應(yīng)過程有電子得失或電子對偏移。理論上任意自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)都能組成原電池，人們常利用此類反應(yīng)來獲取使用便捷的電能。在原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，是一個失電子的過程，正極發(fā)生還原反應(yīng)，是一個得電子的過程。由于不同電極產(chǎn)生的電極電勢是不同的，把它們組成原電池，就存在電勢差，促使電流定向流動，實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。四、電極電勢（E

）的測量

至今為止，人們無法測量雙電層電勢差的絕對數(shù)值的大小。選擇一個參比電極—標(biāo)準(zhǔn)氫電極（H+,H2|Pt),令E

θ

＝0.0000V。電極電勢比標(biāo)準(zhǔn)氫電極高的，稱為正極電極電勢比標(biāo)準(zhǔn)氫電極低的，稱為負(fù)極將待測電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，測出電動勢。規(guī)定待測電極為電池的正極（發(fā)生還原反應(yīng)），標(biāo)準(zhǔn)氫電極為電池的負(fù)極。測出電動勢為

E池＝0.3419V四、電極電勢（E

）的測量則待測電極：

E

＝0.3419V實際工作中，由于標(biāo)準(zhǔn)氫電極使用不便，因而常用一種穩(wěn)定而又方便的參比電極---甘汞電極所代替。（只要保證KCl是飽和溶液即可）飽和甘汞電極：Hg(l),Hg2Cl2(s),Cl－(飽和)

|PtE

=+0.2415V四、電極電勢（E

）的測量五、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢

（E

）表：1、E

數(shù)值與該電極發(fā)生氧化反應(yīng)或是還原反應(yīng)（即反應(yīng)方向）無關(guān)，均為相同：注意事項2、電極平衡式系數(shù)同乘（或同除）某數(shù)，其E

不變：3、電極反應(yīng)③=①+②，③的E

不能簡單的寫成E

1+E

2。

Zn2+＋2eZnE

=－0.7618V

2Zn2+＋4e2Zn

E

=－0.7618V一、濃度或分壓對E

的影響R：氣體常數(shù)8.314J·mol-1·K-1T：熱力學(xué)溫度(K)n：得失電子數(shù)(mol)F：Faraday常數(shù)96487C·mol-1

Q：生成物與反應(yīng)物濃度冪的商

第三節(jié)：

電極電勢的影響因素Nernst公式：a[Ox]+ne-b[Red]電極反應(yīng)：通過該公式可以計算出任一電極的非標(biāo)準(zhǔn)電極電勢或非標(biāo)準(zhǔn)原電池的電動勢。一、濃度或分壓對E

的影響Nernst公式：a[Ox]+ne-b[Red]電極反應(yīng)：當(dāng)T=298K時：應(yīng)用Nernst公式時，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)1、若有H+、OH-參與電極反應(yīng)，[H+]、[OH-]均應(yīng)表示在能斯特公式中。2、若組成電極的物質(zhì)是純固體、純液體時，則濃度為1。3、若電極反應(yīng)中有氣體參加，則以氣體的相對分壓代入公式中進(jìn)行計算。例如：MnO4-

+8H++5e-

＝Mn2++4H2O一、濃度或分壓對E

的影響二、酸度對E

的影響若有H+、OH-參與電極反應(yīng)，那么酸度的大小將會對電極電勢產(chǎn)生影響。

Cr2O72－+14H＋+6e-=2Cr3＋+7H2O例如：MnO4-

+8H++5e-

＝Mn2++4H2O計算MnO4-

/Mn2+在c(H+

)=10mol/L時的非標(biāo)準(zhǔn)電極電勢？由此式代入Nernst公式：c(MnO4-)=c(Mn2+)=1mol/L解：首先配平電極平衡式：MnO4-

