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1、 Oxidation - reduction reaction第第10章章氧化还原反应氧化还原反应救琉褪辉饥俺彝云很匠汲境绞甸艺办讣椅餐绪功徐墅贬锻快困直狈募家疏内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应1.理解氧化还原反应的基本概念理解氧化还原反应的基本概念2.掌握氧化还原方程式的两种配平方法掌握氧化还原方程式的两种配平方法3.了解电极电势的概念了解电极电势的概念4.熟悉能斯特方程、影响电极电势的因素及其应用熟悉能斯特方程、影响电极电势的因素及其应用5.简单了解电化学的应用。简单了解电化学的应用。 本章教学要本章教学要求求:壮子乔
2、茧讶崭恐哪朗绕反慨尖溜中蠕喀刑痔崇蹲筑翠贤汰芋院顷叙辊治牙内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应1基本概念基本概念 The primary concept of redox reaction 我们所学过的化学反应，从反应过程中是否有氧我们所学过的化学反应，从反应过程中是否有氧化数变化的角度来看，可分为两类：化数变化的角度来看，可分为两类：1.1.有有电子转移和氧化数的改变，这就是氧化还原应电子转移和氧化数的改变，这就是氧化还原应。2.2.无电子转移及氧化数的改变，叫非氧化还原反应。无电子转移及氧化数的改变，叫非氧化还原反应。 氧
3、化与还原氧化与还原 Oxidization and reduction 氧化还原概念的发展氧化还原概念的发展 最初最初 2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) 与氧结合与氧结合 后来后来 MgMg2+2e 电子转移电子转移 现在现在 2P(s)+2Cl2(g)=2PCl3(l) 电子偏移电子偏移卸铱桅岿掘关古百欲搭儒鞋拢森覆芜屋肤彝剔旺摩剥派休啊尽台羚益篮桶内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 氧化还原反应的特征和类型氧化还原反应的特征和类型（1）氧化还原过程中，某元素的原子或离子）氧化还原过程中，某元素的原子或离子在反应前
4、后氧化数发生改变在反应前后氧化数发生改变氧化还原反应。氧化还原反应。（2）氧化数升高的过程称为氧化，氧化数降低）氧化数升高的过程称为氧化，氧化数降低的过程称为还原。反应中氧化和还原同时进行。的过程称为还原。反应中氧化和还原同时进行。（3）假如氧化数升高和降低都发生在同一个化）假如氧化数升高和降低都发生在同一个化合物中合物中自身氧化还原反应。自身氧化还原反应。（4）反应）反应过程中，同一元素氧化数即有升高又过程中，同一元素氧化数即有升高又有降低有降低歧化反应。歧化反应。池奄腑蜕固尺哥惩么贾疯绘垣芦赛雇嘎稚跌贯宰析驭亦赡捍职捉华拴受泻内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大
5、学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 2KClO3=2KCl+3O2+5-10-2KClO3=KCl+KClO4+5-1+7 氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂 氧化数升高的物质叫还原剂，还原剂被氧化；氧化数升高的物质叫还原剂，还原剂被氧化； 氧化数降低的物质叫氧化剂，氧化剂被还原。氧化数降低的物质叫氧化剂，氧化剂被还原。NaClO+2FeSO4+H2SO4=NaCl+Fe2(SO4)3+H2O氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 还原还原 氧化氧化+1-1+2+3产物产物产物产物冠榴线皆鬃寿芭序龟露廷摩据单涵昂蜗示取札测沽呐荐豁阳蹲糯磁铆幕获内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族
6、大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 Cl2+H2O=HClO+HCl0-1+1歧化反应是自身氧化还原反应的特殊型。歧化反应是自身氧化还原反应的特殊型。 氧化还原电对氧化还原电对 氧化剂得电子氧化数降低、被还原，产物具氧化剂得电子氧化数降低、被还原，产物具有弱还原性，是弱还原剂。有弱还原性，是弱还原剂。 氧化剂与被还原产物组成氧化还原电对。氧化剂与被还原产物组成氧化还原电对。 还原剂失电子氧化数升高、被氧化，产物具还原剂失电子氧化数升高、被氧化，产物具有弱的氧化性是弱的氧化剂。有弱的氧化性是弱的氧化剂。 还原剂与被氧化的产物组成氧化还原电对。还原剂与被氧化的产物组成氧化还原电对。桥蜒绦焊
7、游叮习讫椒紊画床仗付拈玛滥同旗烽瀑搬酪砾研屑尿铺惠乒迹瞳内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应例例 Cu2+Zn=Zn2+Cu 氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 被氧化物被氧化物 被还原物被还原物 Cu2+/Cu氧化型氧化型 还原型还原型 Zn2+/Zn 氧化型氧化型 还原型还原型 氧化型氧化能力越强则还原型还原能力就越弱。氧化型氧化能力越强则还原型还原能力就越弱。例：例：MnO4-/Mn2+MnO4-氧化能力很强；氧化能力很强；Mn2+还原能力弱。还原能力弱。还原型还原能力越强，则氧化型氧化能力越弱还原型还原能力越强，则氧化型氧化能
8、力越弱例：例：Sn4+/Sn2+Sn2+强还原剂；强还原剂；Sn4+弱氧化剂。弱氧化剂。芭热郎烈炳意慈先惫俊职河谢仰锅掠阴盛浴钠郴寡醉津耶弗慑雕川犬茄滑内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 氧化型与它的还原型之间的关系可用氧化还原氧化型与它的还原型之间的关系可用氧化还原半反应式（电极反应）表示。半反应式（电极反应）表示。例：例： Cu2+/CuCu2+2eCuZn2+/ZnZn2+2eZnMnO4-/Mn2+MnO4-+8H+5eMn2+4H2OSO42-/SO32-SO42-+2H+2eSO32-+H2O睦讯伍膜威葬甄批拯暴
9、倘迎雾禹颗姓撰综爆穿缺驾兴阅呸港鲁廓菱馒鱼闪内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 原子价和氧化数原子价和氧化数（1）原子价又称化合价：）原子价又称化合价： 元素中能够化合或置换一价原子元素中能够化合或置换一价原子（H）或一或一价基团价基团（OH）的数目。的数目。 共价化合物中表示某原子形成单键的数目，共价化合物中表示某原子形成单键的数目，在离子化合物中表示离子电荷。在离子化合物中表示离子电荷。 例例 : HCl:Cl为为1价；价；H2O：O为为2价；价；NH3：N为为3价；价；PCl5:P为为5价。价。例例:MgCl2：Mg：
10、+2价价,Cl为为-1价。价。局限性：不能反映化合物结合的真实情况。局限性：不能反映化合物结合的真实情况。例例:NH4+从结构上看从结构上看N为为-3价，但它确同价，但它确同4个个H结合。结合。为了解决这一问题，提出了氧化数的概念。为了解决这一问题，提出了氧化数的概念。仿遂昔皂寅掠锤冀友荤凡畴条咐杀各披滤潍绒团窝万妆勘泵留丁忽绸守夺内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应（2）氧化数：氧化数： 由于化合物中组成元素的电负性不同，原子结合由于化合物中组成元素的电负性不同，原子结合时电子对总是移向电负性大的一方，从而化合物中组时电子对
11、总是移向电负性大的一方，从而化合物中组成元素原子必须带有正或负电荷。成元素原子必须带有正或负电荷。这种所带形式电荷这种所带形式电荷的多少就是该原子的氧化数。的多少就是该原子的氧化数。 简单的说：氧化数是化合物中某元素所带形式电简单的说：氧化数是化合物中某元素所带形式电荷的数值。荷的数值。例如例如 : NaCl：Cl电负性大，电负性大，Cl 氧化数为氧化数为-1、Na为为+1。 氧化数可以是正、氧化数可以是正、 负、负、 0或分数。或分数。 确定分子中某原子氧化数是有规则的。确定分子中某原子氧化数是有规则的。驼隘向抨盂半林柴裕胀雕幂纤佛拌篆抚媳绎垦晒蚂夷氢逊洲赦启裁玖殊苇内蒙古民族大学无机化学吉
12、大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应(3)确定氧化数的规则确定氧化数的规则离子型化合物中，元素的氧化数等于该离子型化合物中，元素的氧化数等于该离子所带的电荷数离子所带的电荷数。共价型化合物中，共用电子对偏向于电共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大的原子负性大的原子，两原子的形式电荷数即为它们，两原子的形式电荷数即为它们的氧化数。的氧化数。单质中，元素的氧化数为零。单质中，元素的氧化数为零。中性分子中，各元素原子的氧化数的代中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为零数和为零，复杂离子的电荷等于各元素氧化，复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和。数的
13、代数和。审泼硝拽缮羊酷吻蚁瓣锌囊聂次楼样目二械御贵暗裔哪塞帽它骄茎姻闲茸内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应氢的氧化数一般为氢的氧化数一般为+1，在金属氢化物中，在金属氢化物中为为-1，如，如。氧的氧化数一般为氧的氧化数一般为-2，在过氧化物中为，在过氧化物中为-1，如在超氧化物中为，如在超氧化物中为-0.5，如在氧，如在氧的氟化物中为的氟化物中为+1或或+2,如如 原子价和氧化数的区别原子价和氧化数的区别： CH4CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4化合价化合价 44444氧化数氧化数 -4-20+2+4酋睛砰禽颧砒技暑
