實驗15 氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡

1、實驗15 氧化還原反應(yīng)和氧化還原平衡實驗?zāi)康?. 學會裝配原電池；2. 掌握電極的本性、電對的氧化型或還原型物質(zhì)的濃度、介質(zhì)的酸度等因素對電極電勢、氧化還原反應(yīng)的方向、產(chǎn)物、速率的影響；3. 通過實驗了解化學電池電動勢?；静僮?. 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，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)實驗中，反應(yīng)液一般取35滴。正常滴管中的一滴溶液約0.05 mL，例如，取0.5 mL的溶液，需要大約10滴。2. 鹽橋的制法 3. 伏

2、特計的使用（區(qū)分正負極，伏特計和電極要接觸良好）實驗原理對于電極反應(yīng)：氧化態(tài)（Ox）+ ne = 還原態(tài)（Red）根據(jù)能斯特公式，有 其中，R = 8.314 Jmol-1K-1，T = 298.15 K，F(xiàn) = 96485 Cmol-1電極電勢的大小與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)。對于電池反應(yīng)，aA + bB = cC + dD對應(yīng)的能斯特方程是 電極電勢愈大，表明電對中氧化態(tài)氧化能力愈強，而還原態(tài)還原能力愈弱，電極電勢大的氧化態(tài)能氧化氧化電極電勢比它小的還原態(tài)。E+ E是氧化還原反應(yīng)自發(fā)進行的判椐。在實際應(yīng)用中，若與的差值大于0.5，可以忽略濃度、溫

3、度等因素的影響，直接用數(shù)值的大小來確定該反應(yīng)進行的方向。實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象解釋和反應(yīng)一、氧化還原反應(yīng)和電極電勢(1)0.5mL0.1molL1KI + 2滴0.1 molL1 FeCl3，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進行上述實驗無變化E0Fe3+/Fe2+ E0Br2/Br-，不能反應(yīng)(3)碘水+ 0.5mL0.1molL1 FeSO4搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色Br2水+0.5mL0.1molL1 FeSO4搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色紫色溴水退色E0Fe3+/Fe2+ E0I2/I-，

4、不能反應(yīng)Br2 +2Fe2+= 2Br- + 2Fe3+ 比較電極電勢Br2 /Br-Fe3+/Fe2+I2/I-二、濃度對電極電勢的影響(1)燒杯1：15mL 1molL1ZnSO4中插入鋅片燒杯2：15mL 1molL1CuSO4中插入銅片鹽橋連接兩燒杯，測電壓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色溶液，觀察電壓變化電壓降低Cu2+ + 2e= Cu加入NH3水時，形成Cu(NH3)42+，使Cu2+大幅度減小，電極電勢隨之減小。由于正極電位降低，導致原電池電動勢降低。ZnSO4溶液中注入濃氨水至生成沉淀溶解生成無色溶液，觀察電壓變化電壓升高Zn

5、2+ + 2e= Zn加入NH3水時，形成Zn(NH3)42+，使Zn2+大幅度減小，電極電勢隨之減小。由于負極電位降低，導致原電池電動勢升高。(2)CuSO4濃差電池:0.01molL1 CuSO4和1molL1 CuSO4組成原電池，測電動勢并與計算值比較Cu|Cu2+(0.01molL1)Cu2+(1molL1)電壓很小濃度大的一端為正極測定值比計算值小?；蛘呓忉屓缦拢赫龢O電極反應(yīng)：Cu2+(1 molL-1) + 2e = Cu負極電極反應(yīng)：Cu2+(0.01 molL-1) + 2e = Cu原電池反應(yīng)為：Cu2+(1 molL-1) = Cu2+(0.01 molL-1)在濃差電池