+8H++5e-

＝Mn2++4H2O二、酸度對E

的影響

二、酸度對E

的影響酸度的大小將會對電極電勢產(chǎn)生影響，因此在不同酸堿性介質(zhì)中，氧化劑的氧化能力與被還原的產(chǎn)物均不同：酸性：MnO4-

→Mn2+、堿性：MnO4-

→MnO42-

、中性：MnO4-

→MnO2三、加入沉淀劑對E

的影響

若在反應(yīng)中加入沉淀劑使氧化態(tài)或還原態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋恚蟠蠼档推錆舛纫脖貙﹄姌O電勢產(chǎn)生影響。分析:S2-加入，使右邊半電池中的[Cu2+]大大降低，電極電勢下降。CuSO4CuSO4鹽橋Na2SNa2S溶液電流方向

在銀電極中加入NaBr溶液，使得AgBr，若平衡時c(Br-)=1mol/L，求此時銀電極的非標(biāo)準(zhǔn)電極電勢？已知：E(Ag+/Ag)=0.7996V，Ksp(AgBr)=5.0×10-13三、加入沉淀劑對E

的影響∴E

(AgBr/Ag)=E

(Ag+/Ag)+0.0592lgKsp(AgBr)

電極AgBr/Ag的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)（∵Br-濃度為1mol/L)，就相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)銀電極的非標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。電極反應(yīng)的本質(zhì)是一樣的

課堂思考

理論上能否根據(jù)金屬電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，求算出相應(yīng)的金屬電極其難溶鹽電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢？在實際工作中，有些難溶電解質(zhì)的Ksp太小，我們就可以把沉淀反應(yīng)設(shè)計成原電池，測定其電動勢，從而間接計算出Ksp。Ag++e－

Ag

∵AgBr+e－

Ag+Br-

四、加入配位劑對E

的影響

若在反應(yīng)中加入配位劑使氧化態(tài)或還原態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榕潆x子，大大降低其濃度也必將對電極電勢產(chǎn)生影響。分析:NH3.H2O加入，使右邊半電池中的[Cu2+]大大降低，電極電勢下降。CuSO4CuSO4鹽橋NH2H2O濃氨水溶液電流方向一、判斷氧化還原反應(yīng)的方向可得：判據(jù)E池>0 反應(yīng)自發(fā)E池=0 平衡E池<0 非自發(fā)對于氧化還原反應(yīng)來說：電功第四節(jié)：

電極電勢的應(yīng)用熱力學(xué)判據(jù)：恒T、P時：ΔrGm＜0反應(yīng)自發(fā)

ΔrGm=0平衡狀態(tài)

ΔrGm＜0反應(yīng)非自發(fā)解：∴非自發(fā)

例題請理論上判斷下列反應(yīng)：Pb2+(0.01mol/L)+Sn=Sn2+(1mol/L)+Pb反應(yīng)能否自發(fā)？Sn2++2e－

Sn

E

=－0.1375V已知：Pb2++2e－

Pb

E

=－0.1262V

E

代數(shù)值大的氧化態(tài)的氧化能力強(qiáng)，還原態(tài)的還原能力弱。

E

代數(shù)值小的還原態(tài)的還原能力強(qiáng)，氧化態(tài)的氧化能力弱。

一般用E

大小來估計氧化劑的氧化能力及還原劑的還原能力的強(qiáng)弱。二、判斷氧化劑和還原劑的相對強(qiáng)弱++++++--------++++++--------氧化態(tài)+ne-還原態(tài)氧化態(tài)的氧化能力增強(qiáng)還原態(tài)的還原能力增強(qiáng)Zn2++2e-

Zn2H++2e-

H2Cu2++2e-

CuE

/V-0.761800.3419自發(fā)產(chǎn)物產(chǎn)物二、判斷氧化劑和還原劑的相對強(qiáng)弱你能總結(jié)出規(guī)律來嗎?三、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度由Van’tHoff方程:ΔrGm=ΔrGm

