1.理解氧化还原反应的实质，掌握配平氧化还 原方程式的方法2.理解电极电势的概念，以及浓度、沉淀、酸 度等对电极电势的影响3.掌握应用电极电势判断氧化还原反应进行的 方向和限度及其计算4.了解元素电势图及其运用 第11章 电化学基础基本要求11-1 氧化还原反应氧化：与氧化合还原：金属氧化物变成金属单质如：Fe氧化：Fe +1/2O2 = FeOFeO还原：2FeO+C=2Fe+CO2 氧化、还原的概念推广到与上述反应相似但不一定包含氧的反应如Fe的氧化反应：2Fe +3Cl2 = 2FeCl3实质相同： Fe → Fe3+ + 3e氧化：失去电子的作用还原：获得电子的作用一个反应有氧化作用必有还原作用2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3氧化作用：Fe→Fe3++3e还原作用：Cl2+2e→ 2Cl-氧化还原反应：有电子得失的反应氧化作用、还原作用称为氧化还原半反 应氧化还原半反应氧化还原半反应氧化、还原的概念再进一步扩大如：H2 + Cl2 = 2HCl该反应没有电子得失，有共用电子对的偏移 ，共用电子对偏向Cl原子、偏离H原子 氧化：失电子或电子的偏离作用。
还原：得电子或电子的偏向作用氧化还原反应：有电子得失或偏移的反应11-1-1 氧化数1948年格拉斯通(Glasston,S.)提出氧化数(氧化值)的 概念，用来描述氧化还原反应中电子的得失或偏移1. 定义：氧化数是某元素一个原子的荷电数( 形式电荷)，由假定每个键中的电子(即成键电子) 指定给电负性更大的原子而求得. 2.确定氧化数的规则： ( 1)、在单质中，元素原子的氧化数为零表示方法：氧化数写于元素符号的右上角如S0、Cu0等 ( 2)、化合物中氧的氧化数一般情况下为-2， 氢的氧化数一般情况下为+1 3)、中性分子中所有原子氧化数的代数和为 零 例：HNO3分子中，根据此原则可知氮原子 氧化数为+5例：H2O2分子中，氧原子的氧化数为-1例：NaH中，氢原子的氧化数为-1 4)、单原子离子的氧化数等于它所带电荷数 例：S2-离子的氧化数为-2，Al3+离子的氧化 数为+3多原子离子中各原子的氧化数的代数和等于 离子所带电荷数例：CrO42-离子中，铬原子的氧化数为+6在化学反应中，氧化数的变化规定：元素的氧化数的变化值等于它在化学反应中 得失或偏移的电子数反应时如果一个原子失去电子或电子偏离它 ，则产生正氧化数，如果一个原子得到电子或电 子偏向它，则产生负氧化数。
如： Zn0 + 2H+1Cl-1 = Zn+2Cl-12 + H02 Zn氧化数变化：Zn0→Zn+2发生氧化作用H氧化数变化：H+1→H0发生还原作用2e氧化：氧化数增高的作用 还原：氧化数降低的作用 氧化还原反应：发生氧化数变化的反应 氧化剂：氧化数降低的物质 还原剂：氧化数增高的物质 3. 与化合价的区别与联系(1)、氧化数是按一定规则确定的数值，可 以是正值、负值、分数或为02)、氧化数与化合价(某元素一个原子与一 定数目其它元素的原子相结合的个数比)有差异 (3)、氧化态：元素原子具有一定氧化数的 状态 4)、氧化数不是为配平氧化还原反应而取 的任意值. (5)、氧化数的取值与化合物的结构有关例：Na2S2O3S2O32-结构来自于SO42-平均氧化数：+2 Fe3O4 中，Fe为+8/3Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)[Fe(Ⅲ)O4]CrO5中铬的氧化数：+6例：CrO5二过氧化铬CrO(O2)2：11-1-2 氧化还原半反应氧化还原反应由氧化作用和还原作用两个半 反应构成氧化还原半反应的特点：1、书写方式：氧化态+e=还原态氧化态：同一元素氧化数相对较高的状态；还原态：同一元素氧化数相对较低的状态。
半反应正向进行则氧化态做氧化剂半反应逆向进行则还原态做还原剂 例： Zn + Cu2+→ Zn2+ + Cu半反应：Zn2+ + 2e → Zn (逆向进行)Cu2+ + 2e → Cu (正向进行)半反应式由同一元素的两种不同氧化数物种组成 2、氧化还原电对构成半反应的同一元素的高低两种氧化态构 成氧化还原共轭关系这两种氧化态合称氧化还原电对表示方法：氧化态/还原态=>电对 如铜：氧化数：0、+1、+2对应氧化态：Cu、Cu+、Cu2+ 组成的电对：Cu2+/Cu、Cu2+/Cu+、 Cu+ /Cu3、半反应的配平：半反应配平的标志：原子个数相等、电荷值 相等如酸性条件下：MnO4-/Mn2+MnO4- → Mn2+ 酸性介质：多n个O, +2n个H+，另一边 +n个H2O碱性介质（中性介质):多n个O,+n个H2O，另一边 +2n个OH-8H+ + MnO4- + 5e → Mn2+ + 4H2O碱性介质: SO42- / SO32- SO42- + H2O + 2e → SO32- + 2OH- Cr2O72- + 14H++6e →2Cr3++7H2O (酸性)ClO3-+ 3H2O+6e →Cl- + 6OH- (碱性)NO3- + 3H+ + 2e → HNO2 + H2O (酸性)4、半反应中的非氧化还原部分主要有:a、酸碱组分：H+只出现在氧化态一侧；OH-只出现在还 原态一侧。
