氧化还原反应电化学基础ppt课件

1、第七章第七章 氧化复原反响电化学根底氧化复原反响电化学根底 根本内容和重点要求根本内容和重点要求 7.1 氧化复原反响的根本概念及氧化复原反氧化复原反响的根本概念及氧化复原反响方程式的配平响方程式的配平 7.2 电化学电池电化学电池 7.3 电极电势电极电势 7.4 电极电势的运用电极电势的运用重点要求了解重点要求了解 能熟练地配平氧化复原方程式；掌握规范电能熟练地配平氧化复原方程式；掌握规范电极电势的概念和运用以及影响电极电势的要素，极电势的概念和运用以及影响电极电势的要素，有关有关Nernst 方程的简单计算。方程的简单计算。 7-1 氧化复原反响的根本概念氧化复原反响的根本概念 参与反响

2、的物质之间有电子转移或偏移的参与反响的物质之间有电子转移或偏移的一类反响称氧化复原反响。一类反响称氧化复原反响。例如例如Cu2+(aq)+Zn(s) Zn2+(aq)+Cu(s) 电子得失电子得失H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) 电子偏移电子偏移CH3CHO+O2(g) CH3COOH 电子偏移电子偏移 氧化复原反响的根本特征是反响前、后元素氧化复原反响的根本特征是反响前、后元素的氧化数发生了改动。的氧化数发生了改动。7、1、1、氧化数值、态、氧化数值、态 在氧化复原反响中，电子转移引起某些原子在氧化复原反响中，电子转移引起某些原子的价电子层构造发生变化，从而改动了这些原的价电子层构造

3、发生变化，从而改动了这些原子的带电形状。为了描画原子带电形状的改动，子的带电形状。为了描画原子带电形状的改动，阐明元素被氧化的程度，提出了氧化态的概念。阐明元素被氧化的程度，提出了氧化态的概念。表示元素氧化态的的数值称为元素的氧化值，表示元素氧化态的的数值称为元素的氧化值，又称氧化数。又称氧化数。氧化值氧化值: 对于简单单原子离子来说对于简单单原子离子来说,元素的氧化值与离元素的氧化值与离子所带的电荷数是一致的。如子所带的电荷数是一致的。如Cu2+、Na+、Cl-、和和S2-，它们的电荷数分别为，它们的电荷数分别为+2、+1、-1和和-2，那么这些元素的氧化值依次为那么这些元素的氧化值依次为+

4、2、+1、-1和和-2。 对于共价键结合的多原子分子或离子来说对于共价键结合的多原子分子或离子来说,氧氧化值是指某元素的一个原子的荷电数。该荷电化值是指某元素的一个原子的荷电数。该荷电数是假定把每一化学键的电子指定给电负性更数是假定把每一化学键的电子指定给电负性更大的原子而求得的。如大的原子而求得的。如CO2，C氧化值为氧化值为+4，O的氧化值为的氧化值为-2。 确定氧化数的规那么确定氧化数的规那么 单质中元素的氧化数为零，如：单质中元素的氧化数为零，如：H2H2，O2O2，S8S8。 氢的氧化数普通为氢的氧化数普通为+1+1，在活泼金属氢化物，在活泼金属氢化物中为中为-1-1，如：，如：Na

5、H,CaH2 NaH,CaH2 。 氧的氧化数普通为氧的氧化数普通为-2-2，在过氧化物中为，在过氧化物中为-1-1，如如H2O2 H2O2 、Na2O2 Na2O2 ；在超氧化物中为；在超氧化物中为-1/2-1/2，如，如KO2 KO2 ； 在氧的氟化物中为在氧的氟化物中为+1+1或或+2+2，如：，如：OF2 OF2 、O2F2O2F2。 离子型化合物中，元素的氧化数等于该离离子型化合物中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数，如：子所带的电荷数，如：NaCINaCI。 共价型化合物中，共用电子对偏向于电负共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大的原子性大的原子 ，两原子的方式电荷数即为它们

6、，两原子的方式电荷数即为它们的氧化数，如：的氧化数，如：HCIHCI。 中性分子中，各元素原子氧化数的代数和中性分子中，各元素原子氧化数的代数和为零。复杂离子中，各元素原子氧化数的代为零。复杂离子中，各元素原子氧化数的代数和数和= =离子的总电荷。离子的总电荷。 Fe3O4 3x+(-2) Fe3O4 3x+(-2)4=0 x=+8/34=0 x=+8/3S4O62S4O62- -4x+(-2)4x+(-2)6=-2 x=2.56=-2 x=2.5H5IOH5IO6 6I:+7 ;I:+7 ; S2O32S2O32- -S:+2S:+2氧化数可为整数，也可是分数或小数。氧化数可为整数，也可是分

