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1、氧化还原反应和氧化还原平衡一，实验目的，1，学会装配原电池。2，掌握电极的本性，电对的氧化形成还原型物质的浓度，介质的酸度等因素对 电极电势，氧化还原反应的方向，产物，速率的影响。3，通过实验了解化学电池电动势。二，实验用品，1,仪器；试管(离心，10ml),烧杯(100ml, 250ml),伏特计(或酸度计)， 表面皿， U 形管。2，固体药品；琼脂，氟化铵3,液体药品；HCl (浓)HNO3 (2mol/L 浓)，HAc (6mol/L), H2SO4 (1mol/L), NaOH(6mol/L40%), NH3 H2O(浓)，ZnSO4(1mol/L), CuSO4(0.01mol/L1
2、mol/L)， KI(0.1mol/L)， KBr(0.1mol/L)， FeCl3 (0.1mol/L)， Fe2(SO4) (0.1mol/L), FeSO4 (1mol/L), H2O2 (3%), KIO3 (0.1mol/L),溴水(饱和)， 碘水(0.1mol/L),氯水(饱和)，KCl (饱和)，CCl4，酚酞指示剂，淀粉溶 液(0.4%)。4，材料；电极(锌片及铜片)，回形针，红色石蕊试纸(或酚酞试纸)，导线， 砂纸，滤纸。三，基本操作；试管操作，参见第三章三。四，实验内容(一)氧化还原反应和电极电势(1) ，在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液和两滴0.1mol
3、/LFeCl3溶液，摇匀后 加入0.5mlCCl4，充分震荡，观察CCl4层颜色有无变化。(2) ，用0.1mol/LKBr溶液代替KI溶液惊醒同样的实验，观察现象。(3) ，往两支试管中分别加入3滴碘水，溴水，然后加入约0.5ml0.1mol/LFeSO4 溶液，摇匀后，注入0.5mlCCl4，充分振荡，观察CCl4层有无变化。根据以上实验结果，定性的比较Br2/Br，I2/I-和Fe3+/Fe2+三个电对的电极电 势。思考题1. 上述电对中哪个物质是最强的氧化剂？哪个是最强的还原剂？2. 若用适量的氯水分别于溴化钾，碘化钾溶液反应并加入CCl4，估计CCl4层的颜色。(二) 浓度对电极电势
4、的影响(1)，往一只小烧杯中加入约30ml 1mol/LZnSO4溶液，在其中插入锌片，往另 一只小烧杯中加入约30ml 1mol/L的CuSO4溶液，在其中插入铜片。用盐桥将二 烧杯相连，组成一个原电池。用导线将锌片和铜片分别与伏特计(或酸度计)的 负极和正极相接，测量两极之间的电压。(图93)。在 CuSO4 溶液中注入浓氨水至生成沉淀溶解为止，形成深蓝色的溶液，Cu2+ + 4NH3 = Cu（NH3）42+93测量电压，观察有何变化。再于ZnSO4溶液中加入浓氨水至生成的沉淀完全溶解为止；Zn2+ + 4NH3 = Zn(NH3)42+测量电压，观察又有什么变化。利用 Nernest
5、方程式来解释实验现象。(2)，自行设计并测定下列浓度差电池电动势，将实验值与计算值比较。Cu|CuSO4(0.01mol/L)|CuSO4(1mol/L) |Cu 在浓差电池的两极个连一个回形针,然后在表面皿上放一小块滤纸,滴加 lmol/LNa2SO4溶液，使滤纸完全润湿，再加入酚酞2滴。将两极的回形针压在 纸上，使其相距约1mm,稍等片刻，观察所压处，哪一端显红色。思考题1. 利用浓差电池作电源电解Na2SO4水溶液实质是什么物质被电解？使酚酞 出现红色的一极是什么极？为什么？2. 酸度对 Cl2/Cl， Br2/Br， I2/I， Fe3+/Fe2+， Cu2+/Cu， Zn2+/Zn
6、电对的电极 电势有无影响？为什么？三)，酸度和浓度对氧化还原反应的影响1 ，酸度的影响(1) .在3支均盛有0.5ml 0.1mol/LNa2SO3溶液的试管中，分别加入0.5ml lmol/L H2SO4溶液及0.5ml蒸馏水和0.5ml 6mol/L的NaOH溶液，混合均匀后，再各滴 入 2 滴 0.01mol/LKMnO4溶液，观察颜色的变化有何不同，写出反应式。(2) .在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液和2滴0.1mol/L KIO3溶液，在加几 滴淀粉溶液，混合后观察溶液颜色有何变化。然后加2到3滴1mol/L H2SO4溶 液酸化混合液，观察有什么变化，最后滴加2
7、到3滴6mol/L NaOH式混合液显 碱性，又有什么变化，写出有关反应式。2，浓度的影响(1) .往盛有 H2O，CCl4和 0.1mol/L Fe2 (SO4)3 各 0.5ml 的试管中加入 0.5ml 0.1mol/L KI溶液，振荡后观察CCl4层的颜色。(2) ，往盛有 CCl4，1mol/L FeSO4和 0.1mol/L Fe2 (SO4)3 个 0.5ml 的试管中， 加入 0.5ml0.1mol/L KI溶液，振荡后观察CCl4层的颜色。与上一实验中CCl4层颜色有何区 别？(3) .在实验(1)的试管中，加入少许NH4F固体，振荡，观察CCl4层颜色的 变化。说明浓度对氧
8、化还原反应的影响。四，酸度对氧化还原反应速率的影响在两支各盛有0.5ml 0.1mol/L的KBr溶液的试管中，分别加入0.5ml 1mol/L H2SO4 和6mol/L的HAc溶液，然后各加入2滴O.Olmol/L的KMnO4溶液，观察2支 试管中紫红色褪去的速度。分别写出有关的反应方程式。思考题这个实验是否说明KMnO4溶液在速度较高时，氧化性较强，为什么？五，氧化数据中的物质的氧化还原性。（1）.在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI和2到3滴lmol/L的H2SO4，再加入1 到2滴3%H2O2，观察试管中溶液颜色的变化。（2）.在试管中加入2滴0.01mol/L的KMnO4
9、溶液，再加入3滴lmol/L的H2SO4 溶液，摇匀后滴加2滴3%的H2O2，观察溶液颜色的变化。思考题为什么h2o2既具有氧化性，又具有还原性？试从电极电势予以说明。实验习题1. 从实验结果讨论氧化还原反应和哪些因素有关2. 电解硫酸钠溶液为什么得不到金属钠？3. 什么叫浓差电池？写出实验二（2）电池符号，电池反应式，并计算电池电动 势。4. 介质对KMnO4的氧化性有何影响？用本实验事实及电极电势予以说明。附注盐桥的制法称取1g琼脂，放在100ml KCl饱和溶液浸泡一会，在不断搅拌下，加热煮成糊 状，趁热倒入 U 形玻璃管中（管内不能留有气泡，否则会增加电阻），冷却即成。 更为简便的方法可用KCl饱和溶液装满U形玻璃管，两管口以小棉花球塞住（管 内不留有气泡），作为盐桥使用。实验中还可用素烧瓷筒用作盐桥。电极的处理；电极的锌片，铜片要用烧纸擦干净，以免增大电阻。
