第七章 电极电位,第八章节氧化还原,,,李阳的成功秘诀：,,李阳，疯狂英语创始人全球最著名的英语口语教育专家凡事比别人多一点努力，多一点自律，多一点实践多一点点就能创造奇迹！,如果你坚定不移的相信自 己,你肯定能创造奇迹希望同学们努力努力再努力, 争取比别人多一点！,,第一节 原 电 池,氧化还原反应:有得氧失氧的反应,复习：,2．确定氧化数的规则: 单质中元素的氧化数为零; 氢的氧化数一般为+1, 在金属氢化物中为-1; 氧的氧化数一般为-2; 在过氧化物中为-11.氧化数的定义:,是某元素一个原子的荷电数荷电数:将分子中成键电子指定给电负性较 大元素而求得的例如:NaCl HCl H2 NaH H2O2,+1,-1,+1,-1,-1,+1,+1,-1,0,一、元素的氧化数（课本P111）,第一节 原 电 池,离子型化合物中元素的氧化数等于该离子所带的电荷数; 例如:NaCl中Na+的氧化数为+1; Cl-的氧化数为-1. 共价型化合物中, 两原子的形式电荷数即为它们的氧化数. 例如:HCl中H的氧化数为+1; Cl的氧化数为-1. 中性分子中各原子的氧化数的代数和为零, 复杂离子的电荷数等于各元素氧化数的代数和,.,一、元素的氧化数,例1: 求NH4+中 N的氧化数?,H的氧化数为+1. 则:,例2:求Fe3O4中 Fe的氧化数?,3χ+ (-2)×4 = 0 解得: χ = 8/3,χ + (+1)×4 = +1 解得: χ = -3,O的氧化数为-2. 则:,元素的氧化数和元素化合价的区别: 1.元素化合价反映出原子间形成化学键的能力 元素的氧化数是对元素外层电子偏离原子的 人为规定。
2.元素化合价只能是整数,元素的氧化数可以是 整数,也可以是小数一、元素的氧化数,,有氧化数升降（电子转移）的反应是氧化还原反应失电子—氧化数升高—氧化反应—还原剂（反应物） 得电子—氧化数降低—还原反应—氧化剂（反应物）,+1,-1,氧化与还原反应小结:,氧化还原反应的特征:有元素氧化数升降,氧化还原反应的实质:有电子的转移,,,,二、Cu—Zn原电池,课本第112页,第一节 原 电 池,化学能转变成热能散发掉，没有转变成电能,,,利用氧化还原反应产生电流、 把化学能转变成电能的装置友情告白:,该原电池反应到一 定时间就要停止原电池:,二、Cu—Zn原电池,,,,半电池 （正极）,半电池 （负极）,还原反应,氧化反应,,在原电池中，流出电子的电极称为负极，负极发生氧化反应；流入电子的电极称为正极，正极发生还原反应二、Cu—Zn原电池,,,,二、Cu—Zn原电池,原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管中填满了用饱和 KCl(或NH4NO3) 溶液和琼脂调制成的胶冻，这样 KCl 溶液不致流出，而阳离子和阴离子可以自由移动盐桥的作用是构成原电池的通路和维持溶液的电中性半电池 （正极）,半电池 （负极）,氧化半 反应,还原半 反应,还原反应,氧化反应,,二、Cu—Zn原电池,,输入电子的电极,,输出电子的电极,发生氧化反应,发生还原反应,电对中氧化数高的物质,电对中氧化数低的物质,二、Cu—Zn原电池,,式中n为电极反应转移的电子数，a、b计量系数.,友情提醒：氧化型物质和相对应的还原型物质与共轭酸碱关系一样,是共轭关系.,,,电对符号表示：氧化型/还原型,小结:,指出:电对中,氧化数物质和还原数物质可以通过电子得失相互转化:,电极反应表示:,二、Cu—Zn原电池,,,三、电极类型和电池组成式,把发生氧化半反应或还原半反应的环境，包括导电的固体导体及其溶液,叫电极（半电池）,课本第113页,,,Cu-Zn原电池：,（一）电极组成式,课本第113页,三、电极类型和电池组成式,,,3、若电极中未有金属单质，须加不活泼 的金属片（如Pt等），Pt不参与电极反应，只作导电作用。
