第六章氧化还原反应245265Word文档下载推荐.docx
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从而引出“氧化数”。
一、氧化数：
1.定义：
假设把化合物中成键的电子归电负性更大的原子，从而求得原子所带得形式电荷数。
此电荷数即是该原子在该化合物中的氧化数。
（有正、负之分）
2.确定元素氧化数的规则：
（1）单质的氧化数等于零。
（2）单原子离子的氧化数等于它所带的电荷数；
多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。
（3）通常氢的氧化数为1，只有活泼金属的氢化物中为-1，氧的氧化数为-2，在过氧化物（H2O2Na2O2）中为-1;
NaO2（-1/2）;
KO3（-1/3）OF2（+2）
（4）中性分子中，各元素氧化数的代数和为零。
[例题1]计算Fe3O4中Fe的氧化数
Fe=+8/3
[例题2]计算S4O62-中的氧化数
S=+5/2
2、氧化数与化合价的区别与联系
区别：
氧化数是人为规定的概念，不考虑分子结构，是一个形式电荷数，它可以是正、负正数和分数，而化合价（某元素一定数目的原子与另一数目的原子相化合的性质）：
分子中原子键相互结合的能力，反映了分子的结构；
与分子结构有关系，不会是分数。
（化合价分为离子价和共价。
离子价指得失电子的数目，得电子为负，失电子为正；
共价指共享电子对数，无正负之分）
联系：
氧化数是一个在化合价基础上发展起来的一个新概
二、氧化还原反应：
1、氧化还原反应反应前后氧化数发生变化的一类反应叫氧化还原反应。
氧化：
反应中氧化数升高的过程
还原：
反应中氧化数降低的过程
氧化剂：
含有元素氧化数降低的物质
还原剂：
含有元素氧化数升高的物质
0-1-10
例如：
Cl2+2KI=2KCl+I2
自身氧化还原反应：
在氧化还原反应中，若氧化剂和还原剂是同一物质，这种反应称为自身氧化还原反应。
如：
2KClO3=2KCl+3O2
歧化反应：
在自身氧化还原反应中，氧化数升高和降低是同一物质的同一物质的同一元素。
汽化反应是自身氧化还原反应的一个特例。
Cl2+H2O=HCl+HclO是一个歧化反应
三、氧化还原反应方程式的配平
1氧化数法：
氧化剂中氧化数降低的总合=还原剂中氧化数升高的总合
i.根据事实写出反应物和生成物。
ii.标出氧化数、确定变化值。
iii.求出最小公倍数使升高降低总数相等。
iv.配平整个方程式。
3S+4HNO3→3SO2+4NO+2H2O
2离子电子法：
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数
（1）以离子形式写出反应物和生成物.
MnO4-+SO32-+H+→Mn2++SO42-
（2）将反应分为两个半反应:
MnO4-→Mn2+
SO32-→SO42-
（3）
配平两个半反应:
MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O×
2
SO32-+H2O=SO42-+2H++2e×
5
（4）将两个半反应分别乘以适当系数使得失电子总数相等，而后相加。
2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O
配平半反应时，反应前后原子种类不同时，根据介质条件加H+,OH-或H2O调整。
反应物中氧原子多：
酸性介质，反应物中加H+，生成物中加H2O。
中性或弱碱性，反应物中加H2O，生成物中加OH-。
反应物中氧原子少：
酸性或中性介质，反应物中加H2O，生成物中加H+。
碱性截止反应物中加OH-，生成物中加H2O。
第二节原电池
一、原电池：
氧化还原的过程是电子从还原剂转移到氧化剂的过程。
1、原电池的组成：
以CuZn为例说明Zn+Cu2+=Zn2++Cu
把氧化和还原过程分开，中间用导线连接电子的转移过程就形成了电流。
（1）原电池的概念：
这种利用氧化还原反应产生电流，把化学能转变成电能的装置叫原电池
（2）原电池的组成：
有两个半电池（电极）和盐桥组成。
铜锌原电池中，根据检流计指针偏转的方向判断电子的流向。
Zn负极Zn→Zn2++2e氧化反应
Cu正极Cu2++2e→Cu还原反应
总电池反应：
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
原电池是由两个半电池组成的，每个半电池就是一个电极（电极反应，半电池反应简称半反应）；
每一个电极都是由同一元素的两种不同氧化态的物质组成，
（3）.基本概念：
半电池：
Zn－ZnSO4，Cu－CuSO4
氧化态：
氧化数低的物质称氧化态，
还原态：
氧化数高的物质称还原态
氧化还原电对：
同一元素的氧化态和还原态所构成的整体叫氧化还原电对。
表示为：
氧化态/还原态。
如Zn2+/Zn\、Cu+2/Cu、Fe2+/Fe、Cl-/Cl
氧化态+ne=还原态
2、原电池的表示方法
（1）画图：
复杂
（2）符号表示：
Cu－Zn电池中，有两个电极，即Zn/Zn2+与Cu/Cu2+。
这两个不同的电极组合起来，即构成原电池，其中每一电极叫半电池。
原电池的结构可以用简易的电池符号表示：