14、垮有凄河帮辱君跺菏生际扬撅期琅皑郡摩色蚌曙测碉慧内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应2 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平Balancing of oxidation- reduction reaction equation氧化数法氧化数法The oxidation number method 半反应法半反应法( (离子离子电子法电子法) )The half-reaction method: ion-electron method皂黍抒鸣鹰靛耻蹿杏靠陋疮厘枷慨擞弃藤坍拎抛蹲纸孝淌屹满俄萄馒馈奇内蒙古民族大学无机化
15、学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应1.用氧化数法配平氯酸与磷作用生成氯化用氧化数法配平氯酸与磷作用生成氯化氢和磷酸的反应：氢和磷酸的反应：HClO3+P4HCl+H3PO4+50- -1+5HClO3+P4HCl+H3PO4(-1)(+5)=-6最小公倍最小公倍1010(+ + 5) 0 04 4 =+20最小公倍最小公倍310HClO3+3P410HCl+12H3PO4两侧的两侧的O、H数目不同，加水补充，至反应前后原数目不同，加水补充，至反应前后原子的数目相同。若相同将子的数目相同。若相同将改写成即可。改写成即可。10HClO3+3P4+1
16、8H2O10HCl+12H3PO410HClO3+3P4+18H2O10HCl+12H3PO4劫懂招余淬象找帆曰矽哗迟萧哟讼阂叭姑颠炒瞥苗痘硬嚼艾观鹿闹茎揉鬃内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 配平铜与稀硝酸反应的方程式配平铜与稀硝酸反应的方程式Cu+HNO3Cu(NO3)2+NO+H2O掌握掌握氧化数法配平的原则后，就可以将电子转移氧化数法配平的原则后，就可以将电子转移（得失）数直接写成反应物或生成物的计量系数：（得失）数直接写成反应物或生成物的计量系数：Cu+HNO33Cu(NO3)2+2NO+H2O3Cu+8HNO33
17、Cu(NO3)2+2NO+H2O 反应式左边多出反应式左边多出8个个H原子，右边应添加原子，右边应添加4个个H2O分子分子, , 而且检查而且检查O原子也平衡的，最后原子也平衡的，最后改写成改写成“”3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O 3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O梁已活追分卡壤列扳用卯磺贮颜激囚阁剪烂孕借脏古什叼摈馅到炙凭秩瞻内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应As+32S-23HN+5O3H3As+5O4H2S+6O4N+2OAs2S3:2As从从3到到5升高升高2;22=4 3
18、S从从2到到6升高升高8;83=24 As2S3:共升高共升高4+2428HNO3:N从从5到到2下降下降3； 13=3 最小公倍最小公倍 As2S3:283N:3283As2S328HNO36H3AsO49H2SO428NO检查检查H：左边加左边加4个个H2O，再，再核对核对O，配平后改写成配平后改写成3As2S328HNO34H2O6H3AsO49H2SO428NO在酸性介质中铋酸钠可将在酸性介质中铋酸钠可将MnSO4氧化为氧化为NaMnO4，写出配平的离子方程式写出配平的离子方程式 ：+2Mn2+2+5Bi3+-35BiO-4MnO窒忆痹齿夏颁港吨歼了班促汀渣胸砒需绥镍底闻辞热陈箕准滋督
19、抗驻涩训内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 检查检查:左右左右O原子数目不同，左边比右边多出原子数目不同，左边比右边多出7个个O原原子，通过添加子，通过添加14个个H+离子，右端再添加离子，右端再添加H2O分子：分子：5BiO3-+2Mn2+14H+2MnO4-+5Bi3+7H2O2.半反应法半反应法(离子离子电子法电子法)配配 平平 步步 骤骤用离子式写出主要反应物和产物用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固气体、纯液体、固 体和弱电解质则写分子式体和弱电解质则写分子式)将反应分解为两个半反应式，配平两个半反应的原
20、子将反应分解为两个半反应式，配平两个半反应的原子 数及电荷数。数及电荷数。根据电荷守恒，以适当系数分别乘以两个根据电荷守恒，以适当系数分别乘以两个 半反应式，半反应式， 然后合并、整理，即得配平的离子方程式。然后合并、整理，即得配平的离子方程式。药运匀才鸟粟柒拙灾隧堑湛绕靖肢蛰契蒲能硫遮檄显歪恨揣粒溶蹲岩察疗内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应用半反应法配平下列反应方程式用半反应法配平下列反应方程式+6H+=2Mn2+3H2O可以看出可以看出离子离子电子法同样也可以将电子转移电子法同样也可以将电子转移（得失）数直接写成反应物或
21、生成物的计量系数。（得失）数直接写成反应物或生成物的计量系数。(1)+=+Mn2+(2)+8H+5e-=Mn2+4H2O+H2O=+2H+2e-(3)2+5得得+16H+10e-=2Mn2+8H2O+)+5H2O=+10H+10e-23SO-4MnO-24SO-4MnO-24SO-23SO-42MnO-245SO-42MnO-235SO-245SO-235SO驭厕滴谢淀引另摩枢谆罪敢圾绝霄协放告茅抨佯哲遁咐碴遗协溃矣镜呆枚内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 3水溶液中氧化还原反应的自发性水溶液中氧化还原反应的自发性 电极电势
22、电极电势Spontaneityof redox reactionin aqueous solution electrode potential .1原电池和电极电势原电池和电极电势 1.原电池原电池(galvanic cell or voltaic cell ) 将自发氧化还原反应的化学能转化为电能的装置。将自发氧化还原反应的化学能转化为电能的装置。铜锌原电池铜锌原电池(A copper-zinc cell) 工作状态的化学电池同时工作状态的化学电池同时发生三个过程：发生三个过程：两个电极表面分别发生两个电极表面分别发生 氧化反应和还原反应氧化反应和还原反应电子流过外电路电子流过外电路离子流过
23、电解质溶液离子流过电解质溶液租肖请侵荡炉种据蹋尧鄙讥妆御炭竖俱扇寻秃讣黑使郴舵锚巴分黎财攒异内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应上述发生的氧化还原反应为：上述发生的氧化还原反应为：CuSO4+Zn=Cu+ZnSO4+2e-2e根据电流的方向可以判断电子从锌极流向铜极它根据电流的方向可以判断电子从锌极流向铜极它表明，氧化还原反应的实质是电子从还原剂转移向氧表明，氧化还原反应的实质是电子从还原剂转移向氧化剂。化剂。在一般化学反应中，还原剂和氧化剂间的电子转在一般化学反应中，还原剂和氧化剂间的电子转移是通过热运动时的有效碰撞来实现的
24、。移是通过热运动时的有效碰撞来实现的。 原电池可以用符号表示原电池可以用符号表示(-)ZnZnSO4(1moll-1)CuSO4(1moll-1)Cu(+)“”表示连接两半电池的盐桥，表示连接两半电池的盐桥， 正负号表示原电正负号表示原电池的正负极。池的正负极。菩细怔姓嘿戌躲垮簇锡言蒸魔专戳局了帛骂降狰讶噬夸纠痪殷筑砌腕咒馒内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应盐桥的盐桥的作用：作用：让溶液始终保持电中性让溶液始终保持电中性 , ,使电极反应得以继续进行使电极反应得以继续进行消除原电池中的液接电势（或扩散电势）消除原电池中的液接
25、电势（或扩散电势）通常内盛饱和通常内盛饱和KCl溶液或溶液或NH4NO3溶液溶液(以琼胶以琼胶做成胶做成胶冻冻)盐桥盐桥(Salt bridge)狗间啥杭乖滨桃俯屎涕播陶忙窃赐捍悯啡脆钞猖步学亥塑羔班页喷棺射逢内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应氧化还原电对氧化还原电对（Redox couple）对氧化还原反应对氧化还原反应Cu2+Zn=Zn2+Cu对同一元素的不同氧化态，将高氧化态写在斜线的对同一元素的不同氧化态，将高氧化态写在斜线的上方，低氧化态写在斜线的下方，即上方，低氧化态写在斜线的下方，即Cu2+/Cu；Zn2+/Z
26、n称为氧化还原电对，分别称为氧化型和还原型称为氧化还原电对，分别称为氧化型和还原型并组成氧化还原共轭关系。并组成氧化还原共轭关系。 氧化型降低氧化值的趋势越强，其氧化能力越强，氧化型降低氧化值的趋势越强，其氧化能力越强，其共轭还原剂氧化值升高趋势越弱。其共轭还原剂氧化值升高趋势越弱。 反应一般按较强的氧化剂与较强的还原剂相互作用反应一般按较强的氧化剂与较强的还原剂相互作用的方向进行。的方向进行。 共轭关系可用半反应式表示：共轭关系可用半反应式表示：Cu2+2e-Cu；ZnZn2+2e-伙李届帧分苔智腿嫌姨鹤缝饼用料寐屑剥伤挑食盟猪斧办汐忆匿邵厦再沏内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还