7、数或小数。Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ Cu Cu氧化数：氧化数：+20,+20,得电子，被复原得电子，被复原, ,氧化数降低氧化数降低, ,复原过程。复原过程。Cu2+Cu2+做氧化剂。做氧化剂。 Zn Zn氧化数：氧化数：0+2,0+2,氧化数升高氧化数升高, ,失电失电子，被氧化子，被氧化, ,氧化过程。氧化过程。ZnZn做复原剂。做复原剂。半反响半反响:任何氧化复原反响都是有两个任何氧化复原反响都是有两个“半反响组成，半反响组成，如：如： Cu2+ + Fe=Cu+Fe2 +是由以下两个是由以下两个“半反响组成：半反响组成：复原半

8、反响：复原半反响：Cu2+ + 2e=Cu氧化半反响：氧化半反响：Fe-2e= Fe2 + 氧化反响和复原反响总是同时发生，相辅相成。氧化反响和复原反响总是同时发生，相辅相成。 一个氧化复原电对对应一个半反响一个氧化复原电对对应一个半反响 H+/H2 2H+2- H2 Zn2+/Zn Zn2+2- Zn 一个电对中，氧化型的氧化才干越强，那么其一个电对中，氧化型的氧化才干越强，那么其共轭复原型的复原才干越弱；如复原型的复原才共轭复原型的复原才干越弱；如复原型的复原才干越强，那么其共轭氧化型的氧化才干越弱。干越强，那么其共轭氧化型的氧化才干越弱。如如 MnO4-/Mn2+ 和和SO42-/SO3

9、2- 在酸性介质中在酸性介质中 MnO4-+8H+ +5- Mn2+4H2O SO42-+2H+ +2- SO32-+H2O 2MnO4-+6H+ +5SO32-= 2Mn2+5SO42- +3H2O 半反响普通都采用复原反响的方式书写，即半反响普通都采用复原反响的方式书写，即 氧化型氧化型+ 复原型复原型 任何氧化复原反响系统都是由两个电对构成任何氧化复原反响系统都是由两个电对构成的。的。氧化型氧化型2+复原型复原型1 氧化型氧化型1+复复原型原型2 在氧化复原反响中，失电子与得电子，氧化在氧化复原反响中，失电子与得电子，氧化与复原，复原剂与氧化剂既是对立的，又是相与复原，复原剂与氧化剂既是

10、对立的，又是相互依存的，共处于同一反响中。互依存的，共处于同一反响中。ne7、1、2、氧化复原反响方程式的配平、氧化复原反响方程式的配平 离离 子子-电子法电子法配平原那么：配平原那么： 电荷守恒：反响中氧化剂所得电子数必需等电荷守恒：反响中氧化剂所得电子数必需等于复原剂所失去的电子数；于复原剂所失去的电子数； 质量守恒：根据质量守恒定律，方程式两边质量守恒：根据质量守恒定律，方程式两边各种元素的原子总数必需各自相等，各物种的各种元素的原子总数必需各自相等，各物种的电荷数的代数和必需相等。电荷数的代数和必需相等。 配平的步骤主要是：配平的步骤主要是：用离子式写出主要反响物和产物用离子式写出主要

11、反响物和产物(气体、纯气体、纯液体、固体和弱电解质那么写分子式液体、固体和弱电解质那么写分子式)。分别写出氧化剂被复原和复原剂被氧化的分别写出氧化剂被复原和复原剂被氧化的半反响。半反响。分别配平两个半反响方程式，等号两边的分别配平两个半反响方程式，等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。确定两半反响方程式得、失电子数目的最确定两半反响方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反响方程式中各项分别小公倍数。将两个半反响方程式中各项分别乘以相应的系数，使其得、失电子数目一样。乘以相应的系数，使其得、失电子数目一样。然后，将两者合并，就得到了配平的氧

12、化复然后，将两者合并，就得到了配平的氧化复原反响的离子方程式。有时根据需求可将其原反响的离子方程式。有时根据需求可将其改为分子方程式。改为分子方程式。H、O配平规律配平规律 酸性介质：酸性介质： 一边多一边多n个个O，加，加2n个个H+，另一边加，另一边加n个个H2O 碱性介质：碱性介质： 一边多一边多n个个O，加，加n个个H2O，另一边加，另一边加2n个个OH- 中性介质：中性介质： 左边多左边多n个个O，加，加n个个H2O，右边加，右边加2n个个OH- 右边多右边多n个个O，加，加2n个个H+，左边加，左边加n个个H2O 总之：酸中加总之：酸中加H+和和H2O；碱中加；碱中加OH-和和H2

