岳斌 普通化学原理下册课件 28学习资料

测验6填空题:1.已知Pb(IO3)2在0.02mol

L-1Pb(NO3)2溶液中的溶解度为1.80×10-6mol

L-1，Pb(IO3)2的Ksp为

。2.已知25

C时，Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39。若要将0.01mol/LFe(NO3)3水溶液中的Fe3+离子沉淀完全，溶液的pH值应控制在

。3.已知:Ag(NH3)2+

的Kf1=1.7×103,Kf2=6.47×103。Ag(NH3)2+的累积生成常数

2为

。4.镁、钙等碱土金属都能在高温下与氮气反应生成组成为M3N2的氮化物。这些氮化物遇水即分解，其产物为

和

。选择题:1.已知La2(C2O4)3的Ksp为1.7×10-28,La2(C2O4)3的饱和溶液中La2(C2O4)3的浓度为:A.1.10×10-6mol/l，B.2.20×10-6mol/lC.2.57×10-6mol/l，D.1.95×10-6mol/l2.下列哪种难溶物在稀硝酸中不溶解：

A.PbCO3B.Pb(OH)2C.PbCl2D.都溶解3.已知Ca3(PO4)2的Ksp为2×10-29。Ca3(PO4)2饱和溶液的浓度（mol·L-1，不考虑离子的水解）为：A.(108Ksp)1/5B.(Ksp)1/5/108C.(Ksp/108)1/5D.108(Ksp)1/5计算题:洗照片时所用定影液的主要成分是Na2S2O3

5H2O，它能溶解未被感光的AgBr。（1）写出Na2S2O3

溶解AgBr的反应方程式？。（2）计算AgBr在1.0mol

L-1Na2S2O3水溶液中的溶解度（用mol

L-1表示）。(AgBr的Ksp=5.35×10-13,Ag(S2O3)23-

的Kf=4.0×1013)

Zn+Cu2+=Zn2++Cu（电荷转移、元素的氧化态发生变化）

氧化半反应：Zn=Zn2++2e-

还原半反应：Cu2++2e-=Cu（半反应体现了电荷转移的实质，化学反应与电化学反应的区别）1.氧化还原反应第十章氧化还原反应和电化学

元素氧化数的计算原则：任何单质（包括各种同素异形体）的氧化数为零。例如：I2、Br2、Cu、Zn……..b.两元离子化合物中，离子的电荷数等于元素的氧化数。例如：NaClNa+(+1)Cl-(-1)CaCl2Ca2+(+2)Cl-(-1)

1.1.元素的氧化数

人们把反映电子偏移情况的“形式电荷数”称为氧化数，也称为氧化态如：HOHH：+1，O：-2c共价化合物中：

F(-1)O(-2)H(+1)

在此三个元素的氧化数基础上，计算其它元素的氧化数。

电中性化合物中，各元素氧化数的代数和为零。

多原子离子中，各元素氧化数的代数和为该离子的电荷数。例如：C2H6O(O:-2,H:+1,C:-2)2x+16+(-2)=0,x=-2CO32-(O:–2,C:+4),x+(-2)3=-2,x=+4MnO4-(O:–2,Mn:+7)Cr2O72-(O:–2,Cr:+6)、CrO2-

(O:–2,Cr:+3)*例外碱金属和碱土金属的氢化物，H：-1

NaH，CaH2，NaBH4，LiAlH4

O与F在一起，F：-1，O的氧化数为“+”值

O2F2，O：+1；OF2，O：+2

过氧化物，O：-1H2O2

超氧化物，O：-1/2KO2

臭氧化物，O：-1/3KO3

氧化数可以是分数或小数（平均的形式电荷数）价态（化合价）必须是整数联式硫酸根

OO

-O–S–S–S–S

–O-

OOS的氧化数：4x+(-2)6=-2,x=+2.5

S的化合价：0，+5低氧化物如Rb9O2O-2，Rb4/9氧化数升高，氧化反应，发生氧化反应的物质是还原剂，Zn氧化数降低，还原反应，发生还原反应的物质是氧化剂，Cu2+

Zn+Cu2+=Zn2++Cu

还原剂氧化剂1.2.离子-电子法配平氧化还原方程式(半反应法)步骤：a.根据氧化数的变化分别写出氧化半反应和还原半反应的骨架反应b.

配平半反应方程式两边的原子和电荷数c.

