實(shí)驗(yàn)15-氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡

實(shí)驗(yàn)15氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯1.學(xué)會(huì)裝配原電池；2.掌握電極的本性、電對(duì)的氧化型或還原型物質(zhì)的濃度、介質(zhì)的酸度等因素對(duì)電極電勢(shì)、氧化還原反應(yīng)的方向、產(chǎn)物、速率的影響；3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解化學(xué)電池電動(dòng)勢(shì)。[基本操作]1.試管操作要用專用滴管取液體，不得引入雜質(zhì)。清洗滴管時(shí)，里外都要沖洗干凈。滴瓶上的滴管不得用于別的液體的取用，滴加液體時(shí)磨口以下部分不得接觸接收容器的器壁。裝有藥品的滴管不得橫放或滴管口向上斜放，以免液體流入橡皮頭中。在通常的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)液一般取3~5滴。正常滴管中的一滴溶液約0.05mL，例如，取0.5mL的溶液，需要大約10滴。2.鹽橋的制法3.伏特計(jì)的使用（區(qū)分正負(fù)極，伏特計(jì)和電極要接觸良好）[實(shí)驗(yàn)原理]對(duì)于電極反應(yīng)：氧化態(tài)（Ox）+ne?=還原態(tài)（Red）根據(jù)能斯特公式，有

其中，R=8.314J·mol-1·K-1，T=298.15K，F(xiàn)=96485C·mol-1電極電勢(shì)的大小與Eo（電極本性）、氧化態(tài)和還原態(tài)的濃度，溶液的溫度以及介質(zhì)酸度等有關(guān)。對(duì)于電池反應(yīng)，aA+bB=cC+dD對(duì)應(yīng)的能斯特方程是電極電勢(shì)愈大，表明電對(duì)中氧化態(tài)氧化能力愈強(qiáng)，而還原態(tài)還原能力愈弱，電極電勢(shì)大的氧化態(tài)能氧化氧化電極電勢(shì)比它小的還原態(tài)。E+>E－是氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判椐。在實(shí)際應(yīng)用中，若與的差值大于0.5Ｖ，可以忽略濃度、溫度等因素的影響，直接用數(shù)值的大小來(lái)確定該反應(yīng)進(jìn)行的方向。[實(shí)驗(yàn)內(nèi)容]實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋和反應(yīng)一、氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì)(1)0.5mL0.1mol·L－1KI+2滴0.1mol·L－1FeCl3，搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色

紫色

2I-+2Fe3+=I2(紫色)+2Fe2+(2)KBr代替KI進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)

無(wú)變化

E0Fe3+/Fe2+＜E0Br2/Br-，不能反應(yīng)(3)碘水+0.5mL0.1mol·L－1FeSO4搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色Br2水+0.5mL0.1mol·L－1FeSO4搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色紫色溴水退色

E0Fe3+/Fe2+＞E0I2/I-，不能反應(yīng)Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+比較電極電勢(shì)Br2/Br-＞Fe3+/Fe2+＞I2/I-二、濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響(1)燒杯1：15mL1mol·L－1ZnSO4中插入鋅片燒杯2：15mL1mol·L－1CuSO4中插入銅片鹽橋連接兩燒杯，測(cè)電壓

0.9VCu2+/Cu為正極

CuSO4溶液中注入濃氨水至生成沉淀溶解生成深藍(lán)色溶液，觀察電壓變化

電壓降低Cu2++2e?=Cu加入NH3水時(shí)，形成[Cu(NH3)4]2+，使[Cu2+]大幅度減小，電極電勢(shì)隨之減小。由于正極電位降低，導(dǎo)致原電池電動(dòng)勢(shì)降低。ZnSO4溶液中注入濃氨水至生成沉淀溶解生成無(wú)色溶液，觀察電壓變化電壓升高Zn2++2e?=Zn加入NH3水時(shí)，形成[Zn(NH3)4]2+，使[Zn2+]大幅度減小，電極電勢(shì)隨之減小。由于負(fù)極電位降低，導(dǎo)致原電池電動(dòng)勢(shì)升高。(2)2滴0.01mol·L－1KMnO4+3滴1mol·L－1H2SO4+2滴3%H2O2。觀察試管中溶液顏色的變化KMnO4退色2MnO4-+5H2O2+16H+=2Mn2++5O2↑+8H2OaMn2+為粉紅色，觀察不到[注意事項(xiàng)]1.原電池中試劑的取量一般不要超過(guò)15mL，因?yàn)榱康亩嗌賹?duì)電極電勢(shì)不影響，而對(duì)電流大小有影響。