13、O；中性溶液，左加水，右加中性溶液，左加水，右加H+或或OH-7、1、3、反响的特殊类型、反响的特殊类型1自氧化复原反响自氧化复原反响 同一物质，既是氧化剂，又是复原剂，但氧化、同一物质，既是氧化剂，又是复原剂，但氧化、复原发生在不同元素的原子上。复原发生在不同元素的原子上。例：例：2KClO3(s) 2KCl(s)+3O2(g) 2HgO(s) 2Hg(s)+O2(g) (2) 歧化反响歧化反响 同一物质中同一元素的原子，有的氧化数同一物质中同一元素的原子，有的氧化数，有的氧化数有的氧化数，称为歧化反响。，称为歧化反响。例：例：Cl 2 (g) + H 2 O (l) = HOCl (aq)

14、 + HCl (aq) 0 +1 -17、2 电化学电池电化学电池 7、2、1、原电池的组成、原电池的组成 Cu2+Zn=Cu+Zn2+整个安装接通后，可察看到以下实验景象(1)安培计指针发生偏转 导线上有电流 电子由Zn片经导线到Cu片(2)取出盐桥,表针回零;放回,表针重又偏转。 盐桥沟通整套安装成通路(3)Zn片溶解，Cu片上有Cu堆积 Zn比Cu易失电子，Cu2+比Zn2+易得电子规定规定电子流出的极为负极电子流出的极为负极- -电子流入的极为正极电子流入的极为正极+ +电极反响电极反响 负极负极Zn)Zn)：ZnZns s=Zn2+=Zn2+aqaq + 2- , + 2- , 氧化

15、反响氧化反响 正极正极Cu): Cu2+Cu): Cu2+aqaq+2- = Cu+2- = Cus s ，复原反响复原反响电池反响：电池反响： Cu2+(aq)+Zn(s)=Zn2+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+Zn(s)=Zn2+(aq)+Cu(s)盐桥的作用：盐桥的作用： 整个反响发生后，整个反响发生后，ZnZn半电池溶液中，由于半电池溶液中，由于Zn2+Zn2+添加，正电荷过剩；添加，正电荷过剩；CuCu半电池中，半电池中，Cu2+Cu2+减减小，小，SO42-SO42-相对添加，负电荷过剩。相对添加，负电荷过剩。 盐桥的主要成分是盐桥的主要成分是KCIKCI饱和溶液，其作用

16、就饱和溶液，其作用就是消除两个半电池中由于电极反响发生的非电是消除两个半电池中由于电极反响发生的非电中性景象。中性景象。 即盐桥中的CI-主向Zn半电池挪动，盐桥中的K+主向Cu半电池挪动。从而维持了溶液的电中性，使反响继续进展。 这种借助于自发的氧化复原反响产生电流的安装叫做原电池。2.2.电极的类型与原电池的表示方法电极的类型与原电池的表示方法 (1) (1)金属金属- -金属离子电极金属离子电极 金属置于含有同一金属离子的盐溶液中构成金属置于含有同一金属离子的盐溶液中构成电极符号：电极符号：Zn(s)Zn2+Zn(s)Zn2+电极符号：电极符号：Cu(s)Cu2+Cu(s)Cu2+ “

17、“表示两相界面表示两相界面 Cu,Zn Cu,Zn本身是导体，可做电极本身是导体，可做电极(2)(2)气体气体- -离子电极离子电极 2H+2-=H2 2H+2-=H2 电极反响中无导体，需借助于惰电极反响中无导体，需借助于惰性电极铂或石墨来完成电对电子的转移。性电极铂或石墨来完成电对电子的转移。 电极符号：电极符号：PtH2(g)H+PtH2(g)H+(3)(3)金属金属- -金属难溶盐或氧化物金属难溶盐或氧化物- -阴离子电极阴离子电极 金属外表涂上该金属的难溶盐金属外表涂上该金属的难溶盐( (或氧化物或氧化物) )，然后将它浸在与该盐具有一样阴离子的溶液中。然后将它浸在与该盐具有一样阴离

18、子的溶液中。 AgCI+-=Ag+CI- AgCI+-=Ag+CI- 电极符号电极符号: AgAgCI(s)CI-: AgAgCI(s)CI-甘汞电极甘汞电极: : 在金属在金属HgHg的的外表覆盖一层氯化亚汞外表覆盖一层氯化亚汞Hg2CI2Hg2CI2，然后注入，然后注入氯化钾溶液。氯化钾溶液。 电极反响：电极反响：1/2Hg2CI2+-1/2Hg2CI2+-=Hg(l)+CI-=Hg(l)+CI-电极符号：电极符号：HgHg2CI2(s)CI-HgHg2CI2(s)CI-(4) “(4) “氧化复原电极氧化复原电极 Fe3+-=Fe2+ PtFe3+,Fe2+ Fe3+-=Fe2+ PtF