27、原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应2.电极电势电极电势 一一. .电极电势的产生电极电势的产生当金属电极当金属电极M放入该金属盐离子放入该金属盐离子溶液中时，存在两种反应倾向：溶液中时，存在两种反应倾向： 平衡时，如果溶解大于沉淀，平衡时，如果溶解大于沉淀，则金属电极表面积累负电荷，则金属电极表面积累负电荷，电极表面附近溶液积累正电荷，如图所示，结果电极电极表面附近溶液积累正电荷，如图所示，结果电极与溶液之间产生了电势差。与溶液之间产生了电势差。 平衡时，如果沉淀大于溶解，产生的电势差符号相反。平衡时，如果沉淀大于溶解，产生的电势差符号相反。 电极电势电极电势电极表面与
28、其附近溶液间的电势差称电极表面与其附近溶液间的电势差称为电极电势。为电极电势。金属越活泼，电极表面积累的负电荷越多，金属越活泼，电极表面积累的负电荷越多，电极的电势越低，反之，则越高。电极的电势越低，反之，则越高。溶解溶解沉淀沉淀-+-+- M活泼活泼溶解溶解沉积沉积M不活泼不活泼沉积沉积溶解溶解猜灌挎侠妖惜崇训侮捷膛末霞剑世爪申口圃袒八候运甚献痊瑚纵爷营胯讼内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应电极电势的绝对值无法测量，只能选定某种电极电电极电势的绝对值无法测量，只能选定某种电极电势作标准，其他电极电势与之比较，求出电极电势的
29、势作标准，其他电极电势与之比较，求出电极电势的相对值，这个标准电极电势就是标准氢电极。相对值，这个标准电极电势就是标准氢电极。标准氢电极的构成：标准氢电极的构成：镀铂黑的铂片置于氢离子浓度（活度）为镀铂黑的铂片置于氢离子浓度（活度）为1.0mol/kg的硫酸溶液中，不断通入的硫酸溶液中，不断通入1.013105Pa的的H2。使。使Pt黑黑吸附吸附H2达饱和，形成标准电极。达饱和，形成标准电极。3.标准氢电极和标准电极电势标准氢电极和标准电极电势电极周围产生如下平衡：电极周围产生如下平衡：H22H+2e此此时时在在标标准准氢氢电电极极中中，产产生生在在吸吸附附H2的的Pt片片上上和和H2SO4溶
30、溶液液之之间间的的电电极极电电势势叫叫做做氢氢的的标标准准电电极极电电势势，令其令其=0.00即即(H+/H2)=0.00版澜镜实拨雀窜独仕恭宛绣香吻邵庸伍也笨胖耘渤绘频子六炮委这倪赂剖内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应标准氢电极标准氢电极事实上事实上,标准电极电势的绝对值是无法测定的。标准电极电势的绝对值是无法测定的。于是建立了标准氢电极。于是建立了标准氢电极。表示为表示为:H+H2(g)Pt电极反应电极反应:2H+(aq)+2e-H2(g)电对电对:H+/H2E (H+/H2)=0.0000V堵昧锡剂赃德腺隶涤括氟彤颁豪
31、序脆熊冰旱隆憨榜虑纠和镊盐沟闪渐望钮内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应标准状态：标准状态：测量温度测量温度298K，气体压强为气体压强为1.013105Pa指组成电极的离子浓度为指组成电极的离子浓度为1.0mol/dm3,液体和固体都是液体和固体都是纯净物质。纯净物质。例：标准例：标准Zn电极：电极：Zn2+=1.0mol/dm3测量温度测量温度298K。电极极电势的的测定：定：标准标准Zn2+/Zn电极和标准电极和标准H+/H2电极组成电池：用电极组成电池：用电位计测定知电流从氢电极电位计测定知电流从氢电极锌电极。锌电极。
32、(Zn2+/Zn)为负极，为负极，(H+/H2)为正极为正极测定原电池电动势测定原电池电动势:E=正正负负=(H+/H2)(Zn2+/Zn)0.7628=0(Zn2+/Zn)(Zn2+/Zn)=-0.7628V仆暖葡哮城歇阵粟谨怖静牙宽荐尤患泣箕业伍俗讶十荤输添映四却舞肤边内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应测定测定Cu2+/Cu：只要将标准铜电极与标准氢电极组成电池。用电只要将标准铜电极与标准氢电极组成电池。用电表测定电流方向。知表测定电流方向。知:Cu电极为正极，电极为正极，H2电极为负极。电极为负极。原电极电动势：原电极
33、电动势：E=0.34=(Cu2+/Cu)-(H+/H2)0.34=(Cu2+/Cu)0.0(Cu2+/Cu)=0.34注意注意:“-”表示电对中还原态失电子倾向大于表示电对中还原态失电子倾向大于H2;“+”表示电对中氧化态得电子倾向大于表示电对中氧化态得电子倾向大于H+。标准电极电势已由前人测出，并列表表示，我们标准电极电势已由前人测出，并列表表示，我们使用时可以查表。使用时可以查表。狄批轻同都书缴识恼拱掏柯祸具隆请疟划抢饵自寿坯背庞管婶洲挡肃姬十内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应标准电极电势表标准电极电势表电极反应和电对电
34、极反应和电对电对表示为电对表示为:氧化态氧化态/还原态还原态H+/HCu+/CuCu2+/Cu氧化态物质氧化态物质还原态物质还原态物质酸性溶液或中性溶液的电极电势在酸表中酸性溶液或中性溶液的电极电势在酸表中( 0A)查找查找碱性溶液中的电极电势中在碱表中碱性溶液中的电极电势中在碱表中( 0B)查找查找 电电 对对 电极反应电极反应 0 0/ / VH()-(0)2H+2e-H20.000Cu()-(0)Cu+e-Cu0.522Cu()-(0)Cu2+e-Cu0.340Cu()-()Cu2+e-Cu+0.152两扯我闽淳哪庇辙眶赚铱期擎票牡姆撂颇笨贰骂蔗麓岁隅右燃极臀散挚眶内蒙古民族大学无机化学
35、吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应关于电极电势表的使用说明：关于电极电势表的使用说明：电极电势的形式：电极电势的形式：氧化型氧化型+ne还原型还原型在计算或讨论问题时，注意不要选错电极电势。在计算或讨论问题时，注意不要选错电极电势。例如：与例如：与Fe2+有关的电极电势：有关的电极电势：Fe2+2e=Fe（Fe2+/Fe=-0.44V）Fe2+在该电对中做氧化剂。在该电对中做氧化剂。在在Fe3+e-=Fe2+（Fe3+/Fe2+=+0.771）中）中Fe2+在该电对中做还原剂。在该电对中做还原剂。所以在讨论所以在讨论Fe2+做还原剂时就应该选择做
36、还原剂时就应该选择Fe3+/Fe2+=+0.771在讨论在讨论Fe2+做氧化剂时就应该选择做氧化剂时就应该选择Fe2+/Fe=-0.44V舔拱狄刹炕翻须崖冶钓嘻遁管扒市肾匝舆蓑并驭孤添牙究袭砧挎特招亩朋内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应电电极极电电势势表表中中从从上上到到下下，增增大大，电电极极电电势势值值越越大大表表明明电电对对的的氧氧化化型型物物质质氧氧化化能能力力越越强强。还还原原型型的的还还原原能能力力越越弱弱；电电极极电电势势值值越越小小表表明明电电对对的的氧氧化化型型物物质氧化能力越弱。还原型的还原能力越强。质氧
37、化能力越弱。还原型的还原能力越强。标准电极电势标准电极电势与电极反应中的计量系数无关。它属于与电极反应中的计量系数无关。它属于强度性质。强度性质。例：例：Cl2+2e2Cl-，Cl2/Cl-=1.3581/2Cl2+eCl-，Cl2/Cl-=1.358不变不变。标准电极电势的应用标准电极电势的应用是有条件的。只能比较水溶液中是有条件的。只能比较水溶液中的反应，对非水溶液、高温和固相反应均不适用的反应，对非水溶液、高温和固相反应均不适用。珊菇盈恕传般天涨相崩绦之弹蜘照泥琶蜕窃链呻憋瓦蚌室田烦冬绩舵肛痴内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化
38、还原反应(4)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四种电极电势的类型：四种电极电势的类型：(a)金属金属金属离子电极：金属离子电极：M(s)Mn+将金属插入含有相同金属离子的盐溶液中，将金属插入含有相同金属离子的盐溶液中，例如：例如：Zn2+/Zn电对组成的电极：电对组成的电极：Mn+氧化型，氧化型，M还原型还原型电极反应：电极反应：Zn2+2e=Zn电极符号：电极符号：Zn(s)Zn2+“”表示有固、液界面表示有固、液界面S表示固体表示固体壤妨残蟹桂琐卢捞单疗燕美焚葱酷哎掏骨绵旬掏抢墓什算券多跳佯低烤以内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机
39、化学吉大武大版第10章氧化还原反应(b)气体离子电极：气体离子电极：氢电极、氯电极等。固体导体插入相应离子溶液氢电极、氯电极等。固体导体插入相应离子溶液中，并通气体。中，并通气体。电极反应：电极反应：2H+2e=H2Cl22e=2Cl-电极符号：电极符号：PtH2(g)H+;PtCl2(g)Cl-Pt:做为固体导体做为固体导体不与不与H2、H+、Cl2、Cl-等发生化学反应，惰性。等发生化学反应，惰性。石墨：也常做固体导体。石墨：也常做固体导体。演服育咨讣嗣嘲养争燕仇婴谓栖怕纹趣民策会摊镇卓亦暗潘帽漫童缸懒择内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第
40、10章氧化还原反应(c)金属金属难溶盐或氧化物阴离子电极金属金属难溶盐或氧化物阴离子电极甘汞电极甘汞电极,AgCl电极电极在金属表面涂上该金属的难溶盐或氧化物，插入在金属表面涂上该金属的难溶盐或氧化物，插入与该盐具有相同阴离子的溶液中。例：与该盐具有相同阴离子的溶液中。例：AgCl涂在涂在Ag丝上，插在丝上，插在HCl溶液中，溶液中，=AgCl电极电极电极反应：电极反应：AgCle=AgCl-电极符号：电极符号：Ag-AgCl(s)Cl-甘汞电极甘汞电极:电极反应：电极反应：Hg2Cl22e=2Hg(l)2Cl-电极符号：电极符号：HgHg2Cl2(s)Cl-呕庭庶一僧著裕鄙卖染呀账葡傣龄耗龚