+2.303RTlgQ得:R=8.314J·mol-1·K-1，T=298.15K，F(xiàn)=96485J·V-1·mol-1代入上式反應(yīng)達(dá)到平衡時，ΔrG=0，即得：E=0

計算:

6Fe2+

+Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O的反應(yīng)的平衡常數(shù)（298K）。三、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度故K=5.0×1046

解：

Cr2O72－+14H＋+6e-=2Cr3＋+7H2OE

10=1.23V

Fe3++e-=Fe2＋E

20=0.77V

1、寫出原電池符號。2、已知：E

Cu2+/Cu=+0.34V、E

Zn2+/Zn=－0.76V,求：原電池標(biāo)準(zhǔn)電動勢E池θ3、當(dāng)[Cu2+]=0.01mol/L、[Zn2+]=0.01mol/L求：電池電動勢E池

4、求Cu2++Zn=Zn2++Cu反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kcθ隨堂練習(xí)：銅鋅原電池的電池反應(yīng)式為:Cu2++Zn=Cu↓+Zn2+

1、該原電池的符號為：(－)Zn|Zn2+(c1)‖Cu２+(c2)|Cu(+)2、重鉻酸鉀與鹽酸的反應(yīng)：

K2Cr2O7+14HCl=2CrCl3+3Cl2↑+2KCl+7H2O已知：Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2OE

=1.33VCl2+2e=2Cl-E

=1.36V隨堂練習(xí)：（1）在298K標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時反應(yīng)能否正向進(jìn)行？（2）實驗室中用濃HCl（12mol/L）與K2Cr2O7反應(yīng)結(jié)果又怎樣？

四、元素的電勢圖

將同種元素的不同氧化態(tài)按高到低的順序排列，在兩種氧化態(tài)之間用直線連接起來,并在直線上標(biāo)明相應(yīng)電極反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢值，以這樣關(guān)系圖稱為元素電勢圖，又稱為拉特默圖。

分為兩大類

A（A表示酸性溶液），

B（B表示堿性溶液）例如：E

B：BrO-0.45Br21.07Br-

x1、判斷歧化反應(yīng)是否能自發(fā)進(jìn)行ABE

左E

右C假設(shè)B能發(fā)生歧化反應(yīng)，那么這兩個電對所組成的電池電動勢：B變成C是獲得電子的過程，應(yīng)是電池的正極BC：B變成A是失去電子的過程，應(yīng)是電池的負(fù)極BA：分析：判斷標(biāo)準(zhǔn)試問：Br2、

Cu+能否發(fā)生歧化反應(yīng)？隨堂練習(xí)：已知：E

B：BrO-0.45Br21.07Br-E

xE

A：Cu2+0.153Cu+0.521CuE

x2、從已知電對求未知電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢按照蓋斯定律，吉布斯自由能是可以加合的，即：

1

2n1n2

3n3

x=？ABCD1、鐵的元素電勢圖：

隨堂練習(xí)：,求：E

x=？

E

x=？Fe3+Fe2+

Fe+0.7700V－0.4402V2、用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢E

的數(shù)據(jù)解釋下列現(xiàn)象并寫出反應(yīng)式。∴2H2S+O2=2S↓+2H2OV229.1V142.0OHOSHS222==EE因此，在實際工作中若需使用H2S水溶液，應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。隨堂練習(xí)：（1）H2S的水溶液久置變渾。2、用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢E

的數(shù)據(jù)解釋下列現(xiàn)象并寫出反應(yīng)式。（2）配制SnCl2溶液時，除需加濃HCl外，還要加入Sn粒。2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O∴Sn4++Sn=2Sn2+

Sn4+

0.151Sn2+-0.136

Sn隨堂練習(xí)：V229.1OHO22=E2、用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢E

的數(shù)據(jù)解釋下列現(xiàn)象并寫出反應(yīng)式。隨堂練習(xí)：（3）配制FeSO4溶液時，要加入鐵屑。Fe3+

0.771Fe2+-0.447Fe

2Fe3++Fe=3Fe2+