氧化还原反应与电极电势实验原理

实验五 氧化还原反应与电极电势 一、实验目的

1、掌握电极电势对氧化还原反应的影响。 2、定性观察浓度、酸度对电极电势的影响。

3、定性观察浓度、酸度、温度、催化剂对氧化还原反应的方向、产物、速度的影响。 4、通过实验了解原电池的装置。 二、实验原理

氧化剂和还原剂的氧化、还原能力强弱，可根据她们的电极电势的相对大小来衡量。电极电势的值越大，则氧化态的氧化能力越强，其氧化态物质是较强氧化剂。电极电势的值越小，则还原态的还原能力越强，其还原态物质是较强还原剂。只有较强的氧化剂才能和较强还原剂反应。即φ氧化剂-φ还原剂﹥0时，氧化还原反应可以正方向进行。故根据电极电势可以判断氧化还原反应的方向。

利用氧化还原反应而产生电流的装置，称原电池。原电池的电动势等于正、负两极的电极电势之差：E = φ正-φ负。根据能斯特方程：

其中[氧化型]/[还原型]表示氧化态一边各物质浓度幂次方的乘积与还原态一边各物质浓度幂次方乘积之比。所以氧化型或还原型的浓度、酸度改变时，则电极电势φ值必定发生改变，从而引起电动势E将发生改变。准确测定电动势是用对消法在电位计上进行的。本实验只是为了定性进行比较，所以采用伏特计。浓度及酸度对电极电势的影响，可能导致氧化还原反应方向

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第八章 氧化还原与电极电势

2013-8-13

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化学反应的分类 依据反应特点 沉淀反应 酸碱中和反应 热分解反应 取代反应 依据反应过程中电子转移或氧化值(数)变化 氧化还原反应 非氧化还原反应

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第一节

氧化还原反应

1.1 元素的氧化值 (或称：氧化数)

电负性：原子在分子中吸引电子能力的相对大小 氧化值：化合物中某元素一个原子的表观荷电数 (apparent charge number)。

元素氧化值计算规则 单质的氧化值为零； 在多原子分子中所有元素氧化值的代数和等于零; 在多原子

离子中所有元素氧化值的代数和等于离子所带的电荷数； 氢在化合物中的氧化值一般为+1,但在活泼金属的氢化物 中为–1 (如NaH,CaH2等); 氧在化合物中的氧化值一般为–2; 在过氧化物中为–1; 在 超氧化物中为–1/2; 在OF2中为+2; 氟在化合物中氧化值为–1; 共价化合物中共用电子对归属于电负性较大的原子。上一页 下一页 —03—

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例1:

计算下列物质中以红色标

氧化还原与电极电势

1.25℃时将铂丝插入Sn4+和Sn2+离子浓度分别为0.1mol/L和0.01mol/L的混合溶液中，电对的电极电势为（ ）。 A．??(Sn4?/Sn2?) B． ??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2 C．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916 D．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2

2.对于电池反应Cu＋Zn = Cu＋Zn下列说法正确的是（ ）。 A．当[Cu+] = [Zn]，反应达到平衡。

B．??（Cu2+/Cu）= ??（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 C．?(Cu2+/Cu）= ?（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 D． 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。

3.今有原电池(－)Pt,H2(?)H＋(c)施是（ ）。

A 增大H＋离子浓度 B 增大Cu离子浓度 C 降低H2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu离子浓度，增大H＋离子浓度

4.已知下列反应；

CuCl2＋SnCl2 = Cu ＋SnCl4 FeCl

氧化还原与电极电势

1.25℃时将铂丝插入Sn4+和Sn2+离子浓度分别为0.1mol/L和0.01mol/L的混合溶液中，电对的电极电势为（ ）。 A．??(Sn4?/Sn2?) B． ??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2 C．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916 D．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2

2.对于电池反应Cu＋Zn = Cu＋Zn下列说法正确的是（ ）。 A．当[Cu+] = [Zn]，反应达到平衡。

B．??（Cu2+/Cu）= ??（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 C．?(Cu2+/Cu）= ?（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 D． 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。

3.今有原电池(－)Pt,H2(?)H＋(c)施是（ ）。

A 增大H＋离子浓度 B 增大Cu离子浓度 C 降低H2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu离子浓度，增大H＋离子浓度

4.已知下列反应；

CuCl2＋SnCl2 = Cu ＋SnCl4 FeCl

竞赛讲义----氧化还原反应与电极电位

第一节 氧化还原反应 一、氧化值

氧化值(oxidation number)又称为氧化数，1970年IUPAC对其给出的定义是：氧化值是某元素一个原子的荷电数，这种荷电数是由假设把每个键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。有如下几条求算元素氧化值的规则： 1. 在单质中，元素的氧化值等于零。

2.在电中性的化合物中，所有元素的氧化值之和为零。 3. 单原子离子的氧化值等于它所带的电荷数；多原子离子中所有元素的氧化值之和等于该离子所带的电荷数。

4.氢在化合物中的氧化值一般为+1，但在金属氢化物中，如NaH、CaH2中，H的氧化值为-1。氧在化合物中的氧化值一般为-2，但在过氧化物中，如H2O2、Na2O2中，O的氧化值为-1；超氧化物中，如KO2中，O的氧化值为-1/2；在氟氧化物中，如OF2中，O的氧化数为+2。F在化合物中的氧化值均为-1。 二、氧化还原反应 (一)氧化还原反应