小结电极组成式写法：,1、 用“|”或逗号表示不同物态的界面，用逗号区分同一溶液的不同溶质2 、组成电极的溶液要注明浓度（活度）、气体分压要标明，未标明的视为标准态课本第113页,三、电极类型和电池组成式,,例1：写出2H++ 2e- H2电极组成式？,,,,课本第113页,三、电极类型和电池组成式,（二）电极类型,1.金属—金属离子电极:,把金属单质插入到含该金属离子的溶液中所构成的电极,例如:,电对:Cu2+/Cu,电极符号:,电极反应式:,2.金属—金属难溶盐—阴离子电极:,例如:,电对:AgCl/Ag,电极符号:,电极反应式:,在金属单质表面涂一层含该金属离子的难溶盐,再浸入含有难溶盐中的阴离子溶液中所构成的电极课本第129页,3.氧化还原电极:,将一惰性电极插入到含同一元素的两种价态离子的溶液中所构成的电极例如:,,电对:Fe3+/Fe2+,电极符号:,电极反应式:,4.气体—离子电极:,将吸附有气体的惰性电极插入到溶有该气体对应的离子溶液中所构成的电极例如:,电对:H+/H2,电极符号:,电极反应式:,（二）电极类型,,,1．写出电极组成式负极写在左边，正极写在右边2．用 “||”表示盐桥；负极用“（－）”表示，正极用“（＋）”表示。
三）原电池组成式,书写原电池组成式的规则:,,,,例题,,,,（－）ZnZn2+（c2）Cu2+（c1）Cu（＋）,（三）原电池组成式,写出 Cu-Zn原电池的电池组成式和电池反应?,Cu-Zn原电池的电池组成式：,Cu-Zn原电池的电池反应:,友情提示：原电池产生电流的关键在于把氧化半反应和还原半反应分隔在两处进行，组成两个电极，或称半电池例2：已知下列标态下一自发的氧还反应设计原电池：,负极,正极,原电池的组成及其表示,,负极:Fe2+(aq) - e- → Fe3+(aq).,||,Cl2(100 kPa),Cl-(2.0mol·L-1),,Pt(+),Fe3+(0.10mol·L-1),Fe2+,,(-)Pt |,解:,,例题: 将反应: 2Fe2+(1mol·L-1) +Cl2 (100kPa) → 2Fe3+(0.1mol·L-1) + 2Cl-(2mol·L-1) 设计成原电池, 并写出电池符号.,正极:Cl2 (g) + 2e- → 2Cl- (aq);,友情告示:从理论上讲,任意一个电对都能做成一个电极,（三）原电池组成式,例题：写出原电池 （—）Pt|Sn4+，Sn2+||Fe3+，Fe2+|Pt（＋）的电池反应式？,先写负极反应式：,再写正极反应式：,①＋2×②：,Sn2++2Fe3+ ＝ Sn4++2Fe2+,（三）原电池组成式,,,,原电池中在没有电流通过的情况下，正、负两 电极的电极电位之差称为原电池的电动势（E）,四、原电池电动势,原电池电动势:,使用盐桥的原电池，电动势就等于正极和负 极两者电极电势之差,第二节 电极电位( ),M活泼,Mn+稀,溶解 沉积,M不活泼,沉积 溶解,Mn+浓,,,双电层,,,双电层间的电位差,实际上就是氧化还原电对的平衡电位, 称之为电极反应的电位,简称为电极电位 ( 本书用“ ”表示.),电位低,电位高,溶解:,沉积:,平衡:,,,,1.不同电极所产生的电极电位不同，若将两个不同的电极组成原电池时，两电极之间必然产生电位差，从而产生电流。