19、e3+,Fe2+ 两种不同的电极组合起来即构成原电池。两种不同的电极组合起来即构成原电池。每个电极叫半电池。原电池也可用简易的电池每个电极叫半电池。原电池也可用简易的电池符号表示出来。符号表示出来。 Cu-Zn Cu-Zn原电池符号原电池符号(-)Zn(s)ZnSO4(C1)CuSO4(C2)Cu(s)(+) (-)Zn(s)ZnSO4(C1)CuSO4(C2)Cu(s)(+) (-)PtH2(-)PtH21.0131.01310-5Pa)H+(1moldm-10-5Pa)H+(1moldm-3)3) Cu2+(c)Cu(s)(+) Cu2+(c)Cu(s)(+)将以下反响设计成原电池并以原电

20、池符号表示将以下反响设计成原电池并以原电池符号表示 2Fe2+(1.0moldm-3)+ CI2(101325Pa)= 2Fe2+(1.0moldm-3)+ CI2(101325Pa)= 2Fe3+(0.1 0moldm-3)+2CI- (2.0moldm-3)2Fe3+(0.1 0moldm-3)+2CI- (2.0moldm-3)正极正极:CI2+2-2CI-:CI2+2-2CI-负极负极:Fe2+ Fe3+-:Fe2+ Fe3+-电池符号电池符号: :(-)PtFe2+(1.0moldm-3), Fe3+(0.1 (-)PtFe2+(1.0moldm-3), Fe3+(0.1 0mold

21、m-3) CI-(2.0moldm-0moldm-3) CI-(2.0moldm-3)CI2(101325Pa),Pt(+)3)CI2(101325Pa),Pt(+)书写原电池符号的规那么书写原电池符号的规那么 负极负极“-“-在左边，正极在左边，正极“+“+在右边，盐在右边，盐桥用桥用“表示。表示。 半电池中两相界面用半电池中两相界面用“分开，同相分开，同相, ,不不同物种用同物种用“,“,分开，溶液、气体要注明分开，溶液、气体要注明C C，P P。 纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“,“,或或“分开。盐桥两边为溶液。分开。盐桥两边为溶液。 组分物质为

22、参与电子转移的氧化复原电对。组分物质为参与电子转移的氧化复原电对。不包含不包含H+H+和和OH-OH-离子等。离子等。7、2、2、电池的电动势、电池的电动势 当经过原电池的电流趋于零时，两电极间的当经过原电池的电流趋于零时，两电极间的最大电势差被称为原电池的电动势最大电势差被称为原电池的电动势,以以EMF表示。表示。可以用电压表来测定电池的电动势。可以用电压表来测定电池的电动势。式中式中EMF原电池的电动势，单位：原电池的电动势，单位：V；E+原电池正极的平衡的电势，单位：原电池正极的平衡的电势，单位：V；E-原电池负极的平衡电势，单位：原电池负极的平衡电势，单位：V；)()(EEEMF 原电

23、池的电动势大小不仅与电池反响中各原电池的电动势大小不仅与电池反响中各物质的性质有关，还与系统的组成有关。当物质的性质有关，还与系统的组成有关。当原电池中各物种均处于各物种的规范态时，原电池中各物种均处于各物种的规范态时，测定的电动势为规范电动势，以测定的电动势为规范电动势，以 表示。表示。规范形状：组成电极的溶液中离子、分子浓规范形状：组成电极的溶液中离子、分子浓度为度为1molL-1，气体分压为，气体分压为100KPa，液体或，液体或固体为纯真物。规范电极电势符号固体为纯真物。规范电极电势符号E 。 MVE可逆电池可逆电池 ： rGm=-Wmax Wma=zEMFF(F=96500Cmol-

24、1) rGm=-zFEMF规范形状时：规范形状时：rGm=-zFEMFrGm0,反响正向自发进展反响正向自发进展. 例例: (P190) 7-4对于电极反响对于电极反响: rGm=-zFE 7-3 电极电势电极电势7、3、1、规范氢电极、规范氢电极 在铜在铜-锌原电池中，把两个电极用导线连起锌原电池中，把两个电极用导线连起来就有电流产生，这阐明在原电池两电极间存来就有电流产生，这阐明在原电池两电极间存在电势差，或者说原电池的两极各存在一个电在电势差，或者说原电池的两极各存在一个电势势电极电势。电极电势。 原电池的电动势是构成原电池的两个电极间原电池的电动势是构成原电池的两个电极间的最大电势差，