根据得失电子数相同，将配平的半反应组合成净的总反应

酸性水溶液

（H+，H2O，e-）1.配平氧化数（氧化态）有变化的那种元素的原子数2.在缺m个氧原子的一侧加m个H2O分子，把O原子数配平3.在缺n个氢原子的一侧加n个H+

离子，把H原子数配平4.在缺负电荷的一侧加数量合适的电子，把反应式二侧的电荷数配平，即得配平的半反应方程式例如：H2O2+I-

I2+H2O(氧)2I-

=I2+2e-(还)H2O2+2H+

+2e-=2H2O配平后：H2O2(aq)+2H+(aq)+2I-(aq)=I2(s)

+2H2O(l)

H2O2+2H3O++2I-

=I2+4H2O

C6H5CHO+Cr2O72-C6H5COOH+Cr3+(氧)C6H5CHO+H2O=C6H5COOH+2H++2e-(还)Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O3(氧)+(还):3C6H5CHO+3H2O+Cr2O72-+14H+

=3C6H5COOH+6H++2Cr3++7H2O

整理后：3C6H5CHO+8H3O++Cr2O72-

=3C6H5COOH+2Cr3++12H2O碱性溶液（OH-，H2O，e-）1.先配平氧化数有变化的那种元素的原子数2.在多m个O原子的一侧加m个H2O分子，同时在反应式另一侧加2m个OH-

离子，把O原子数配平3.在多n个H原子的一侧加n个OH-离子，同时在反应式的另一侧加n个H2O分子，配平H原子数4.在缺负电荷的一侧加数量合适的电子，把电荷数配平，即得配平的半反应方程式

ClO-+CrO2-

CrO42-+Cl-(氧)CrO2-+4OH-

=CrO42-+2H2O+3e-(还)ClO-

+2e-

+H2O

=Cl-+2OH-2(氧)+3(还):2CrO2-+8OH-+

3ClO-+3H2O

=2CrO42-+4H2O+3Cl-+6OH-

整理后：3ClO-(aq)+2CrO2-(aq)

+2OH-(aq)

=2CrO42-(aq)+3Cl-(aq)

+H2O(l)

又如：Br2Br-+BrO3-(氧)Br2+12OH-=2BrO3-+6H2O+10e-(还)Br2+2e-=2Br-

(氧)+5(还):6Br2+12OH-=2BrO3-+10Br-+6H2O整理后：

3Br2(l)

+6OH-(aq)=5Br-(aq)+BrO3-(aq)+3H2O(l)在碱性条件下配平下列半反应：

NO2-(aq)

N2H4(aq)

（1）2NO2-

→N2H4（多4个O的一侧加4个H2O，另一侧加8个OH-）（2）4H2O+2NO2-→N2H4+8OH-（多4个H的一侧加4个OH-，另一侧加4个H2O）（3）4H2O+4H2O+2NO2-

→N2H4+8OH-+4OH-（加10e平衡电荷）

(4)10e-+4H2O(l)+4H2O(l)+2NO2-(aq)

=N2H4(aq)+8OH-(aq)+4OH-(aq)整理后：10e-+8H2O(l)+2NO2-(aq)

=N2H4(aq)+12OH-(aq)2.原电池原电池（化学电池）：通过氧化还原反应使化学能转变为电能的装置。它通过反应将化学能转化为电能。原电池即是一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。作为一种电的贮存装置，当两种金属（通常是性质有差异的金属）浸没于电解液之中，它们可以导电，并在“极板”之间产生一定电动势。电动势大小（或电压）与所使用的金属有关，不同种类的电池其电动势也不同。蓄电池：原电池制成后即可以产生电流，但在放电完毕即被废弃。蓄电池又称为二次电池，使用前须先进行充电，充电后可放电使用，放电完毕后还可以充电再用。蓄电池充电时，电能转换成化学能；放电时，化学能转换成电能。经历可逆的氧化还原反应（充电，放电）过程。电池简史1780年意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时，两手分别拿着不同的金属器械，无意中同时碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激，而只用一种金属器械去触动青蛙，却并无此种反应。伽伐尼于1791年发表相关结果。1799年，意大利物理学家伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功制成了世界上第一个电池“伏特电堆”。这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。1836年，英国的丹尼尔对“伏打电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液，得到保持平衡电流的锌─铜电池，又称“丹尼尔电池”。此后，又陆续有“本生电池”和“格罗夫电池”等问世。但是，这些电池都存在电压随使用时间延长而下降的问题。1860年，法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池。这种电池的独特之处是，当电池使用一段时间电压下降时，可以给它通以反向电流，使电池电压回升。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池”。然而，无论哪种电池都需在两个金属板之间灌装液体，因此搬运很不方便，特别是蓄电池所用液体是硫酸，在挪动时很危险。1860年，法国的雷克兰士用锌和汞的合金棒作为负极，而它的正极是盛装着研碎二氧化锰和碳混合物的一个多孔的杯子，在此混合物中插有一根碳棒作为电流收集器。负极棒和正极杯都被浸在作为电解液的氯化铵溶液中。此系统被称为“湿电池”，雷克兰士制造的电池虽然简陋但却便宜。1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池。负极被改进成锌罐（即电池的外壳），电解液变为糊状而非液体，不会溢漏，便于携带，基本上这就是现在广泛使用的碳锌电池。