2.原电池中电流是由于两个电极的电极电位不同 而产生的电极电位( )说明:,二、电极电位的测定,,,,标准电极电位：,（一）标准氢电极,100kPa氢气饱和了的铂片和氢离子浓度为1mol·L-1的酸溶液之间所产生的电位差就是标准氢电极的电极电位一）标准氢电极,,标准氢电极,(H+/H2) =H+/H2=0.000V.,标准氢电极装置图,(-)Zn|Zn2+(1mol·L-1)||H+(1mol·L-1)|H2(100kPa),Pt(+),例如Zn2+/Zn电极反应电位的测定:,（二）电极电位的测定,298K时实验测得: 标准电动势E电池= 0.763V. 据E电池= (+)- (-) = (H+/H2) – (Zn2+/Zn) ∵ (H+/H2) = 0.000V ∴ (Zn2+/Zn) = - 0.763V,电池反应:,,(-)Pt|H2(100kPa)|H+(1mol·L-1)‖Cu2+(1mol·L-1) | Cu(+),再例如 Cu2+/Cu电极反应电位的测定:,298K时实验测得: 标准电动势E电池= 0.342 V. 据E电池= (+)- (-) = (Cu2+/Cu) – (H+/H2) ∵ (H+/H2) = 0.000V ∴ (Cu2+/Cu) =+0.342V,电池反应:,（二）电极电位的测定,,测定铜电极的标准电极电势的装置,氧化型的氧化性最强,还原型的还原性最强,氧化型的氧化性最弱,还原型的还原性最弱,,,,型,型,三、标准电极电位表,,⑵某一电极在不同的电池中，无论作正极还是作负极，标准电极电位值不变。
例如铜－铜离子电极:(Cu2+/Cu) = 0.3419V,作电极的正极时:(Cu2+/Cu) = 0.3419V,⑴本课程标准电极电位表（附表七）按照氢以上为负，氢以下为正标准电极电位的值是正或负，不因电极反应的写法而改变例如:,友情提醒,(Cu2+/Cu) = 0.3419V,,三、标准电极电位表,作电极的负极时:(Cu2+/Cu) = 0.3419V,（4）一些电对的与介质的酸碱性有关,酸性介质以A 表示,碱性介质以B表示.,例如:,在酸性介质中:,在碱性介质中:,（3）电极电位值不随参加电极反应的物质量的多少而改变,即在电极反应式中乘以或除以一个系数，其电极电位值不变例如:,(Cu2+/Cu) = 0.3419V,(Cu2+/Cu) = 0.3419V,三、标准电极电位表, = +1.423V, = +0.761V,,饱和KCl胶冻的盐桥,电流计,锌片,铜片,↑ ZnSO4溶液,↑ CuSO4溶液,已知我们所使用的电池，在使用过程中电池的电动势会降低，这是因为在使用过程中电解液中离子的浓度发生了变化或气体分压发生了变化;从而影响了电极电位的改变。
标态下的电极电位, 是非标态下的电极电位,,a是电极反应式中氧化型计量数 g是电极反应式中还原型计量数,n是电子转移数,一、Nernst方程式,,,,,（二）应用能斯特方程式注意点,,1 氧化型和还原型物质是固体、纯液体以及溶剂水不写入Nernst关系式中.,,,（二）应用能斯特方程式注意点,,,,（二）应用能斯特方程式注意点,,MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O Nernst关系式为:,例如：,例1: 将锌片浸入含有Zn2+浓度为1.000×10-2 mol·L-1 的溶液中,计算250C时的电极电位? {已知θ(Zn2+/Zn)= -0.7618V}.,电极反应中,若氧化型浓度降低,则还原型的还 原能力将会增强解:,溶液浓度对电极电位的影响, (Ag+/Ag) = (Ag+/Ag) + 0.0592lg[Ag+] = 0.7996 + 0.0592lg 0.10= 0.740V (Cu2+/Cu) = (Cu2+/Cu) + 0.0592／2lg[Cu2+] = 0.3419 + 0.0592／2lg 0.10= 0.3123V,例2:将铜片插入0.10mol·L-1CuSO4溶液中，银片插入0.10 mol·L-1AgNO3溶液中组成原电池, 写出电池反应式和电池组成式，计算电池电动势？,解:,,,续解:,,(-)Cu|Cu2+(0.10 mol·L-1)||Ag+(0.10 mol·L-1) |Ag (+).,,E = 0.740 V－0.3123V = 0.4277V,二、酸度对电极电位影。