41、笺庆挨礁欣冈充措狄腾狈炯帽饮痒内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应(d)氧化还原电极：氧化还原电极：以以Pt或或石墨放在一溶液中，该溶液中含有同一元石墨放在一溶液中，该溶液中含有同一元素的不同氧化数的两种离子。素的不同氧化数的两种离子。例：例：Pt插在含插在含Fe3+和和Fe2+离子的溶液中离子的溶液中电极反应：电极反应：Fe3+e=Fe2+电极符号：电极符号：PtFe3+(c),Fe2+(c)两种离子用两种离子用“，”分分开开易祟汤演幼种秘梗榔休晴售波揪筋赌吏螺押伴治僧伤丸菜瓮恫浆渊污紫鸡内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第1
42、0章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应原电池的表示法：原电池的表示法：两种不同的电极组合起来后构成原电池，其中每两种不同的电极组合起来后构成原电池，其中每个电极叫半电池个电极叫半电池(半反应半反应)。例：例：CuZn原电池：负极写在左边，正极写在右边原电池：负极写在左边，正极写在右边。()Zn(s)ZnSO4(c1)CuSO4(c2)Cu(s)() 界面界面 浓度浓度 盐桥盐桥 浓度浓度 界面界面例：例：Cu与标准氢电极组成的电池与标准氢电极组成的电池()PtH2(1.013105pa)H+(1mol/dm3)Cu2+(c)Cu()原电池的电动势原电池的电动势 E
43、电池电池E正正E负负E阴阴E阳阳 镭囤地董浚霜匆字截后层付评烷哪纤蹲庭辑商卉抄亩芭嘲黄菏般诀碴移伞内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应2.影响电动势、电极电势的因素影响电动势、电极电势的因素(1)定性讨论：定性讨论：对于一给定的电极，离子浓度是影响最大的因素对于一给定的电极，离子浓度是影响最大的因素之一，温度的影响较小。之一，温度的影响较小。对于金属电极：对于金属电极：Mn+ne=MMn+增大，平衡右移，金属表面负电荷减少。增大，平衡右移，金属表面负电荷减少。对于氧化还原电极：对于氧化还原电极：Fe3+e=Fe2+增增大大Fe
44、3+，减减小小Fe2+，平平衡衡向向右右移，电极上负电荷减小，电极电势增大。反之则减小。移，电极上负电荷减小，电极电势增大。反之则减小。结论：电极电势与氧化型离子浓度成正比，同还结论：电极电势与氧化型离子浓度成正比，同还原型离子浓度成反比。原型离子浓度成反比。苟找哮即针侨嫂涂嚼肆称峰牵四绸囚哀雍晃劝咬撂炎澈峰掠碳责背骤棍旦内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应(2) 定量的讨论：定量的讨论：E和和E的关系的关系Nernst方程方程电动势的电动势的Nernst方程方程对于对于aAbBcCdD有化学反应等温式有化学反应等温式将将和和
45、代入式代入式中中298K时时耐老凝偶社肘蜒渤皱师晚价届佐揣粒某堪贞悉卫茅瀑施懦售限汇峨跺柏纷内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应电极电势的电极电势的Nernst方程方程氧化型氧化型ne-=还原型，其电极电势还原型，其电极电势：非标准状态下电极电势：非标准状态下电极电势标准电极电势标准电极电势n：电极反应中得失电子数：电极反应中得失电子数氧化型氧化型、还原型还原型:表示物质的平衡浓度或相对压强表示物质的平衡浓度或相对压强R=8.314F：法拉第常数：法拉第常数：96500c/molT:绝对温度温度lg2.303RT0还原型还原型
46、氧化型氧化型nF+ +F F= =F F德国化学家德国化学家W .W .能斯特能斯特搞勒诽别脱茫斟誉智妨喀朵顶俯硼曾章涵堆冲疼谐恤涌见酗完坍赔刊锅剪内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应当当T=298K时上式简化为：时上式简化为：注注意：意：氧化型氧化型、还原型还原型应包括参与电极反应应包括参与电极反应的的 所有物质。所有物质。电对中：电对中：氧化型氧化型、还原型还原型物质系数不等于物质系数不等于1，应乘，应乘以系数相同的方次，若电对中某一物质为以系数相同的方次，若电对中某一物质为气气体，用相对分压表示。体，用相对分压表示。例：
47、例：Cr2O72-14H+6e=2Cr3+7H2O=1.33Vlg059.00还原型还原型氧化型氧化型n+ +F F= =F F2372H+14O2-lg6059. 033. 1+ + += =F FCrCr仍池络猩剿砷狐院鄂现报钒诗峭带拈荐歉薪艺的幕跌又犀拙垫乙决章读计内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应对于：对于：Fe3+e=Fe2+=0.771Vlg059.0771.023+ + + += =F FFeFe对于：对于：Br2(l)2e=2Br-=1.08V21lg2059. 008. 1- -+ += =F FBr对于：
48、对于：O24H+4e=2H2O(l)=1.229V(P标准大气压，标准大气压，1.013105Pa)无量纲无量纲1.lg4059. 0229. 140+ + += =F FHppo2烛侣哭吗钡赁砌卞梗塔瞻戎抱吁拘离勃焦掠翻石圾即质业喘示玛辊季握迷内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应奈斯特方程定量描述了氧化型及还原型物质浓度奈斯特方程定量描述了氧化型及还原型物质浓度对电极电势的影响，下面将举例说明：对电极电势的影响，下面将举例说明：a.浓度度对电极极电势的影响的影响例：已知例：已知Fe3+e=Fe2+=0.771V求：求：Fe3
49、+/Fe2+=10000时的时的Fe3+/Fe2+=？ =0.771+0.059lg10000=1.01lg1059.0771.02+3+ +=F F Fe3+/Fe2+ FeFe从计算结果知：氧化型浓度增大或还原型浓度降从计算结果知：氧化型浓度增大或还原型浓度降低，低，增大。增大。从平衡角度，从平衡角度，Fe3+增加平衡右移，即增加平衡右移，即Fe3+得电得电子能力强，氧化性增强。子能力强，氧化性增强。休峭情衡颜疥逾吼此碑亢佃稍罢刽精舒催任要稚吉邹诱商方穆对念绚毋蛮内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应b.酸度对电极电势的影响
50、：酸度对电极电势的影响：当反应中含有当反应中含有H+或或OH-时，酸度对时，酸度对产生影响。产生影响。例例:Cr2O72-14H+6e=2Cr3+7H2O=1.33V假定假定Cr2O72-=Cr3+=1.0mol/L当改变当改变H+时时=？Cr2O72-=Cr3+=1.0mol/L=0.059/6lgH+14当当H+=1moldm-3时：时：=1.330.059/6lg114=1.33V当当H+=10-3moldm-3时：时：=1.330.059/6lg(10-3)14=1.33420.059/6=0.92V从该例中知：从该例中知：K2Cr2O7在强酸中氧化性更大。在强酸中氧化性更大。23+1
51、472HOlg6059.033.1+ + += =F FCrCr反疮秦港区氟郑矽侍臻甩墙浦峨深礁致蚤歧芝棺特洞俏蝉拷镶涵软洽寥族内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应例例:已知已知2H+2e=H2=0.000V计算计算:HAc=0.10moldm-3,PH2=1.013105Pa时，时，氢电极的电极电势氢电极的电极电势H+/H2=?解：解： lg2059. 00 . 0022ppHH+ + += =F F由以上公式知由以上公式知:若想求出若想求出H+/H2首先要求出首先要求出H+=？ HAc=H+Ac-0.10x x x C0/
52、Ka=0.1/1.810-5400；代入公式：；代入公式：3500103 . 11 . 0.108 . 1.- - -+ += = = = =CKHxa区字逮决皿墨健得纵顽粒煤搓剁尔阮曲椎更睛磐絮懂羡说扮硕贾落睦掩鸵内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应从从计计算算结结果果知知，由由于于H+离离子子浓浓度度降降低低，氢氢的的电电极极电势降低了电势降低了0.17V。c.沉淀的生成对电极电势的影响：沉淀的生成对电极电势的影响：例：电对例：电对Ag+e=AgAg+/Ag=0.799V若在若在Ag+溶液中加入溶液中加入NaCl，Ag+C
53、l-=AgCl 当达平衡时，如果当达平衡时，如果Cl-浓度浓度=1moldm-3Ag+=？1.01310-51.310-32lg20.0592H+lg20.0592022=-0.17=F F = 0.000+ppH1.01310-5恒钠蚌耽监更缸雏仔锄镇得缮涡拢各图商膳乳场立奥倔仍骄抨瞧飘巫弟呕内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应解：解：Ag+=KSP/Cl-=KSP/1=KSP=1.610-10当当Ag+=1.610-10时时Ag+/Ag=？(非标准状态下非标准状态下) Ag+/Ag=Ag+/Ag0.059/1lgAg+=0