元素的氧化值发生了变化的化学反应称为氧化还原反应，例如甲烷和氧的反应 CH4(g) + 2O2(g) === CO2(g) +2H2O(g)； Zn + 2HCl == ZnCl2+H2

从以上两个反应

氧化还原与电极电势

1.25℃时将铂丝插入Sn4+和Sn2+离子浓度分别为0.1mol/L和0.01mol/L的混合溶液中，电对的电极电势为（ ）。 A．??(Sn4?/Sn2?) B． ??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2 C．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916 D．??(Sn4?/Sn2?)?0.05916/2

2.对于电池反应Cu＋Zn = Cu＋Zn下列说法正确的是（ ）。 A．当[Cu+] = [Zn]，反应达到平衡。

B．??（Cu2+/Cu）= ??（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 C．?(Cu2+/Cu）= ?（Zn2+/Zn）, 反应达到平衡。 D． 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。

3.今有原电池(－)Pt,H2(?)H＋(c)施是（ ）。

A 增大H＋离子浓度 B 增大Cu离子浓度 C 降低H2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu离子浓度，增大H＋离子浓度

4.已知下列反应；

CuCl2＋SnCl2 = Cu ＋SnCl4 FeCl

氧化还原反应与氧化还原滴定法 一、单选择题

1、不属于氧化还原滴定法的是

A、铬酸钾法 B、高锰酸钾法 C、碘量法 D、亚硝酸钠法 E、重铬酸钾法 2、氧化还原滴定法的分类依据是

A、滴定方式不同 B、配制滴定液所用氧化剂不同

C、指示剂的选择不同 D、滴定对象不同 E、酸度不同 3、高锰酸钾法中，调节溶液的酸性实用的是

A、 HClO4 B 、H2SO4 C 、HNO3 D、 HBr E 、HCl 4、间接碘量法中，加入KI的作用是

A、作为氧化剂 B、作为还原剂 C、作为沉淀剂 D、作为掩蔽剂 E、作为保护剂

5、间接碘量法中，滴定至终点的溶液放置后（5分钟内）又变为蓝色的原因是

A、KI加入量太少 B、空气中氧的原因 C、待侧物与KI反应不完全 D、溶液

标准电极电势表

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电极电势的产生 — 双电层理论 定义 公式 电极电势内容

标准电极电势表

[编辑本段]

电极电势的产生 — 双电层理论

德国化学家能斯特（H．W．Nernst）提出了双电层理论（electron double layer theory）解释电极电势的产生的原因。当金属放入溶液中时，一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下，离开金属表面进入溶液。金属性质越活泼，这种趋势就越大；另一方面溶液中的金属离子，由于受到金属表面电子的吸引，而在金属表面沉积，溶液中金属离子的浓度越大，这种趋势也越大。在一定浓度的溶液中达到平衡后，在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer)，双电层的厚度虽然很小(约为10-8厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势（electrode potential），并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。电极电势以符号E Mn+/ M表示, 单位为V(伏)。 如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+/Cu 表示。

第九章 氧化还原反应与氧化还原滴定法

【知识导航】

氧化还原反应是生活中常见的现象，氧化还原滴定法也是药典中常用方法，因此在专升本考试和执业药师考试中经常出现与本章相关的考题，在后续课程的学习中也常用到本章内容。学好本章内容有利于同学们备战专升本考试和执业药师考试。

【学习重点】

1、原电池：

借助氧化还原反应产生电流的装置。分两部分：两个半电池（电极）和连接部分（导线和盐桥）。实质是两个电极之间存在电势差导致电子定向移动。

从导线输出电子的电极称负极，发生氧化反应；从导线接受电子的电极称正极，发生还原反应；两电极反应之和即电池反应。

原电池装置用符号表示即电池符号（电池组成）。遵循规则有：负左正右，标明物质状态（液体浓度或气体分压），“∣”表

示相界面，“，”表示同相中不同组分，“‖”表示盐桥，若无金属电极需加入惰性电极导电。

2、电极电势及应用：

单个电极的电极电势无法测量。需要确定一个比较标准（IUPAC建议采用标准氢电极），其他电极与其组成原电池测电压得出电极电势。

处于标准状态下（离子浓度1mol·L-1，气体分压101.325kPa，液体或固体都是纯物质）的某电极的电极电势，称为该电极的标准电极电势，用φ?表示。

电极电势越

氧化还原反应与电化学原理(基础知识）

【考情分析】

一、考纲要求1.理解氧化还原反应的本质和特征 2.从多个角度理解氧化剂和还原剂等概念 3.会比较与判断氧化性或还原性强弱 4.知道常见的氧化剂和还原剂

5.能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目 6.能配平化学方程式

7.能运用氧化还原反应的规律进行有关计算

8．理解原电池原理。熟记金属活动性顺序。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。 9.通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

10.知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。 二、命题趋向

(1)由氧化还原反应方程式判断氧化性、还原性强弱。(2)由氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应方程式的正误。(3)由氧化还原反应方程式判断氧化还原反应方程式的正误。 【考点剖析】

普通的氧化还原反应在一处进行，不形成电流，化学能转变成热能或光能。原电池中发生的反应具有两个特点：①是自发的氧化还原反应，②该反应在两处进行，分别叫正极和负极，其结果是化学能转变成电能。电解池中发生的反应也具有两个特点：①是被迫发生的氧化还原反应，②该反应在