25、即：的最大电势差，即：但是，电极电势的绝对值尚无法确定。但是，电极电势的绝对值尚无法确定。 )()(EEEMF1.1.规范氢电极规范氢电极SHESHE和规范电极电势和规范电极电势C(H+)=1molL-1C(H+)=1molL-1P(H2)=100kPaP(H2)=100kPa氢电极的图示为：氢电极的图示为：Pt Pt 或或 PtPt电极反响：电极反响：2 +2e 2 +2e E (H+/H2)=0.00V)(2gH)(aqH)(aqH)(2gH)(aqH)(2gH 用规范氢电极与其它各种规范形状下的电极组成原电池，测得这些电用规范氢电极与其它各种规范形状下的电极组成原电池，测得这些电池的电动

26、势池的电动势EMFEMF，从而计算各种电极的规范电极电势。，从而计算各种电极的规范电极电势。 EMF=E(+)- E(-) EMF=E(+)- E(-) (-) Zn Zn2+(1.0moldm-3) (-) Zn Zn2+(1.0moldm-3) H+ H+1.0moldm-3 1.0moldm-3 H2(P) Pt(+)H2(P) Pt(+) Zn+2H+=Zn2+H2 Zn+2H+=Zn2+H2 EMF=0.0-E(Zn2+/Zn )=0.7628V EMF=0.0-E(Zn2+/Zn )=0.7628V E(Zn2+/Zn)=-0.7628V E(Zn2+/Zn)=-0.7628V “

27、- “- 做负极；做负极；ZnZn失电子的倾向大于失电子的倾向大于H2H2。(-) PtH2(P)H+(-) PtH2(P)H+1.0moldm-3)1.0moldm-3) Cu2+(1.0moldm-3)Cu Cu2+(1.0moldm-3)Cu (+)(+) Cu2+H2=Cu+2H+ Cu2+H2=Cu+2H+ EMF=E( EMF=E(正极正极)- E)- E负极负极 0.34= E(Cu2+/Cu)- E0.34= E(Cu2+/Cu)- EH+/H2)H+/H2) E(Cu2+/Cu)=+0.34V E(Cu2+/Cu)=+0.34V“+“+做正极做正极,Cu,Cu失电子的倾向小于

28、失电子的倾向小于H2H2。 用类似方法可测得一系列电对的电极电用类似方法可测得一系列电对的电极电势。见附表六。势。见附表六。EE的符号，本书用复原电势。在的符号，本书用复原电势。在H+/HH+/H以上以上E0, H+/H E0E0。 电极反响写法：氧化型电极反响写法：氧化型+n-=+n-=复原型复原型EE无加和性。无加和性。 Zn2+2-=Zn Zn2+2-=Zn ， E (Zn2+/Zn E (Zn2+/Zn=-=-0.7628V0.7628V 2Zn2+4-=2Zn 2Zn2+4-=2Zn ， E (Zn2+/Zn E (Zn2+/Zn=-=-0.7628V0.7628V只适宜于规范形状下

29、的水溶液，在此条件下，只适宜于规范形状下的水溶液，在此条件下，可直接根据可直接根据EE值判别物质氧化复原才干的大值判别物质氧化复原才干的大小。非水溶液、非规范形状不适用。小。非水溶液、非规范形状不适用。 E值越小，电对对应的复原型物质的复原值越小，电对对应的复原型物质的复原才干越强，氧化型物质的氧化才干越弱；反之，才干越强，氧化型物质的氧化才干越弱；反之， E值越大，电对对应的氧化型物质的氧化才干值越大，电对对应的氧化型物质的氧化才干越强，复原型物质的复原才干越弱。越强，复原型物质的复原才干越弱。 E(Ag+/Ag)=+0.7999V; E(Zn2+/Zn)=-0.7628V 氧化性：氧化性：

30、Ag+ Zn2+ 复原性：复原性：ZnAg反响方向：反响方向：Ag+ Zn= Ag+Zn2+ 强氧化剂强氧化剂1+强复原剂强复原剂2弱复原剂弱复原剂1+弱氧化弱氧化剂剂2 影响电极电势的要素主要有：(1)电极的本性，它决议了E的大小；(2)溶液中离子的浓度、气体压强;(3)温度常温下影响较小。电极反响电极反响: :氧化型氧化型+z-=+z-=复原型复原型 上式为电极电势的能斯特方程式上式为电极电势的能斯特方程式 E :某浓度下的电极电势，某浓度下的电极电势，E:规范电极电势规范电极电势 z是电极反响中得到或失去的电子数。是电极反响中得到或失去的电子数。CCCCzFRTEE（氧化型）还原型）(l