6、的兩極各連一個回形針，然后在表面皿上放一小塊濾紙，滴加1molL1 Na2SO4溶液，使濾紙完全濕潤，在加入2滴酚酞，將兩極回形針壓在紙上，相距1mm，稍等片刻，觀察所壓處哪端出現(xiàn)紅色。CuSO4濃度低的一端出現(xiàn)紅色H2O被電解。陰極反應(yīng)為：2H2O + 2e = H2 + 2OH使酚酞變紅。三、酸度和濃度對氧化還原反應(yīng)的影響1. 酸度的影響(1) 0.5mL0.1molL1 Na2SO3,+2滴0.01molL1KMnO4,+0.5mL1molL1 H2SO4,觀察溶液顏色的變化KMnO4退色a5SO32- + 2MnO4- + 6H+ = 5SO42- + 2Mn2+ + 3H2O用0.5

7、mLH2O代替H2SO4，觀察溶液顏色的變化產(chǎn)生棕色沉淀3SO32- + 2MnO4- + H2O =3SO42- + 2MnO2 (棕色) + 2OH-用0.5mL6molL1NaOH代替H2SO4，觀察溶液顏色的變化溶液變綠SO32- + 2MnO4- + 2OH-=SO42- + 2MnO42- (綠色) + H2O(2) 0.5mL0.1molL1KI + 2滴0.1 molL1 KIO3淀粉，觀察溶液顏色的變化無變化上述溶液中滴加23滴1molL1H2SO4后，觀察溶液顏色的變化溶液變藍IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2(使淀粉變藍) + 3H2O再滴加23滴6molL1N

8、aOH觀察溶液顏色的變化藍色退去3I2+ 6OH- = IO3- + 5I- + 3H2O2. 濃度的影響(1) 0.5 mL H2O + 0.5 mL CCl4 + 0.5 mL 0.1 molL-1 Fe2(SO4)3 + 0.5 mL 0.1 molL1 KI，振蕩后觀察CCl4層顏色變化紫色2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2（紫色）(2) 0.5 mL CCl4 + 0.5 mL 1molL1 FeSO4 + 0.5 mL 0.1 molL-1 Fe2(SO4)30.5 mL 0.1 molL1KI，振蕩后觀察CCl4層顏色變化，并與上一實驗觀察CCl4層顏色顏色區(qū)別。顏

9、色變淺 I2濃度減小。或：當上述反應(yīng)平衡時，E(Fe3+/Fe2+)與E(I2/I-)相等。增大Fe2+濃度，E(Fe3+/Fe2+)減小，使得E(Fe3+/Fe2+)E(I2/I-)，反應(yīng)逆向進行，I2濃度減小。(3)上面實驗中加NH4F固體，振蕩觀察CCl4層顏色變化顏色變淺Fe3+ + 6F- = FeF63-使Fe3+濃度減小，F(xiàn)e3+/Fe2+電極電勢減小，反應(yīng)的電動勢減小，平衡時的反應(yīng)量減小，生成的I2濃度減小說明氧化劑對應(yīng)的電對中，增大還原型的濃度或減小氧化型的濃度，電對中氧化型物質(zhì)的氧化能力將減弱，使氧化還原反應(yīng)趨勢減弱。四、酸度對氧化還原反應(yīng)速率的影響0.5 mL 0.1 m

10、olL1KBr + 2滴0.01 molL1 KMnO4 + 0.5mL1molL1H2SO4觀察試管中紫紅色褪去的速度快2MnO4- + 10Br- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Br2 + 8H2O用0.5mL6molL1HAc代替上述實驗中的H2SO4，觀察試管中紫紅色褪去的速度，并與上一實驗比較慢2MnO4- + 10Br- + 16HAc = 2Mn2+ + 5Br2 + 8H2O + Ac-五、氧化數(shù)居中的物質(zhì)的氧化還原性(1) 0.5 mL 0.1 molL1 KI + 23滴1 molL1 H2SO4 +12滴 3% H2O2觀察試管中溶液顏色的變化棕黃色2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O I2在水中顯棕黃色(2) 2滴0.01molL1 KMnO4 + 3滴 1 molL1 H2SO4 + 2滴3% H2O2。觀察試管中溶液顏色的變化KMnO4退色2MnO4- + 5H2O2 + 16H+ =