大学课件无机及分析化学-第九章氧化还原反应与氧化还原滴定法.ppt
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1、 第一节第一节 基本概念基本概念第二节第二节 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平第三节第三节 原电池与电极电势原电池与电极电势第四节第四节 影响电极电势的因素影响电极电势的因素第五节第五节 电极电势的应用电极电势的应用第六节第六节 氧化还原滴定法氧化还原滴定法第九章第九章 氧化还原反应及其滴定法氧化还原反应及其滴定法第九章第九章 一、一、 氧化数氧化数 氧氧化化数数是是指指某某元元素素一一个个原原子子的的形形式式电电荷荷数数。形形式式上上得得一一电子氧化数为电子氧化数为 1;形式上形式上失一失一电子氧化数为电子氧化数为+1。第一节第一节 基本概念基本概念第九章第一节第九章第一节确定氧化数
2、的规则有确定氧化数的规则有: (1)在单质)在单质(如如Cu,H2,O2等等)中,元素的氧化数为中,元素的氧化数为0; (2)在中性分子中,元素的氧化数总和为)在中性分子中,元素的氧化数总和为0; (3)在单离子中,氧化数等于离子的电荷数)在单离子中,氧化数等于离子的电荷数(如如Cu2+); (4)H氧氧化化数数为为+1,O为为 2。在在NaH类类化化合合物物中中,H为为 1;H2O2类类化化合合物物中中,O为为 1;KO2类类化化合合物物中中,O为为 1/2;OF2类化合物中,类化合物中,O为为+2 。 注意:注意:化合价与氧化数的区别与联系化合价与氧化数的区别与联系 化合价化合价反映了一种
3、元素的原子与其它元素的原子化合反映了一种元素的原子与其它元素的原子化合的数量比。的数量比。氧化数氧化数是指形式上的得失电子数。是指形式上的得失电子数。 在离子型化合物中,两者是一致的;在离子型化合物中,两者是一致的; 在共价型化合物中,两者是不同:在共价型化合物中,两者是不同: 化合价化合价=共价键数目共价键数目第一节第一节 基本概念基本概念第九章第一节第九章第一节如如 CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 化合价化合价: 4 4 4 4 4 氧化数:氧化数: 4 2 0 +2 +4 从取值上来看,化合价只能为从取值上来看,化合价只能为整数整数,而氧化数可取,而氧化数可取整数
4、整数或或分数分数。如,。如,Fe3O4中中Fe的氧化数为的氧化数为+8/3。 第一节第一节 基本概念基本概念二、氧化和还原二、氧化和还原 物质物质得到得到电子,元素氧化数电子,元素氧化数降低降低的过程,称的过程,称还原作用还原作用;物质物质失去失去电子,元素氧化数电子,元素氧化数升高升高的过程,称的过程,称氧化作用氧化作用。 Cu2+ + 2e Cu 还原半反应还原半反应 Zn Zn2+ + 2e 氧化半反应氧化半反应 得失电子的两个半反应组成一个完全的氧化还原反应,得失电子的两个半反应组成一个完全的氧化还原反应,过程中得失电子的总数必相等。过程中得失电子的总数必相等。 Cu2+ + Zn =
5、 Cu + Zn2+ 氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 还原产物还原产物 氧化产物氧化产物 氧氧化化还还原原电电对对用用Ox/Red表表示示,如如Cu2+/Cu,Zn2+/Zn, MnO4 /Mn2+,AgCl/Ag。第九章第一节第九章第一节 第二节第二节 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平第九章第二节第九章第二节一、一、 氧化数法氧化数法原则:原则:氧化数降低总数氧化数降低总数=升高总数升高总数步骤:步骤:(1)写出写出反应反应方程式;方程式;(2)标出相关元素的氧化数;)标出相关元素的氧化数;(3)根据氧化剂与还原剂氧化数变化总数相等的原则,确)根据氧化剂与还原剂氧化数变化总数相等的原则,
6、确 定氧化剂和还原剂的计量系数;定氧化剂和还原剂的计量系数;(4)配平配平H、O以外的原子数;以外的原子数;(5)配平)配平H和和O(添加(添加H+、OH 或或H2O)。)。例:例:配平配平Cu2S + HNO3 Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO3Cu2S + 22HNO3 = 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO + 8H2O 第九章第二节第九章第二节第二节第二节 氧化还原方程式的配平氧化还原方程式的配平二、离子电子法二、离子电子法原则:原则:得电子总数得电子总数=失电子总数失电子总数步骤:步骤:(1)写出反应的基本离子反应式;)写出反应的基本离子反应式;(2)写成两
7、个半反应并配平;)写成两个半反应并配平; (3)根据得失电子数相等,把两个半反应相加成总反应。)根据得失电子数相等,把两个半反应相加成总反应。例:例:写出写出KMnO4在酸性条件下和在酸性条件下和Na2C2O4反应的离子方程式。反应的离子方程式。 (1)MnO4 + C2O42 + H+ Mn2+ + CO2 (2)MnO4 + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O ( 2 C2O42 = 2CO2 + 2e ( 5 (3)2MnO4 + 16H+ + 5C2O42 = 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 (4)2KMnO4+8H2SO4+5Na2C2O4=2MnSO4+8H2O
8、+10CO2+K2SO4+5Na2SO4 第九章第三节第九章第三节第三节第三节 原电池与电极电势原电池与电极电势一、原电池一、原电池 利用两个电极之间金属性的不同产生利用两个电极之间金属性的不同产生电势差电势差,从而使电,从而使电子定向流动,产生电流,把化学能转变为电能的装置叫做子定向流动,产生电流,把化学能转变为电能的装置叫做原原电池电池。 负负极:极: Zn = Zn2+ + 2e (氧化氧化反应)反应)正正极:极:Cu2+2e = Cu (还原还原反应)反应)电池反应为:电池反应为: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 一、原电池一、原电池原电池符号书写规原电池符号书写规则则:(
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