第九章氧化還原與電極電勢(shì)課件

第九章氧化還原與電極電勢(shì)氧化值（定義、運(yùn)算規(guī)則、計(jì)算）氧化劑與還原劑（定義和判斷）電極電勢(shì)（產(chǎn)生原因、影響因素、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程）PARTONE氧化值目的為了揭示共價(jià)化合物等氧化還原反應(yīng)本質(zhì)；在化合價(jià)和電負(fù)性概念基礎(chǔ)上提出。應(yīng)用通過(guò)計(jì)算某元素原子的氧化值1、判斷是否發(fā)生氧還反應(yīng)。2、判斷氧化劑與還原劑。氧化數(shù)概念的核心：假設(shè)把每個(gè)化學(xué)鍵中的電子指定給所連接的兩原子中電負(fù)性較大的一個(gè)原子。得電子，氧化數(shù)為負(fù)；失電子，氧化數(shù)為正。規(guī)則單質(zhì)的氧化數(shù)為零，如H2中元素的氧化值為0。單原子離子的氧化數(shù)為該元素離子的電荷數(shù)，如NaCl中Cl-的氧化值為-1。離子團(tuán)中各元素的氧化值的代數(shù)和為離子電荷數(shù)，如S4O6-2中S的氧化值為+2.5。中性化合物，各元素氧化值的代數(shù)和為0。在結(jié)構(gòu)已知的共價(jià)化合物中，把電子對(duì)的偏移理想化為轉(zhuǎn)移，將電子指定給電負(fù)性較大的原子（電負(fù)性表詳見(jiàn)書(shū)本）

與化合價(jià)不同，氧化值（數(shù)）可以是正數(shù)、負(fù)數(shù)、0和小數(shù)。氧在化合物中氧化值一般是-2；過(guò)氧化物（如過(guò)氧化氫）中O的氧化值為-1；在氟化物（如O2F2和OF2）中分別為+1和+2。氫原子與電負(fù)性比它的原子結(jié)合，H的氧化值為+1；氫與電負(fù)性比它小的原子結(jié)合，氧化值為-1，比如金屬氫化物中NaH中氫的氧化值為-1。堿金屬的氧化值為+1，堿土金屬的氧化值為+2。氟是電負(fù)性最大的元素，氧化值為-1。其他鹵族元素，除開(kāi)與電負(fù)性更大的鹵素結(jié)合時(shí)或與氧結(jié)合時(shí)，其他情況都是-1。如ClF中Cl的氧化數(shù)為+1；ICl3中I的氧化數(shù)為+3。

幾種常見(jiàn)元素的氧化值有以下規(guī)定練習(xí)見(jiàn)書(shū)NaI：Na+1，I-1MnO4-：Mn

+7，O-2求S2O32-，S2O82-，Na2S4O6中S的氧化數(shù)CuOH2ONa2OCO2NaClH2NaHCl+2+1＋1+4+100+1-1-2-2-2-1-2PARTTWO氧化還原氧化還原反應(yīng)元素的氧化數(shù)發(fā)生了變化的化學(xué)反應(yīng)Zn+Cu2+=Cu+Zn2+

失電子得電子

氧化數(shù)升高

氧化數(shù)降低氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原劑氧化劑還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物失升氧還，得降還氧Tips：找到你喜歡的口訣2SO2＋O2══2SO3SO2＋2H2S══3S↓＋2H2O

3I2＋6OH-══IO3-

＋5I-+3H2O同一物質(zhì)在不同反應(yīng)中，可作氧化劑又可作還原劑有些物質(zhì)在同一反應(yīng)中，既是氧化劑又是還原劑Attention!!酸性溶液：

2MnO4-＋5SO32-＋6H+══2Mn2+＋5SO42-＋3H2O中性或弱堿性溶液：

2MnO4-＋3SO32-＋H2O══2MnO2↓＋3SO42-＋2OH-強(qiáng)堿性溶液：

2MnO4-＋SO32-＋2OH-══2MnO42-＋SO42-＋H2O反應(yīng)條件不同，氧化還原的產(chǎn)物也不同Attention!!2Na+Cl2