31、nCCCCzEE（氧化型）（还原型）lg0592. 0298KC(C(氧化型氧化型)电极反响中电极反响中, ,氧化型一边一切物种相氧化型一边一切物种相对浓度对浓度c/c)c/c)或相对压力或相对压力(p/p)(p/p)幂次的乘积；幂次的乘积；C(C(复原型复原型)电极反响中电极反响中, ,复原型一边一切物种相复原型一边一切物种相对浓度对浓度c/c)c/c)或相对压力或相对压力(p/p)(p/p)幂次的乘积；幂次的乘积；留意：浓度单位：留意：浓度单位：molL-1 molL-1 ；压力单位：；压力单位：KPaKPa 固体或纯液体浓度视为固体或纯液体浓度视为1 1练习：写出以下各电极反响的能斯特方

32、程表达式练习：写出以下各电极反响的能斯特方程表达式)(lg20591. 0)/)/222ZnCZnZnEZnZnE（Z Zn n2 2+ + +2 2- -Z Zn n（1 1）222)(1lg20591.0)/)/BrCBrBrEBrBrE（222)()(lg20591.0)/)/(2CICppCICIECICIECI（( (4 4) ) M Mn nO O2 2( (s s) )+ +4 4H H+ + +2 2- -M Mn n2 2+ + +2 2H H2 2O OC CI I2 2( (g g) )+ +2 2- -2 2C CI I- -（3 3）B Br r2 2( (l l)

33、)+ +2 2- -2 2B Br r- -（2 2）)()(lg20591. 0)/)/242222MnCHCMnMnOEMnMnOE（1.1.氧化型、复原型离子浓度对氧化型、复原型离子浓度对E E的影响的影响例例1.1.知知 Fe3+-=Fe2+, E=0.771V Fe3+-=Fe2+, E=0.771V 求：求：C(Fe3+)/C(Fe2+)C(Fe3+)/C(Fe2+)取不同值时的取不同值时的E E值值解：解：E=E+0.0591lgC(Fe3+)/C(Fe2+)E=E+0.0591lgC(Fe3+)/C(Fe2+) 比值比值 10-2 10-1 1 10 100 10-2 10-1

34、 1 10 100 E(V) 0.65 0.71 0.77 0.83 0.88 E(V) 0.65 0.71 0.77 0.83 0.88 结论：增大氧化型物质的浓度或降低复原结论：增大氧化型物质的浓度或降低复原型物质的浓度，型物质的浓度，E E值增大。氧化型物质的氧化值增大。氧化型物质的氧化才干加强，稳定性减弱；复原型物质的复原才干加强，稳定性减弱；复原型物质的复原才干减弱，稳定性加强。才干减弱，稳定性加强。2.2.酸度对酸度对E E的影响的影响例例2 :Cr2O72-+14H+6-=2Cr3+7H2O 2 :Cr2O72-+14H+6-=2Cr3+7H2O E=1.33VE=1.33V 求

35、求: :当当C(Cr2O72-)=C(Cr3+)=1molL-1C(Cr2O72-)=C(Cr3+)=1molL-1，C(H+)C(H+)取不同值时的取不同值时的E E值。值。含氧酸盐的氧化才干随溶液酸性的加强而加强含氧酸盐的氧化才干随溶液酸性的加强而加强231427232723272)()()(lg60591. 0/CrCHCOCrCCCrOCrECrOCrE）（）（解解:C(H+)=10-3 molL-1 E (Cr2O72-/ :C(H+)=10-3 molL-1 E (Cr2O72-/ Cr3+)=0.92VCr3+)=0.92V C(H+)=10 molL-1 E (Cr2O72-/

36、 C(H+)=10 molL-1 E (Cr2O72-/ Cr3+)=1.47VCr3+)=1.47V KMnO4 ,K2Cr2O7 ,KCIO3 ,KIO3 等在强酸性介质中等在强酸性介质中均为强氧化剂。均为强氧化剂。K2Cr2O7+浓浓HCICI2 +NaCI(稀稀HCI不反响不反响KIO3+KI+H2O不反响不反响 +H2SO4I2大量棕黑色沉淀大量棕黑色沉淀实验室制实验室制CI2 : KMnO4 K2Cr2O7 MnO2 HCI 反响进展所需的反响进展所需的HCI浓度各不一样浓度各不一样例例3 3：知：知 2H+2-=H2 2H+2-=H2 ，E= 0.00 VE= 0.00 V； 求