54、.7990.059lg1.610-10=0.7990.578=0.221V该非标准状态下的该非标准状态下的Ag+/Ag正好是银氯化银电正好是银氯化银电极的标准电极电位：极的标准电极电位：AgCle=AgCl-AgCl/AgCl-浓度浓度=1.0moldm-3为标准电极电位。为标准电极电位。以上的以上的Ag+/Ag正是在正是在Cl-=1.0moldm-3的条的条件下计算出来的。件下计算出来的。当将当将Ag插入插入Ag+溶液中组成银电溶液中组成银电极极Ag+/Ag时，再加入时，再加入NaCl溶液产生的溶液产生的AgCl沉淀沉沉淀沉积在积在Ag表面，就形成了表面，就形成了AgCl/Ag电极。电极。录
55、棍周劫越喻连竞初喻琐葵朔酉趣墒掳其瓷政哥糠脏炙舷梅哇窃院逛惋煮内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应当当Cl-=1.0moldm-时，电极电位由时，电极电位由0.799降至降至0.221V，使，使Ag+的氧化能力降低。的氧化能力降低。由此可知：由此可知：当电对中氧化型物质形成沉淀时，电当电对中氧化型物质形成沉淀时，电极电势降低，且沉淀的极电势降低，且沉淀的KSP越小越小，降，降低的越多。低的越多。 小结：小结： 当电极反应中无当电极反应中无H+和和OH-参加时，酸度对电极电参加时，酸度对电极电势无影响，但有势无影响，但有H+和和
56、OH-参加时，酸度对电极电势参加时，酸度对电极电势有影响，且影响更大。有影响，且影响更大。电对中电对中:氧化型形成沉淀氧化型形成沉淀,电极电势降低；电极电势降低；还原型还原型形成沉淀形成沉淀,电极电势升高。电极电势升高。氧化型和还原型都形成氧化型和还原型都形成沉淀，看二者的相对稳定程度的大小。沉淀，看二者的相对稳定程度的大小。电对中电对中,有配合物生成时有配合物生成时,对电极电势对电极电势产生影响产生影响,有有关关此内容将在配位化学中介绍。此内容将在配位化学中介绍。噬潞栖递瞩跳漠玻菏态徘田啤叙反号涎铺糕赢攫吼赃遍复录雕焦蛙淘呀凌内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学
57、无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应3.电极电势的应用电极电势的应用(1)判断氧化剂、还原剂的相对强弱判断氧化剂、还原剂的相对强弱电极电势值电极电势值大的电对：氧化型物质的氧化性强大的电对：氧化型物质的氧化性强电极电势值电极电势值小的电对：还原型物质的还原性强小的电对：还原型物质的还原性强(2)求平衡常数及求平衡常数及Kspa.从热力学的角度推出氧化还原反应的平衡常数与电从热力学的角度推出氧化还原反应的平衡常数与电池电动势之间的计算公式为池电动势之间的计算公式为:0.0592lg00n EK=可利用此公式计算平衡常数，并判断反应进行的程度。可利用此公式计算平衡常数，并判断反应进行的程度。式中
58、：式中：n是氧化还原反应中的电子转移数。是氧化还原反应中的电子转移数。E0是氧化还原反应组成的标准电池的电动势。是氧化还原反应组成的标准电池的电动势。煽二曝姓耪吾雕怎证绳嘻瑚肪椭卓讥佬纲磨粉眶椭侈大天请仕总捕泄腋拼内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应0.0592102.00.0592lgK0 = = = 338例：求下列反应的平衡常数例：求下列反应的平衡常数K02MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+5CO2+8H2O解：解：E0 =F F0 0MnO4-/Mn2+F F0CO2/H2C2O4=1.51（0.49）=2
59、.0V K0 = 10338n E0 b.求溶度积常数求溶度积常数Ksp以以PbSO4的的Ksp测定为例，了解如何利用电极电势测定为例，了解如何利用电极电势来计算沉淀的来计算沉淀的Ksp?首先用首先用:Pb2+/Pb;Sn2+/Sn两个电对组成原电池两个电对组成原电池:逛卉删况选闰羔岩格也我岿挠呕锅苇加悸就蛊类洲循撩炕猖磕落搅氮汐琐内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 Sn2+/Sn半电池中半电池中:定定Sn2+=1.0mol/dm3Pb2+/Pb半电池中半电池中:加入过量的加入过量的SO42-使使Pb2+生成生成PbSO4沉
60、淀，并定沉淀，并定SO42-=1.0mol/dm3。测定电池的电动势测定电池的电动势E=0.22V,Sn正极正极;Pb负极，负极，表明以下氧化还原反应可自发进行：表明以下氧化还原反应可自发进行：Pb(s)+Sn2+=Pb2+Sn(s)根据奈斯特方程根据奈斯特方程: F F+ + = F F0 0 Sn2+/Sn +0.0592/2lgSn2+ F F- = F F0 Pb2+/Pb +0.0592/2lgPb2+ E= F F+ - F F- -F F0 Sn2+/Sn - F F0 Pb2+/Pb+0.0592/2lgSn2+Pb2+而：而：E=0.22V F F0 0 Sn2+/Sn= -
61、0.14VF F0 Pb2+/Pb=-0.13V雇裴疚跺人唯棋茨嘲愈娱旺迟雹江冉驻烂氰蚌蠢岿饶第硅摆镐碧唾辱庐课内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应则则:测定测定PbSO4的溶度积常数为的溶度积常数为210-8。8824202+22+102) 1 (102).(1027 . 70.0301 . 022. 0lg1lg20.059)13.0(14. 022. 0- - - -+ +-3-8-8+ += = = =- -= =+ +- -= =- - - -=SOPbKdmmolPbPbPbsp烟骋兼侠洱言快姐氯献怠郴胞牲捣蔓拄喘
62、慧恍诌路游铲乎激倦撅快牧搭拂内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应(3)判断氧化还原反应进行的方向和程度判断氧化还原反应进行的方向和程度氧化还原反应由氧化还原反应由2个电对组成电池时，电池的标准个电对组成电池时，电池的标准电动势与电动势与氧化还原反应的方向氧化还原反应的方向:E0 0反应正向自发进行反应正向自发进行E0 0反应逆向自发进行反应逆向自发进行以上条件指在标准状态下以上条件指在标准状态下O-R反应进行的方向。反应进行的方向。对于非标准态下的反应：对于非标准态下的反应：当当E0 0.2V反应正向进行反应正向进行当当E0
63、0.2V反应逆向进行反应逆向进行当当-0.2VE00E0VIIAsOHAsOH态悄漾那株件棱味黍逊匆韶闸锡解栓究润断推浚娶仓蜀醚椽搁胁摸溜赣埠内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应当：当：H3AsO4=I-=H3AsO3=1mol/dm3H+=1.010-8mol/dm3则则H3AsO4+2H+2eH3AsO3+H2O1)10(1lg2059. 056. 0lg2059. 02833243/0/33433343F F0 0 I I2 2/I /I- - =0.535V E =0.0880.535=-0.447V E0，或，或氧化
64、剂的标准电极电位大于还原剂的标准电极电位。氧化剂的标准电极电位大于还原剂的标准电极电位。解：解：I2/I-Br2-/BrCl2/Cl-Fe3+/Fe2+MnO4-/Mn2+F F0 0/ /V0.5351.0651.360.771.51根据以上标准电极电势可知根据以上标准电极电势可知Fe3+只能把只能把I-氧化为氧化为I2，而不能把，而不能把Cl-、Br-氧化为相应的单质，应该选择氧化为相应的单质，应该选择Fe2(SO4)3。过凑体陵刁沮醛熟涤烃留襄逝刘皑凑溢霹清靛赦繁药曰剧汽帆下放钥挥桅内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应5
65、电势图及其应用电势图及其应用1.元素的电势图：元素的电势图：大多数非金属元素和过渡金属元素可以存在多种大多数非金属元素和过渡金属元素可以存在多种氧化态，各氧化态之间都有相应的标准电极电势。氧化态，各氧化态之间都有相应的标准电极电势。将它们的电极电势以图解的方式表示叫元素的电将它们的电极电势以图解的方式表示叫元素的电势图或莱特默图。势图或莱特默图。同一元素的不同氧化态按从高到低，从左到右的同一元素的不同氧化态按从高到低，从左到右的顺序排列，在相邻氧化态的横线上标出标准电极电势顺序排列，在相邻氧化态的横线上标出标准电极电势值。值。根据溶液的根据溶液的PH值不同，分为两类：值不同，分为两类：APH=
66、0；BPH=14响务棋钙傈炬疼艺茂幕漠挎职偷徐陋宅喀溅洼暖糯桅手睦椰巴跑立悠座勤内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应例：例：AH5IO6IO3- -HIOI- -I2Fe2+Fe3+Fe+1.7+1.13+1.45+0.54+1.19+0.990.77-0.442.电极电势图的应用电极电势图的应用(1)利用元素电势图求算某电对未知的标准电极电势利用元素电势图求算某电对未知的标准电极电势已知两个或两个以上相邻电对的标准电极电势，已知两个或两个以上相邻电对的标准电极电势，可以求出另一个电对的未知可以求出另一个电对的未知0墓县胳谷馏
67、兔前遵谋宋挚程氰删独试蛆讼害句瓷谁桶惫炳屿哗食犊咨饿邯内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应对于电势图：对于电势图：DCBA321n3n2n1F F0 0F F0 0F F0 0n F F0 03210330220110n nnn nnn = n1 +n2+n3+ + +F F+ +F F+ +F F= =F F例：例： IO-I2I-+0.54+0.56？ =+0.58V E (IO-/I2)= (n1+n2)E (IO-/I-)n2E (I2/I-) n1(1+ 1)0.56V10.54V1赋限梦伤悬疽甥腿湍话买刮晃进蝉瞥敦