=2NaCl氧化半反應(yīng)：2Na–2e-→2Na+

還原半反應(yīng)：Cl2+2e-→2Cl-

氧化還原電對(duì)元素得電子后的存在形式-還原型元素失電子后的存在形式-氧化型氧化還原電對(duì)半反應(yīng)中同一元素的兩個(gè)不同氧化值的物種組成了氧化還原電對(duì)研究同一元素φ氧化型/還原型φ氧化型/還原型（氧化數(shù)高）氧化型+ne-

還原型（氧化數(shù)低）

或Ox+ne-

Red還原半反應(yīng)電對(duì)MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2OMn2+/MnO4-MnO4-+2H2O+3e=MnO2+4OH-

MnO4-/MnO2氧化還原電對(duì)PARTTHREEE電極電勢(shì)視頻：用多少橙子可以給iPhone充電？燈泡發(fā)亮，有電流

鋅片溶解，銅片上有銅沉積(-)鋅片(+)銅片ZnSO4鹽橋CuSO4鋅片插入ZnSO4溶液中銅片插入CuSO4溶液中現(xiàn)象(Zn2+/Zn)銅電極(+)鋅電極(-)(Cu2+/Cu)Zn-2e→Zn2+

(氧化反應(yīng))

Cu2+＋2e→Cu(還原反應(yīng))原電池

化學(xué)能→電能Zn＋Cu2+═Zn2+＋Cu通過(guò)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置叫原電池。負(fù)極：流出電子的一端正極：流入電子的一端電子從負(fù)極流向正極電流從正極流向負(fù)極失負(fù)氧升師父養(yǎng)生得正還降得道需還金屬溶解金屬沉積反應(yīng)的原理M(s)Mn+(aq)

+ne-氧化反應(yīng)還原反應(yīng)金屬越活潑(V溶解>V沉積)金屬表面(-)溶液(+)雙電層→電極電勢(shì)金屬越不活潑(V溶解<V沉積)金屬表面(+)溶液(-)雙電層→電極電勢(shì)溶解沉積M(s)Mn+(aq)

+ne-金屬越活潑(V溶解>V沉積)金屬表面(-)溶液(+)雙電層→電勢(shì)金屬越不活潑(V溶解<V沉積)金屬表面(+)溶液(-)雙電層→電勢(shì)電極電勢(shì)φ氧化型/還型金屬與溶液間形成雙電層而產(chǎn)生的穩(wěn)定電勢(shì)(φMn+/M)Cu-Zn原電池中:Zn片和Zn2+溶液構(gòu)成電極，電極電勢(shì)用φZ(yǔ)n2+/Zn表示Cu片和Cu2+溶液構(gòu)成電極，電極電勢(shì)用φCu2+/Cu表示有什么用？不同電極的電極電勢(shì)不同，標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的大小與該氧化還原電對(duì)有關(guān)。電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)越大，其氧化型物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，其還原型物質(zhì)的還原性越弱。可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)判斷氧化型物質(zhì)的氧化能力的相對(duì)強(qiáng)弱；可以判斷氧化還原反應(yīng)的自發(fā)方向及程度。為了研究實(shí)際情況，德國(guó)物理化學(xué)家能斯特提出了能斯特方程：研究離子濃度和溫度對(duì)電極電勢(shì)的影響的能斯特方程式。顯然，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是理想狀態(tài)T=298K時(shí)能斯特方程影響因素1—溫度影響因素2—各物質(zhì)濃度冪次方的乘積

Ox+ne-Red為電極電勢(shì)(V)R為氣體常數(shù)（8.314J/Kmol）T為絕對(duì)溫度（t＋273.15）Kn為電極反應(yīng)中得失電子數(shù)F為法拉第常數(shù)（96500C/mol）1、銀針驗(yàn)毒科學(xué)嗎？2、銀飾越黑，佩戴者身體越差？銀器失色光亮的銀飾品很容易變黑O2