2.1.化学电池

正极：Cu2++2e-=Cu

（阴极），还原反应

负极：Zn=Zn2++2e-（阳极），氧化反应锌-铜电池电池反应：Zn+Cu2+

=Zn2++Cu正极-电子流入-阴极负极-电子流出-阳极原电池电解池电子流动的方向电流方向导线：沟通两片金属，使电子能在两者之间传递；盐桥（KCl水溶液，琼脂）：沟通两个溶液，使正、负离子能在两个溶液之间迁移。为使原电池持续地工作，导线和盐桥二者缺一不可电极符号：RedOx，“”表示固液两相的界面ZnZn2+，ZnZn2+(amol/L)，Zn(s)Zn2+(amol/L)CuCu2+，CuCu2+(bmol/L)，Cu(s)Cu2+(bmol/L)

电池符号：

(-)Zn

Zn2+(amol/L)

Cu2+(bmol/L)

Cu(+)i.负极写在左边，正极写在右边。作为电极的导电材料写在两边的外侧,两个电极的溶液写在内侧。

ii.“

”表示物相之间的界面。

iii.“

”表示沟通两个半电池的盐桥。

如果两个电极插在同一个溶液中，则没有盐桥

电极的类型：a.金属电极：金属材料不仅仅作为导体，而且直接参与半反应Cu=Cu2++2e-CuCu2+(amol/L)b.惰性电极：导电材料不直接参与半反应，只是作为导体及时传递电子。惰性的导电材料：Pt，Au，石墨等Fe2+=Fe3++e-PtFe2+(amol/L),Fe3+(bmol/L)c.气体电极：在结构上与惰性电极一样Pt丝H2=2H++2e-PtH2(aatm)H+(bmol/L)Pt,H2(aatm)H+(bmol/L)2Cl-=Cl2+2e-Pt,Cl-(bmol/L)Cl2(catm)将两个气体电极插在HCl溶液中组成原电池：(-)Pt,H2(aatm)HCl(bmol/L)Cl2(catm),Pt(+)

例题：将下列氧化还原反应设计成原电池

H2(g)+Sn4+(aq)=Sn2+(aq)+2H+(aq)

解：氧化反应：H2(g)=2H+(aq)+2e-

还原反应：Sn4+(aq)+2e-

=Sn2+(aq)

该反应的电池符号：(-)Pt

H2(aatm)

H+(bmol/L)

Sn4+(cmol/L),Sn2+(dmol/L)

Pt(+)2.2.电池的电动势和电极电势电池的电动势（电池电势）

原电池的正、负两极的电极电势差称电池电势，用、E池或E等表示

E=E正-E负电极电势：还原电势

Mn+(aq)+ne-

→M(s)Eθ(Mn+

M)(-)Zn

Zn2+(1.0mol/L)

Cu2+(1.0mol/L)

Cu(+)E池

=1.10VZn+Cu2+=Zn2++Cu(-)Cu

Cu2+(1.0mol/L)

Ag+(1.0mol/L)

Ag(+)

E池

=0.46VCu+2Ag+=Cu2++Ag求：(-)Zn

Zn2+(1.0mol/L)

Ag+(1.0mol/L)

Ag(+)Zn+2Ag+=Zn2++2AgE池

=0.46+1.10=1.56V

电极电势是怎样产生的？“双电层模型”

Zn=Zn2++2e-在溶液和金属的接界面的二侧就形成了带正负电荷的双电层。当半反应达到平衡时，双电层就具有确定的电势差，这个电势差就是电极电势电极电势是怎样测定的？

标准氢电极

aH+

=1.000mol/LPH2

=1.000atm在任何温度下，标准氢电极的电势规定为0.0000V2H+(aq)+2e-=H2(g)E

(H+H2)=0.0000V2H3O+(aq)+2e-=H2(g)+2H2O(l)E

(H3O+H2)=0.0000V(-)Pt,H2(1atm)H+(1.0mol/L)

Cu2+(1.0mol/L)

Cu(+)

电池电势：

E

=E

(Cu2+Cu)E

(H+H2)=0.340V标准电极电势：

E

(Cu2+Cu)

=0.340V(-)Zn

Zn2+(1.0mol/L)H+(1.0mol/L)H