37、算求算C(HAc)=0.1molL-1,P(H2)=100kPaC(HAc)=0.1molL-1,P(H2)=100kPa时氢的电极电势时氢的电极电势E E H+/H2H+/H2解：解：C/KaC/Ka400400， C(H+)= C(H+)=CKaCKa1/2=1.31/2=1.310-3 molL-110-3 molL-1)(17.0103.1lg0591.00)(lg0591.00)/()(lg20591.0/32222VHCppHCHHEHHEH）（）（电池反响电池反响: : JzFRTEEMFMFlnJzEEMFMFlg0592. 0298K1.1.判别氧化剂和复原剂的强弱判别氧化剂

38、和复原剂的强弱 E E值越大，对应电对的氧化型物质的氧化才值越大，对应电对的氧化型物质的氧化才干越强，复原型物质的复原才干越弱。干越强，复原型物质的复原才干越弱。EEI2/I-I2/I-=0.54V =0.54V ；E(Fe3+/Fe2+)=0.771vE(Fe3+/Fe2+)=0.771vE(Br2/Br-)=1.07VE(Br2/Br-)=1.07V 复原性：复原性：I-I-Fe2+ Fe2+ Br-Br- 氧化性：氧化性：Br2Br2Fe3+Fe3+I2I2非规范形状下用能斯特方程求出非规范形状下用能斯特方程求出E E，再比较。，再比较。2.2.判别原电池的正负极，求算判别原电池的正负极

39、，求算E E例：将以下氧化复原反响：例：将以下氧化复原反响：Cu+CI2Cu2+2CI-Cu+CI2Cu2+2CI- 组成原电池。知组成原电池。知:P:PCI2CI2=101325Pa,=101325Pa, C(Cu2+)=C(CI-)=0.1moldm-3, C(Cu2+)=C(CI-)=0.1moldm-3,写出原电池写出原电池符号，并计算原电池电动势。符号，并计算原电池电动势。解：解：E(Cu2+/Cu)=0.3104vE(Cu2+/Cu)=0.3104v E(CI2/CI-)=1.42v E(CI2/CI-)=1.42v E E值大的值大的CI2/CI-CI2/CI-电对做正极，电对做

40、正极，E E值小的值小的Cu2+/Cu Cu2+/Cu 电对做负极。电对做负极。- -CuCu2+(0.1moldm-3)CuCu2+(0.1moldm-3) CI-(0.1moldm-3)CI2 CI-(0.1moldm-3)CI2101325Pa)Pt(+)101325Pa)Pt(+) E=E(+)- E(-) E=E(+)- E(-) =E(CI2/CI-)-E =E(CI2/CI-)-ECu2+/Cu)Cu2+/Cu) =1.42-0.31=1.11(V) =1.42-0.31=1.11(V)3.3.判别氧化复原反响进展的方向判别氧化复原反响进展的方向反响自发进展的条件为反响自发进展的

41、条件为 rGm = nFEMFrGm = nFEMF0 0 即即 EMF EMF 0 0 反响正向自发进展反响正向自发进展 EMF EMF 0 0 反响逆向自发进展反响逆向自发进展 EMF EMF只能用来判别在规范情况下氧化复原只能用来判别在规范情况下氧化复原反响进展的方向反响进展的方向. . 如反响是在非规范形状下进展，那么需如反响是在非规范形状下进展，那么需用能斯特方程计算出用能斯特方程计算出EMFEMF后再判别。后再判别。阅历规那么阅历规那么: EMF : EMF -0.2 V, -0.2 V,反响正向进展反响正向进展; ; EMF EMF -0.2V , -0.2V ,反响反响逆向进展

42、逆向进展; ; -0.2V -0.2V EMF EMF 0.2V, 0.2V,反响正向进展反响正向进展, ,也也能够逆向进展能够逆向进展, ,此时必需思索浓度的影响此时必需思索浓度的影响, ,以以EMFEMF判别反响进展的方向判别反响进展的方向. . 例：判别反响例：判别反响2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+在规范在规范形状下能否自发向右进展？形状下能否自发向右进展？EMF=EEMF=E+ +-E-E- - =0.771-0.337=0.434(V) =0.771-0.337=0.434(V)0 0规范形状下反响可以自发向右进展。规范形状下反响可以自发向右进展