68、杂磕斡缴捉汰瞥侵完瑟柿纸峻躲盔内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应0.337V判断歧化反应能否发生：判断歧化反应能否发生：2Cu+=Cu+2Cu2+由由此此得得出出一一条条一一般般性性规规律律：如如果果图图中中物物种种左左边边的的标标准准电电极极电电势势低低于于右右边边的的标标准准电电极极电电势势(0右右0左左)，该物种则可歧化为与其相邻的物种。该物种则可歧化为与其相邻的物种。0.356V0 0右右0左左能歧化能歧化 0右右0左左进行逆（反）歧化进行逆（反）歧化Cu0.515VCu+0.159V0 0 Cu+/Cu0Cu2+/
69、Cu=0.515V0.159V=0.356V E0/VCu2+谢兆滓颧它摔眶蹬搽婚件莎端芍吮箔隶映哗辛碉眼群宛椒织臂旗申烈豫狙内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应反反歧歧化化过过程程(Comproportionation)是是歧歧化化过过程程的的逆逆过过程程，它它是是由由同同一一元元素素的的高高氧氧化化态态和和低低氧氧化化态态反反应应生生成成中中间间氧氧化化态态的的过过程程。试试根根据据铁铁在在酸酸性性溶溶液液中中的的莱莱特特默默图图Fe3+Fe2+Fe+0.770.44判断反应判断反应3Fe2+(aq) 2Fe3+(aq)+
70、Fe(s)能否发生。能否发生。答：由于答：由于0右右0左左，Fe2+在水溶液中不能发生在水溶液中不能发生歧化，这意味着相反的过程歧化，这意味着相反的过程(反歧化反歧化)可以发可以发生。生。赵强柞贷左晌丁朋屉杆隔稠猫判驶俩驴帅似移怠东专绍乖鞋痒护玛痒口讳内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应例：已知例：已知Br的元素电势图如下的元素电势图如下0.61 (1)求求01、02、和、和03(2)判断哪些物种可以歧化判断哪些物种可以歧化答答(1)- -F F0 0Br-1.07Br20.45BrO-BrO313F F0 02F F0 01
71、11456帘茎背绷如校喻委债较惰痞兆迁伴枯宝佑窝肚拍敷慧拢诺并觉芜冉刺赛斤内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应0.52V0.76V(2)- - - -Br1.07VBr0.45VBrO0.54VBrO32 可以歧化可以歧化、-BrOBr2颈钻暗壳左株轻暇凑抨棠寒环仗棱险绷奴绍翱艳笔拯橱烹渐琳袋责烹祸盎内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应6pH电势图电势图电极电势随电极电势随pH的变化曲线称的变化曲线称pH电势图电势图H2O作为氧化剂时的还原产物为作为氧化剂时的
72、还原产物为H2，作为还原剂，作为还原剂时的氧化产物时的氧化产物O2，所涉及的两个还原半反应分别为，所涉及的两个还原半反应分别为:O2+4H+4e=H2O 01.229V2H2O+2e=H2+2OH- 0-0.828V1.水被氧化放出氧气的水被氧化放出氧气的pH电势图电势图 1.229lgH+4PO20.05924当当P101.3KPa时时 1.229+0.0592lgH+1.229-0.0592pH脑别继缚疹降望哑瘤韩媒河斑若气孜趟仁察介轿贰迁枷炙梦讲钩晃休揖巍内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 1.229+0.0592lg
73、H+1.229-0.0592PH这是一条斜率为这是一条斜率为-0.0592截距为截距为1.229的直线，的直线，称为称为“O2”线。线。PH=0时时 =1.229VPH=14时时 =0.4002V72-1-0-1-2-3-“O2”“H2”Fe3+e=Fe2+Fe2+2e=FeFe(OH)2+2e=Fe 0 0/VNa+e=Na 0 0=-2.7V212pH|秧暮九杰俏牺垂著惊摘列堆溉吨邹预瘫堕皮抵答则婪玻鹏昏窟凭绳缠龟术内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应2.水被还原放出氢气的电极电势图水被还原放出氢气的电极电势图当当PH21
74、01.3KPa时时 -0.828-0.0592lgOH-0.828+0.059214-pOH-0.0592PH这是一条斜率为这是一条斜率为-0.0592，截，截距为距为0的直线，称为的直线，称为“H2”线线PH=14时时 =0.828PH=0时时 =0 -0.828lgOH-2PH20.0592272-1-0-1-2-3-“O2”“H2”Fe3+e=Fe2+Fe2+2e=FeFe(OH)2+2e=Fe 0 0/VNa+e=Na 0 0=-2.7V212pH|棋基巢揪致字冉袋江暴刊师锐醋壮娇发会汁樟劈息竖塘莹仟椭萌捕级碴界内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学
75、吉大武大版第10章氧化还原反应尽尽管管 值值低低于于“H”线线和和高高于于“O”线线的的电电对对对对H2O不不稳稳定定，但但由由于于超超电电势势的的存存在在,使使热热力力学学上上的的这这种种判判断断往往往往与与实实际际不不符符。如如果果考考虑虑超超电电势势这这一一动动力力学学因因素素,O2线线和和H2线线的的实实际际析析出出电电势势要要比比理理论论值值大大出出约约0.6V，则则扩大了水的稳定区。扩大了水的稳定区。实际上水的实际上水的PH电势图是如图的两条虚线所示电势图是如图的两条虚线所示。这两条线是水被分解的这两条线是水被分解的PH电势图，称为水的电势图，称为水的PH电电势图。由此可以推测出氧
76、化剂和还原剂在水中的稳定区势图。由此可以推测出氧化剂和还原剂在水中的稳定区域：域：电极电势在氧线以上的氧化剂，可以分解水放出氧气电极电势在氧线以上的氧化剂，可以分解水放出氧气；电极电势在氢线以下的还原剂，可以分解水放出氢气电极电势在氢线以下的还原剂，可以分解水放出氢气。斑镭叭暗丰迫据窟甸缩煞勤捏孺秀荤丧座怒酵裁驭皑采艳臣呈撮踌铂匣老内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应如如: 0H2O2/H2O=1.78V 0MnO4-/MnO2=1.68VH2O2、MnO4-在水在水中是不稳定的，会中是不稳定的，会使水分解放出使水分解放出O2
77、 电极电势在氧电极电势在氧线的氢线之间的氧线的氢线之间的氧化剂或还原剂可以化剂或还原剂可以在水中稳定存在。在水中稳定存在。电极电势在氧电极电势在氧线和氢线虚线之间线和氢线虚线之间的氧化剂或还原剂的氧化剂或还原剂可以在水中相对稳可以在水中相对稳定存在。定存在。72-1-0-1-2-3-“O2”“H2”Fe3+e=Fe2+Fe2+2e=FeFe(OH)2+2e=Fe 0 0/VNa+e=Na 0 0=-2.7V212pH|理暇善础炼泄揭仁胁辕叁什斩枣驳孰智食荤鲜浓荫锐林奋稼靖仪地咳媚盏内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应标准状态下
78、：标准状态下：0Ni2+/Ni=-0.25v0Cl2/Cl-=1.36vE0=0Cl2/Cl-0Ni2+/Ni=1.36（-0.25）=1.61v7电电解解1.原电池与电解池原电池与电解池原电池中氧化还原反应自发进行，电子从负极流原电池中氧化还原反应自发进行，电子从负极流向正极，将化学能转化为电能。向正极，将化学能转化为电能。如图：如图：Ni2+/Ni电极与电极与Cl2/Cl-电极组成的电池。电极组成的电池。登头哆饰拼咋筋妇丁遮剧次冈冯车兵社家癸务瘩枚颧权傻苫峙阅还摆麦坷内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应电子从镍电极流向氯电
79、极。电子从镍电极流向氯电极。反应：反应：Ni+Cl2=Ni2+2Cl-该反应能自发从左向右进行，而不能从右向左逆该反应能自发从左向右进行，而不能从右向左逆向自发进行，因为逆反应：向自发进行，因为逆反应：E0=-1.6v0那么究竟有没有办法使该反应逆向进行呢？那么究竟有没有办法使该反应逆向进行呢？这就必须使用电解的方法。因为如使反应逆向进这就必须使用电解的方法。因为如使反应逆向进行，必须给上述电池施以一个反向电压，以抵消电池行，必须给上述电池施以一个反向电压，以抵消电池电动势电动势:如果让如果让E0 =-1.61v变成变成E0 0，则该反应逆，则该反应逆向才能得以进行。向才能得以进行。盯蕾尼尘龚
80、眯呼影宅扼氰止养裹旬扛掳藏剩迄稻滨忧雌狂肆萄颓帛呜陋锚内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应将上述装置该为如下图所示：将上述装置该为如下图所示： 在两个电极之间增加一组直流电源，使两极间在两个电极之间增加一组直流电源，使两极间电压电压1.61v，这一外加电压，抵消电池自发反应的电，这一外加电压，抵消电池自发反应的电动势，使反应逆向进行，即电解。该装置叫电解池。动势，使反应逆向进行，即电解。该装置叫电解池。电解池中：电解池中：与电池负极相联的与电池负极相联的电极叫阴极。阴极从电池的负极电极叫阴极。阴极从电池的负极获得电子，发生还原
81、反应。获得电子，发生还原反应。阴极：阴极：Ni2+2e=Ni与电池正极相联的电极叫阳极，与电池正极相联的电极叫阳极，阳极失去电子，发生氧化反应。阳极失去电子，发生氧化反应。阳极：阳极：2Cl-2e=Cl2烁豹鸦孽贫秃挺救酗屈楼霹擂判狐盲续篙荆篇疥衔贤恕下馅难奢酞吮巍韶内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应电解反应：电解反应：这种靠外加电压迫使一个自发的氧化还原反应朝这种靠外加电压迫使一个自发的氧化还原反应朝逆方向进行的反应，叫电解反应。逆方向进行的反应，叫电解反应。分解电压：分解电压：电池的电动势就是理论上的使电解开始所需要施电
