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.ppt
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1、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=FeO FeO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
2、有还原作用。2Fe+3Cl2=2FeCl3 氧化作用:FeFe3+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
3、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
4、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:Zn0Zn+2。发生氧化作用。H氧化数变化:H+1H0。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
5、则确定的数值,可以是正值、负值、分数或为0。(2)、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:Na2S2O3。S2O32-结构来自于SO42-。平均氧化数:+2。,Fe3O4 中,Fe为+8/3 Fe()Fe()Fe()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+
6、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+/Cu 3、半反应的配平:半反应配平的标志:原
7、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
8、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+2NH3,d、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+
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