b、沉淀剂和难溶物组分：如Ag+/Ag中加入Cl-： AgCl/Ag半反应： AgCl+e=Ag+Cl-c、配合物的配体：如Ag+/Ag中加入NH3：Ag(NH3)2+/Ag半反应： Ag(NH3)2++e=Ag+2NH3d、氧化物或含氧酸根中的O2-（但不能单独在水溶液中存在） 11-1-3 氧化还原方程式的配平配平原则：质量守恒 、氧化数守恒 ◇ 氧化数的变化值相等(氧化数法)◇得失电子数相等(离子-电子法)一、氧化数法例1.以KMnO4在酸性介质(H2SO4)中氧化 FeSO4的反应为例说明1、写出基本反应式并标出氧化数有变化 的元素的氧化数值：KMn+7O4+Fe+2SO4+H2SO4 →K2SO4+Mn+2SO4 +Fe+32(SO4)3 2、计算氧化数的变化值：Mn：+7→+2，减低5，氧化剂：KMnO4；Fe：+2→+3，增高1，还原剂：FeSO43、由氧化数的增加值等于氧化数的降低值找 出氧化剂和还原剂的相关系数：+7 +2 KMnO4+5FeSO4 + H2SO4 +2 +3 MnSO4+5/2Fe2(SO4)3 + K2SO4 若出现分数，可调整为最小正整数： 2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 4、配平各元素原子数（先配平非H、O原子 ，后配平O、H原子）。
2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O 氧化数法适用于溶液、非水溶液、固相反应 例2：FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2解：1、Fe+2S-12+O02 → Fe+32O-23 + S+4O-222、氧化数增高：Fe：+2→+3；S：–1→+4 氧化数降低：O ：0→-23、氧化数变化值：增高值：Fe： +2→+3，增高1，S ：–1→+4，增高 2[4-(-1)]=10氧化数共增高：11降低值：O ：0→-2，降低 2(-2-0)=44、FeS2的系数为4，即O2的系数为11得：4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2例3. P4+KOH→PH3+KH2PO2P40+KOH→P-3H3+KH2P+1O23×1 1×3P4+3KOH+3H2O=PH3+3KH2P O2对于歧化反应,一般可从右→左进进行配 平.二、离子-电子法例1.以KMnO4与H2O2在酸性条件下生成O2和Mn2+的反应为例。
步骤如下：1、写出氧化还原作用的半反应并配平：8H+ + MnO4- + 5e = Mn2+ + 4H2OH2O2 = 2e + O2 + 2H+2、两个半反应各乘一定的系数使得得失电子数相等，然后相加，化简即得配平的离子 方程式8H++MnO4-+5e →Mn2+ + 4H2O ×2H2O2→2e+O2+2H+ ×5相加，化简： 6H++2MnO4+5H2O2=2Mn2++5O2+8H2O离子-电子法只适合水溶液中的反应例2：配平 + + + Mn SO SO MnO 2 2 4 2 3 4 + + + = + 2e 2H SO O H SO 2 4 2 2 3 ② + + + = + + O 4H Mn 5e 8H MnO 2 2 4 ① ①×2+②×5得+ ) 4 2 + + + = + 10e 10H 5SO O 5H 5SO 2 2 3 + + + = + + O 8H 2Mn 10e 16H 2MnO 2 2 4 O 3H SO K 6 MnSO 2 2 4 2 4 + + = O 3H 5SO 2Mn 6H 5SO 2MnO 2 2 4 2 2 3 4 + + = + + + + 3H SO SO 5K 2KMnO 4 3 2 4 + + 2 例 3：配平①②①×5+②得：化简得：解：O8H6Br2CrO22 4++=①×3+②×2得：①2Br2e =+(l)Br23eO4H3OHCrO8OH224+++=+(s)Cr(OH)3②3eO4HCrO5OH即： 224++=+(s)Cr(OH) 310OH+(s)Cr(OH)32(l)Br23+KBrCrOKKOH 42++(l)Br(s)Cr(OH) 23+例4：配平方程式课堂练习:1.As2S3 + HNO3 H3AsO4 + H2SO4 + NO ( 氧化数法)2.Cr3++BiO3 －→Bi3++Cr2O72- （酸性介质质）10KOH+(s)Cr(OH)32(l)Br23+O8H6KBrCrO2K242++=练习练习 : 1.As2S3 + HNO3 H3AsO4 + H2SO4 + NO+3 -2+5+5 +6 +24242833As2S3 + 28HNO3 6H3AsO4 + 9 H2SO4 +28NO 3As2S3 + 28HNO3 + 4 H2O = 6H3AsO4 + 9 H2SO4 + 28NO 2. Cr3++BiO3－→Bi3++Cr2O72-BiO3－+6H＋+2e═Bi3＋+3H2O ①2Cr3++7H2O═Cr2O72－+14H＋＋6e ②①×3+②2Cr3++3BiO3－+４H＋═Cr2O72+3Bi3+ +2H2O11-2 原电池证明氧化还原反应发生了电子转移。
11-2-1 珈伐尼电池、伏打电池、丹尼尔电池丹尼尔电池：Zn片插入Cu2+溶液(如CuSO4)中的现象？ZnCu2+现象：Zn片慢慢溶解，Cu不断析出溶 液温度升高半反应：Zn→Zn2++2e (锌片溶解)Cu2++2e→Cu (铜析出) 反应：Zn + Cu2+→ Zn2++Cu反应放出的能量以热的形式放出温度升高 电子的传。