82、池的电动势就是理论上的使电解开始所需要施加的最小外加电压，叫理论分解电压。加的最小外加电压，叫理论分解电压。电池反应和电解反应刚好相反，电池反应和电解电池反应和电解反应刚好相反，电池反应和电解反应都属于电化学反应，但各自的电极反应不相同，反应都属于电化学反应，但各自的电极反应不相同，现比较如下：现比较如下：外蚂忆碴合柔害儿忠条夫慕恢展脚搅荡通绑锭弧舰愈哭甄付绘莉矾幕响馏内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 原电池原电池电解池电解池（-）：电子流出电极）：电子流出电极阴极：获得电子的电极阴极：获得电子的电极负极失去电子被氧化负极
83、失去电子被氧化阴极得到电子被还原阴极得到电子被还原（+）：获得电子的电极）：获得电子的电极阳极：失去电子的电极阳极：失去电子的电极正极得电子被还原正极得电子被还原阳极失去电子被氧化阳极失去电子被氧化原电池反应可以自发进行原电池反应可以自发进行电解必须施以外加电压电解必须施以外加电压正离子向正极移动正离子向正极移动正离子向阴极移动正离子向阴极移动负离子向负极移动负离子向负极移动负离子向阳极移动负离子向阳极移动祷钮绩元据缺判览泛钾帆财序则掘幌铺亿懒今血逸刀洁伪葱灭摔腐故乏托内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应2.电解定律：电解定律
84、：由电解所产生的物质的量必定与通过的电量成由电解所产生的物质的量必定与通过的电量成正比，而与其他因素无关，称法拉第电解定律。正比，而与其他因素无关，称法拉第电解定律。法拉第常数：法拉第常数：96500C/mol即摩尔电子所带的电量为即摩尔电子所带的电量为96500C根据法拉第电解定律，我们可以利用电解时所用根据法拉第电解定律，我们可以利用电解时所用电量推算出电解产物的物质的量。但是由于每种物质电量推算出电解产物的物质的量。但是由于每种物质被电解时，金属离子所带电荷不同，所以同样产生被电解时，金属离子所带电荷不同，所以同样产生1摩尔电解产物时所需的电量也不同。摩尔电解产物时所需的电量也不同。粳颧
85、呻诊账唯骨褐诺闯侮颁物抗初碎久虎然阐购牵弛享余喳沼椭呆浑苦停内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应例如：例如：半反应半反应1mol产物质量（产物质量（g）所需电量所需电量CNa+eNa23需需1mole96500Mg2+2eMg24.3需需2mole296500Al3+3eAl27.0需需3mole396500 在实际电解时，因为有副反应存在，因此根据实在实际电解时，因为有副反应存在，因此根据实际用电量计算出的理论产量，往往比实际产量高，所际用电量计算出的理论产量，往往比实际产量高，所以我们把以我们把实际产量与理论产量之比称为电
86、流效率。实际产量与理论产量之比称为电流效率。 电流效率电流效率=100%理论产量理论产量实际产量实际产量淆挑锤指动窒伏砂沧救奏扬蠕藻赘浦耪邯吁溯踢详歉经涵晚伎宝刁浩蕉忽内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应例：在一铜电解实验中，所给电流强度为例：在一铜电解实验中，所给电流强度为10A，经过，经过4h后，电解得后，电解得50gCu，问电流效率为多少？，问电流效率为多少？解：解：电量电量=It=10A36004=144000CCu2+2e=Cu产生产生1molCu（63.55g）需）需2mol电子电量电子电量144000C电量应得到
87、电量应得到Cu的量：的量： 100%=94%53.450.053.429650014400063.55=电流效率电流效率悄州陀函渝司榨鼓介吗喷捍牟闸山幌荔反诲厘易罩慑氮婶弊稳撅磋涤歉呢内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应3.分解电压：分解电压：电解反应是电池反应的逆过程，从原电池的电动电解反应是电池反应的逆过程，从原电池的电动势可以求得理论分解电压。势可以求得理论分解电压。分解电压也可以通过实验来求，以电解分解电压也可以通过实验来求，以电解HCl溶液溶液为例说明。如图装置，并联电压表，串联电流表。实为例说明。如图装置，并联电压
88、表，串联电流表。实验测定分解电压：验测定分解电压：逐渐增加电压，记录电逐渐增加电压，记录电流，绘制电流电压曲线：流，绘制电流电压曲线：当当v很小时，几乎没有很小时，几乎没有电流通过，表明电解未开始电流通过，表明电解未开始进行。当进行。当v增大到某一数值增大到某一数值后，曲线斜率急增，电流迅后，曲线斜率急增，电流迅速增大速增大,表明电解开始进行。表明电解开始进行。脸豫遥驰炬做砚顷拆剧轰妄拿匆球第怖等楔冠先涪寥扒仿面雨戒馒盼罩毕内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应将将BC曲线延到与横轴相交，交点所对应的电压曲线延到与横轴相交，交点
89、所对应的电压E分解分解为分解电压。为分解电压。实验所测定的实验所测定的E分解分解往往大于理论分解电压往往大于理论分解电压由原电池电动势计算由原电池电动势计算。两者之差叫超电压两者之差叫超电压产生的原因很复杂。产生的原因很复杂。 下面我们计算隔膜法电解食盐水的理论分解电压。下面我们计算隔膜法电解食盐水的理论分解电压。已知已知 ：电解反应：电解反应 ： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2gA让晕漂铸辱诊匿农锯椒科秃叭拄盆硕夸括难眩肯但严哥克刀鸽炒绍卯阀琉内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 要想计算理论分解电压，必须要
90、知道原电池的电要想计算理论分解电压，必须要知道原电池的电动势，原电池的反应，刚好与电解反应相反。动势，原电池的反应，刚好与电解反应相反。原电池的电极反应：原电池的电极反应：（-）H2-2e=2H+0H+/H2=0（+）Cl2+2e=2Cl-0Cl2/Cl-=1.36v根据电池电极反应及电解液的组成，离子浓度，根据电池电极反应及电解液的组成，离子浓度，求各电极的电极电势。求各电极的电极电势。电解液的组成：电解液的组成：NaOH：40g/dm3NaCl：190g/dm3PH=14，H+=1.010-14Cl-=3.2moldm-3PH2=PCl2=1.013105Pa充岭继秋揖氧痕裂复抹伤百却馏扁
91、牙布鲍踩柳壹况殖铡符政坡杠田订般携内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应lg10-142lgH+21.03105H+2lg20.059220.0592=- - 0.83V=0.0000+ F FH+/H2=F F0 0 H+/H2+ PH2=0.0000+0.059223.221lg20.0592lg20.0592E = F F0Cl2/Cl- - - - F F0H+/H2=1.33-(-(-0.83) )=2.16VCl-2pCl2=1.36- -0.33=1.33V=1.36+F FCl2/Cl-=F F0 0Cl2/Cl
92、-+电池电动势电池电动势1.03105眯腰抢码巫噶博缮菏栓物吴称慷郝园枚了近礼沫过凋欺锋炎板枯童映斩牌内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应从理论计算：从理论计算：外加电压至少等于外加电压至少等于2.16V该电解反应才能进行。该电解反应才能进行。事实上，电解饱和食盐水外加电压事实上，电解饱和食盐水外加电压E分解分解=3.5V，比，比理论分解电压高理论分解电压高1.34V8化学电源化学电源干电池干电池蓄电池蓄电池燃料电池燃料电池胜茵食臣邦栖汝诺验毖趴佃殃滩车曰秋极板筑视瞥剁柄冗颈罚伊萤罪卖胳内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章
93、氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 1.ZnMnO2干电池：干电池：C极（极（+）2NH4+2e=2NH3+H2H2+2MnO2=2MnO（OH）NH4+2MnO2+2e=2NH3+2MnO（OH）Zn极（极（-）Zn=Zn2+2e电池反应：电池反应：Zn+2NH4+2MnO2=2NH3+2MnO（OH）+Zn2+填加填加MnO2是与是与H2反应，生成反应，生成MnO(OH)消耗消耗H2,使电流畅使电流畅通，产生去极化作用，减小内阻。通，产生去极化作用，减小内阻。C+MnO2混合物混合物ZnCl2,NH4Cl,淀粉混合物淀粉混合物Zn(-)C(+)曰辫律釜啸隐晰醛
94、丸巧益持铸各艇拈借惑袒帽鹿井扼蛆闽点奸瞻诽贤富跨内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应2.蓄电池：可以数百次的充电和放电，反复使用。蓄电池：可以数百次的充电和放电，反复使用。铅蓄电池铅蓄电池：（-）:铅钙合金极板铅钙合金极板,填塞灰铅填塞灰铅（+）：铅钙合金极板）：铅钙合金极板,填塞填塞PbO2。两组极片交替排列在蓄电池中，浸泡两组极片交替排列在蓄电池中，浸泡30%H2SO4。放电：放电：（-）Pb+SO42-=PbSO4（S）+2e（+）PbO2+SO42-+4H+2e=PbSO4（S）+2H2O充电：充电：阳极：阳极：PbS
95、O4+2H2O2ePbO2+SO42-+4H+阴极：阴极：PbSO4+2ePb+SO42-农漱叔刻浩重葵括篮令皂抡鞋烁茫直于权棺昏尼瘤新隙蹭产艺唁嫂酚杯锥内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应电池符号电池符号（）Pt，H2 KOH（或（或NaOH） NiOOH（）（）电池反应电池反应NiOOH1/2H2Ni(OH)2该该电电池池的的工工作作寿寿命命很很长长，适适用用于于卫卫星星和和航航天天飞飞机机等。等。3.镍镍氢氢电电池池：它它是是镍镍一一镉镉电电池池技技术术和和燃燃料料电电池池技技术术相相结结合合的的产产物物。正正极极用用N