43、。 即即FeCI3FeCI3能腐蚀铜板。能腐蚀铜板。 例：判别以下各组物质能否共存？为什么？例：判别以下各组物质能否共存？为什么？(1)Fe3+(1)Fe3+和和Sn2+; Sn2+; (2)Fe2+(2)Fe2+和和Cr2O72-(Cr2O72-(酸性介质酸性介质; ; (3)CI- (3)CI- 、Br-Br-和和I-; I-; (4)Fe2+(4)Fe2+和和Sn4+; Sn4+; (5)I2(5)I2和和Sn2+;Sn2+;(6)Fe2+(6)Fe2+和和MnO4- (MnO4- (酸性介质。酸性介质。例：判别以下氧化复原反响进展的方向例：判别以下氧化复原反响进展的方向( (1 1)

44、)S Sn n+ +P Pb b2 2+ +( (c c= =1 1. .0 0) )S Sn n2 2+ +( (c c= =1 1. .0 0) )+ +P Pb b( (2 2) )S Sn n+ +P Pb b2 2+ +( (c c= =0 0. .1 1) )S Sn n2 2+ +( (c c= =1 1. .0 0) )+ +P Pb b解解:(1)EMF=E(Pb2+/Pb)-E(Sn2+/Sn):(1)EMF=E(Pb2+/Pb)-E(Sn2+/Sn) =-0.1262-(-0.5) =-0.1262-(-0.5) =0.0113(v) =0.0113(v)0 0 反响自发

45、向右进展反响自发向右进展 (2)EMF=E(Pb2+/Pb)-E(Sn2+/Sn) (2)EMF=E(Pb2+/Pb)-E(Sn2+/Sn) =-0.1558-(-0.5) =-0.1558-(-0.5) =-0.0183(v) =-0.0183(v)0 0 反响逆向自发进展反响逆向自发进展反响进展的程度可由反响进展的程度可由KK的大小来衡量的大小来衡量 rGm=-2.303RTlgK (1)rGm=-2.303RTlgK (1) rGm=-zFE (2)rGm=-zFE (2) z z为电池反响中得失电子数为电池反响中得失电子数 T=298K T=298K时时 2.303RTlgK= nFE

46、 2.303RTlgK= nFE 0592.0lgzEK五、元素电势图五、元素电势图 把同一元素的不同氧化态物质，按氧化数由把同一元素的不同氧化态物质，按氧化数由高到低的顺序陈列，每两种氧化态物质之间以高到低的顺序陈列，每两种氧化态物质之间以直线相连，直线上标明对应电对的直线相连，直线上标明对应电对的EE。IIHIOIOIOHEA54. 045. 113. 17 . 12365 这种表示同一元素不同氧化态物质之间这种表示同一元素不同氧化态物质之间EE变化的关系图，称元素的规范电极电势图。简变化的关系图，称元素的规范电极电势图。简称元素电势图。称元素电势图。元素电势图的运用元素电势图的运用1.1

47、.由知电对的由知电对的EE，求未知电对的，求未知电对的EEzzzzEzzzzFzFzFzFzGGGGxxxxxrrrxr332211332211332211321)()()()n(DnCnBnAxx332211 I IO O- -I I2 2I I- -+ +0 0. .5 54 45 5+ +0 0. .4 49 9例例: :解：解：20.49=1E+10.545 E= 20.49-0.545=+0.44V2.2.判别歧化反响能否进展判别歧化反响能否进展A AB BC C左左右右氧氧化化态态降降低低B B假设能歧化假设能歧化 即即 BA+C BA+C那么那么 EMF= E(+)- E(-)

48、EMF= E(+)- E(-) = E( = E(右右)- E()- E(左左) )0 0 E( E(右右) ) E( E(左左) )假设假设 E( E(右右) ) E( E(左左) A+CB) A+CBE(右右)E(左左)，所以酸性溶液中，所以酸性溶液中Cu+不稳定，不稳定， 2Cu+=Cu2+Cu思索：思索：Cu2SO4晶体溶于水有何景象？晶体溶于水有何景象？F Fe e3 3+ +F Fe e2 2+ +F Fe e- -0 0. .4 44 4+ +0 0. .7 77 7A A/ /V VC Cu u2 2+ +C Cu u+ +C Cu u+ +0 0. .5 52 21 1+ +

49、0 0. .1 15 53 3A A/ /V VE(E(右右) ) E( E(左左) ) ，Fe2+Fe2+不能发生歧化反响不能发生歧化反响 但有但有 Fe3+Fe=2Fe2+ , Fe3+Fe=2Fe2+ ,歧化反响的逆反响。歧化反响的逆反响。 作业作业:6:6、10101 1、2 2、1111、13131 1、14141 1预习：第八章预习：第八章2 2、3 3节节 MbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUi

50、QfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!

51、qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H

52、6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMa

53、J7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoW

54、lThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&

55、;s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5

56、E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjR

57、fOcL9H6E2B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWk

58、ShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK92A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u

59、%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWlTdMaI7F4