（－）Zn|ZnSO4（c1）||CuSO4（c2）|Cu（+）
[说明]1.负极在左侧，正极在右侧；
2.两个电极在两侧，盐溶液在中间；
3.若是溶液应表明溶液的浓度，若是气体应标明其分压；
4.“︱”表示相接口、“||”表示盐桥
[练习]写出下列反应的电池符号：
1.Cu（s）+Cl2（1atm）
Cu2+（1mol·
L-1）+2Cl-（1mol·
L-1）
2.H2+Cu2+
2H++Cu
3 对电池反应：
aSn2++2Fe3+=2Fe2++Sn4+
电池符号:
（-）PtSn2+（c1）,Sn4+（c2）Fe3+（c3）,Fe2+（c4）Pt（+）
bZn+2H+=H2+Zn2+
电池符号:
（-）ZnZn2+（c1）H+（c2），H2（p）Pt（+）
正确书写电池符号的步骤：
a、分析电子的得失情况以确定氧化剂、还原剂；
b、写出半电池反应（电极反应）确定正、负极（正极得电子）；
c、金属既参加反应，又是导体，故直接作电极；
气体参加反应，但不是导体，需选用导体做电极（惰性电极），如Pt。
3、组成电极的材料
（1）金属电极：
如Zn+２/Zn、Cu+2/Cu、Fe+2/Fe金属既参加电极反应，本身又为导体。
（2）非金属电极：
如H+/H2、Cl2/Cl-、O2/OH-
（3）不同价态的金属离子构成的电极：
如Fe+3/Fe+2、Cu+2/Cu+1
注意：
在
（2）、（3）中需另加惰性材料（Pt）做电极。
且在电极中应表示出来。
（2）中的电极表示为：
Pt，H+（c）H2（P）、Pt,Cl2（c）Cl-（P）
（3）中的电极表示为：
PtFe+3（c1），Fe+2（c2）、
PtCu+2（c1），Cu+1（c2）
从理论上讲任何能自发进行的氧化还原反应都可构成原电池，但有些只有理论意义而无实际应用。
4．原电池中盐桥的作用
⏹盐桥的作用是：
为了维持两个半电池的电中性，以保证原电池的正常工作。
第三节电极电势
[引出]为什么电子是从Zn原子转移给铜离子，而不是相反方向呢？
这与金属在溶液中的情况有关。
一、电极电势（以金属为例说明）
把金属M插入含有该金属离子的盐溶液中
有以下两个相反的过程发生：
溶解
MMn++ne
沉积
M在Mn+溶液中，在极性水分子的作用下，Mn+与
水结合进入溶液，金属棒上留下过剩的电子，金属越
活泼，越容易脱离表面；
溶液中离子获得电子沈积与金
属棒表面，金属越不活泼，越容易沉积。
即：
M==Mn++ne若失电子倾向大，最终Mn+进入溶液，棒上带负电（如图）；
若得电子倾向大，最终金属沉积表面，棒带正电。
总之，金属与盐溶液间存在双电层，产生电势差，称为金属得电极电势。
1.定义：
电极电势用符号E表示。
某一电对的电极电势可表示为E氧化态/还原态
Cu2+/Cu电极的电极电势
可写为：
ECu2+/Cu
Zn2+/Zn电极的电极电势可写为：
EZn2+/Zn
2.影响因素：
（1）金属本身得活泼性；
（2）溶液的浓度；
C
（3）温度。
T
（4）介质（PH）
3．意义：
衡量金属在水中的失电子能力的大小。
不同电极的电极电势值不同，金属越活泼，越易失去电子，E也越小，反之其金属离子越不易失去电子；
电对的E值越小，该电对中还原态的还原性越强，其氧化态的氧化性越弱。
[讲解]两个不同电极电势的氧化还原电对组成原电池（如Zn2+/Zn与Cu2+/Cu），电子由Zn电极流向铜电极，说明Zn片上留下的电子比铜片上多，Zn2+/Zn电极的上述平衡比Cu2+/Cu电对的电极电势要负一些。
如果能得电对得电极电势，不需实际操作，便可判断电池得正负极。
二、标准氢电极和标准电极电势
电极电势的绝对值无法测量，只能寻找标准，求得相对值。
1、标准氢电极
（1）构成：
把镀有铂黑的铂片置于H+为1mol.L-的硫酸溶液中，在298.15K时不断通入压力为101.325KPa的纯氢气，使铂黑上吸附的氢气达到饱和，就组成了标准氢电极。
（2）.电极反应：
2H++2e
H2
（3）.电极符号：
Pt，H2（101325Pa）∣H+（1mol·
（4）电极电势；
EΘH+/H2=0.00
（5）.将标准氢电极作为标准，其它电极与其组成电池，便可测得响应电极得电极电势。
2．标准电极电势：
（1）标准电极电势的概念：
标准状态下的电极电势称为标准电极电势，用Eo表示.所谓标准态是指组成电极的物质，气体的分压为101.325KPa，离子的浓度为1mol.L-，温度为298.15K。
（2）标准电极电势的测定：
用标准氢电极与标准状态下的其它电极组成原电池，测量该原电池的电动势，即可求得各电对的相对电极电势，称为该电极的标准电极电势。
原电池的标准电动势为Eo=Eo（+）-Eo（-）
例如：
标准锌电极电势的测定：
将纯净的锌片插入CZn2+=1mol.L-的ZnSO4溶液中，然后与标准氢电极组成原电池，用直流电压表确定锌电极为负极，氢电极为正极。
其原电池的标准电动势为0.736V。
0.763V=EoH+/H2-EoZn2+/Zn
0.763V=0V-EoZn2+/Zn
EoZn2+/Zn=0.763V
同理可得EoCu2+/Cu=0.3
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