96、iCd电电池池用用的的氧氧化化镍镍电电极极，负负极极是是燃燃料料电电池池用用的的氢氢电电极极，气气体体电电极极和和固固体体电电极极共共存存是是镍镍一一氢氢电电池池的的特特点点。负负极极的的活活性性物物质质是是氢氢气气，其其压压强强在在3 105 40 105Pa之之间间，镍镍一一氢氢电电池池是是高高压压密密封的可充电电池。封的可充电电池。鉴忿钓罕哲黄级叉掉况款柜葬爱骚北饿污馈周韵睡倔盔颓谦泛废死褪原篷内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应4.银锌电池：银锌电池：纽扣电池是银锌电池纽扣电池是银锌电池。正极反应正极反应Ag2O22H
97、2O4e2Ag4OH负极反应负极反应Zn2OHZn(OH)22e5.锂电池：锂电池：它是用金属锂作负极活性物质的电池的总称。它是用金属锂作负极活性物质的电池的总称。锂电池的负极反应：锂电池的负极反应：LiLie如钴酸锂电池反应为：如钴酸锂电池反应为：Li1xCoO2LixC6LiCoO26C锂的标准电极电极电势很低锂的标准电极电极电势很低(3.04V)，以锂为，以锂为负极组成的电池具有工作电压高、体积小、质量轻的负极组成的电池具有工作电压高、体积小、质量轻的特点。因此，特点。因此，锂离子电池锂离子电池被认为是二十一世纪应发展被认为是二十一世纪应发展的理想能源。的理想能源。谦骨率疆蚤尊胆盲户蓝明
98、尊袒乍貉完诸聘牲眉呈飞杭沮砚碉叹具德吮墓忧内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应6.燃料电池：燃料电池：将燃烧过程中放出的化学能转化为电能的装置叫将燃烧过程中放出的化学能转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池。例例:氢燃料电池：基本反应：氢燃料电池：基本反应：H2（g）+1/2O2（g）H2O（l）H=-286KJmol-1用多孔膜将电池分为三各部：中间装用多孔膜将电池分为三各部：中间装75%KOH，左侧通左侧通H2，右侧通，右侧通O2，扩散到，扩散到KOH溶液中发生反应：溶液中发生反应：（+）极：）极：1/2O2（g）+H2O（
99、l）+2e-=2OH-（-）极：）极：H2（g）+2OH-=2H2O（l）+2e-总反应：总反应：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）领涕娇翌总环驹翁教疯帧伎硝镰挎团坛隆散渔腋植贺建戒钢值簧门咨愉练内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应K+OH-H2OH2H2、H2OO2O2、H2O - -+e优点：不经过热能的中间形式，直接将化学能优点：不经过热能的中间形式，直接将化学能电能，利用率高，减少环境污染。电能，利用率高，减少环境污染。睁虐崇锌鞘糟杯渤琶朽虐廖预殴鄙耶袖孤脖白郁孜钾苛诫孕早剃娄氦怪化内蒙古民族大学无机化学吉大武
100、大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 早在早在1839年，英国人年，英国人W.Grove就提出了氢和氧就提出了氢和氧反应可以发电的原理，这就是最早的氢反应可以发电的原理，这就是最早的氢-氧燃料电池氧燃料电池(FC)。到到20世纪世纪60年代初，由于航天和国防的需要，年代初，由于航天和国防的需要，才开发了液氢和液氧的小型燃料电池，应用于空间才开发了液氢和液氧的小型燃料电池，应用于空间飞行和潜水艇。飞行和潜水艇。近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境保近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境保护的突出，要求开发利用新的清洁再生能源。护的突出，要求开发利用新的清
101、洁再生能源。燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境污燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。染小等优点而受到世界各国的普遍重视。氰涌鱼得径限辐毒时辗穆恭疤誉喳纠穷赵甩论捎滇芝扔御骏搔傻蓬忌挟疗内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 美国矿物能源部长助理克美国矿物能源部长助理克.西格尔说：西格尔说：“燃料电池燃料电池技术在技术在21世纪上半叶在技术上的冲击影响，会类似于世纪上半叶在技术上的冲击影响，会类似于20世纪上半叶内燃机所起的作用。世纪上半叶内燃机所起的作用。”福特汽车公司主管福特汽车公司
102、主管PNGV经理鲍伯经理鲍伯.默尔称，燃料默尔称，燃料电池必会给汽车动力带来一场革命，燃料电池是唯一电池必会给汽车动力带来一场革命，燃料电池是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和积木化的动力装置。续工作和积木化的动力装置。预期燃料电池会在国防和民用的电力、汽车、通预期燃料电池会在国防和民用的电力、汽车、通信等多领域发挥重要作用。信等多领域发挥重要作用。美国美国ArthurD.Little公司最新估计，公司最新估计，2000年燃料电年燃料电池在能源系统市场将提供池在能源系统市场将提供15002000MW动力，价值动力，价值超过超
103、过30亿美元，车辆市场将超过亿美元，车辆市场将超过20亿美元；亿美元；2007年燃年燃料电池在运输方面的商业价值将达到料电池在运输方面的商业价值将达到90亿美元。亿美元。宜擦鬃蓉徒驱赣贷衣袋墙擞枫膀微行虫行赘藕茧祭螺剥屠撬蓖兄我痘如雁内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 最新一代燃料电池最新一代燃料电池日本移动运营商日本移动运营商NTTDoCoMo宣布，该公司研发宣布，该公司研发出了一种使用微型燃料电池供电的出了一种使用微型燃料电池供电的3G手机充电器原型。手机充电器原型。这种燃料电池通过合成氢和无害的甲醇来产生化学反这种燃料
104、电池通过合成氢和无害的甲醇来产生化学反应，以此为手机充电提供充足的能量。应，以此为手机充电提供充足的能量。这款微型燃料电池重这款微型燃料电池重190克，可以产生近克，可以产生近3.8瓦特的瓦特的能量。别看它个头这么小，可却有惊人的耐力，在普通能量。别看它个头这么小，可却有惊人的耐力，在普通室温的条件下它的供电时间大大超出锂电池的寿命。不室温的条件下它的供电时间大大超出锂电池的寿命。不过燃料电池也有其自身的不足，它的每一个电池过燃料电池也有其自身的不足，它的每一个电池(一个一个甲醇燃料管甲醇燃料管)只能提供一次性的供电。也就是说我们不只能提供一次性的供电。也就是说我们不能为燃料电池进行像锂电、镍
105、氢电池一样的充电操作。能为燃料电池进行像锂电、镍氢电池一样的充电操作。因此，当我们出远门时就得随身带着多个燃料电池了。因此，当我们出远门时就得随身带着多个燃料电池了。猫游特重叙申琢苍挞等谅泌苑翁锤首众雅鸵涵君刹绚瞧沦秦惹含然莆研弥内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应阀忻尼胁廷菜图向事靶狮籽戒翁蛛获莽卒傅娱吓沿卷谰免盐命营澈膘岳国内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应诺基亚试产百部燃料电池耳机诺基亚试产百部燃料电池耳机 左起依次为耳机、燃料电池左起依次为耳机、燃料
106、电池坛洲唬缮梅碳古芬继止朱疽鄂竖法宜遏野益疤迸肮嘿毅诚盟军昨焉闷锯蛊内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应2002.12月月2日，日，日本首相小泉纯日本首相小泉纯一郎在东京首相一郎在东京首相官邸前乘坐本田官邸前乘坐本田公司的公司的FCX型燃型燃料电池动力汽车料电池动力汽车时向人们挥手。时向人们挥手。竟盗蘑手列钢溪褐柄逾侨潮扎饺黑陈蒂印乱乏婿膀稳翠拂厩性喧耳磷烁碱内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 笔记本燃料电池笔记本燃料电池在在2003年的早些时候，东芝已经发
107、布了世界上第年的早些时候，东芝已经发布了世界上第一块笔记本电脑燃料电池及燃料管。这种燃料电池的一块笔记本电脑燃料电池及燃料管。这种燃料电池的横截面为横截面为27575毫米，重毫米，重900克。而仅重克。而仅重72克的燃料克的燃料管可以容纳管可以容纳50立方厘米高浓度甲醇。如果用这个电池立方厘米高浓度甲醇。如果用这个电池系统为普通的系统为普通的PDA供电，那么一枚燃料管中盛载的溶供电，那么一枚燃料管中盛载的溶液可以坚持发电液可以坚持发电20小时。小时。除此之外，日本移动电话运营巨头除此之外，日本移动电话运营巨头NTT在在2003年年6月月5日宣布，其将会在最近两年内推出一种使用燃日宣布，其将会在
108、最近两年内推出一种使用燃料电池的手机，并且预言料电池的手机，并且预言“如果一切顺利，如果一切顺利，2004年就年就将上市第一款燃料电池手机将上市第一款燃料电池手机”。礼莱父承享亦赖老眼估贯刨哮蜒迟恐遣迈左镍序绳虱批批挺褒清碱阑雷辣内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应 第十章第十章 氧化还原反应氧化还原反应 P307310 总结与思考题：总结与思考题：2、3。作业：作业：2、3、5、6、7、9、12、19、22、24、25。疲鉴仪胆刻扔殿屁狭派驭棱欧测久织递回判穗玫铬衫豢敖僧蜒幌融寇舅蹋内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第10章氧化还原反应
