無(wú)機(jī)和與分析化學(xué)(下)-教案

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1、長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿第一講第六章氧化還原平衡與氧化還原滴定法教學(xué)目的：1.掌握氧化還原反應(yīng)的基本概念，能配平氧化還原方程式。2.理解電極電勢(shì)的概念教學(xué)重點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)的基本概念學(xué)習(xí)難點(diǎn)：原電池的符號(hào)教學(xué)方法：講解、練習(xí)教學(xué)內(nèi)容一、氧化還原反應(yīng)的基本概念1.氧化值氧化值(或氧化數(shù))：IUPAC1970年嚴(yán)格定義:氧化值是某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)(即原子所帶的凈電荷數(shù)).確定氧化值的規(guī)則:單質(zhì)中元素的氧化值為零;例如:H2中H的氧化值為0.氫的氧化值一般為+1,在金屬氫化物中為-1;例如:NaH中H的氧化值為-1

2、.氧的氧化值一般為-2;在過(guò)氧化物中為-1;在氧的氟化物中為+1或+2例:H2O2中O的氧化值為-1;OF2中O的氧化值為+2.離子型化合物中元素的氧化值等于該離子所帶的電荷數(shù);例:NaCl中Na+的氧化值為+1;Cl-的氧化值為-1.共價(jià)型化合物中,兩原子的形式電荷數(shù)即為它們的氧化值.例:HCl中H的氧化值為+1;Cl的氧化值為-1.中性分子中各原子的氧化值的代數(shù)和為零,復(fù)雜離子的電荷數(shù)等于各元素氧化值的代數(shù)和例:求NH4+中N的氧化值.解:據(jù)規(guī)則-,H的氧化值為+1.設(shè)N的氧化值為x,據(jù)規(guī)則,x+(+1)×4=+1

3、解得:x=-3例:求Fe3O4中Fe的氧化值解:據(jù)規(guī)則,O的氧化值為-2.設(shè)Fe的氧化值為x,同樣據(jù)規(guī)則:3x+(-2)×4=0解得:x=8/395第頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿注:在共價(jià)化合物中,確定元素氧化值時(shí)不要與共價(jià)數(shù)相混淆.例如:CH4、CH3Cl等化合物中,C的共價(jià)數(shù)為4,但C的氧化值分別為-4、-2.化學(xué)中以Mn(Ⅶ)、S(Ⅵ)表示元素的氧化值,以與實(shí)際不存在的Mn7+、S6+區(qū)別.2.氧化與還原19世紀(jì)：由化合價(jià)變化確定20世紀(jì)：由氧化數(shù)變化確定（本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移或偏移）氧化還原反應(yīng)分類(lèi)：自身氧化

4、還原反應(yīng)：2KClO3=2KCl+3O2(同一物質(zhì)不同元素)。歧化反應(yīng)：水溶液2Cu+=Cu+Cu2+（同一物質(zhì)同一元素）。反歧化反應(yīng)：2Fe3++Fe=3Fe2+氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì):氧化還原電對(duì):由同一種元素的氧化態(tài)物質(zhì)和其對(duì)應(yīng)的還原態(tài)物質(zhì)所構(gòu)成的整體.一般以O(shè)x/Re表示.氧化劑/它的還原產(chǎn)物還原劑/它的氧化產(chǎn)物例如：反應(yīng)2Fe3++2I-=Fe2++I2存在Fe3+/Fe2+I2/I－兩個(gè)電對(duì)書(shū)寫(xiě)時(shí)：氧化型物質(zhì)（即氧化數(shù)較高）在左，還原型物質(zhì)在右，中間用“/”隔開(kāi)半反應(yīng)：每個(gè)電對(duì)中，氧化型物質(zhì)與還原型物質(zhì)之間的共

5、軛關(guān)系：氧化型+ne－=還原型，每個(gè)半反應(yīng)對(duì)應(yīng)一個(gè)電對(duì)。例如：Fe3+/Fe2+Fe3++e－→Fe2+MnO4－/Mn2+MnO4－+5e++8H+→Mn2++4H2O注:氧化還原電對(duì)是相對(duì)的,由參加反應(yīng)的兩電對(duì)氧化還原能力的相對(duì)強(qiáng)弱而定.例:反應(yīng)2Fe3++2I-=2Fe2++I2電對(duì)Fe3+/Fe2+在此反應(yīng)中為氧化劑電對(duì).氧化還原反應(yīng)是由氧化劑電對(duì)與還原劑電對(duì)共同作用的結(jié)果,其實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平1.離子-電子法配平原則:氧化劑、還原劑得失電子數(shù)必須相等(電荷守恒);反應(yīng)前后各元素原子總

6、數(shù)相等(質(zhì)量守恒).例:配平KMnO4+K2SO3→MnSO4+K2SO4(酸性介質(zhì)中).解:①寫(xiě)出未配平的離子方程式;95MnO4-+SO32-→Mn2++SO42-第頁(yè)長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿②拆分為氧化、還原兩個(gè)半反應(yīng),并使左右兩邊相同元素的原子數(shù)目相等根據(jù)溶液的酸堿性加上H+,OH-,H2O;③加減電子數(shù),使左右兩邊電荷數(shù)相等.乘以適當(dāng)系數(shù)后相加,整理.MnO4-+8H+=Mn2++4H2O×2SO32-+H2O=SO42-+2H+×52MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O

7、例:配平反應(yīng)FeS2+HNO3→Fe2(SO4)3+NO2解:改寫(xiě)成離子方程式:FeS2+NO3-→Fe3++SO42-+NO22FeS2+30HNO3=Fe2(SO4)3+30NO2+14H2O+H2SO4注：配平過(guò)程中半反應(yīng)左右兩邊添加H+,OH-,H2O的一般規(guī)律:對(duì)于酸性介質(zhì):多n個(gè)O,+2n個(gè)H+,另一邊+n個(gè)H2O對(duì)于堿性介質(zhì):多n個(gè)O,+n個(gè)H2O,另一邊+2n個(gè)OH-.對(duì)于中性介質(zhì):左邊多n個(gè)O,+n個(gè)H2O,右邊+2n個(gè)OH-;右邊多n個(gè)O,+2n個(gè)H+,左邊n個(gè)H2O.2.氧化值法配平原則（遵循質(zhì)量

8、守衡和電荷守衡）:反應(yīng)中元素氧化值升、降總數(shù)必須相等;反應(yīng)前后各元素原子總數(shù)相等.例:配平H2O2+Fe2++H+→H2O+Fe3+解:寫(xiě)出未配平方程式,確定氧化值升、降的數(shù)值.目測(cè)法配平氧化值沒(méi)變的元素原子數(shù)目.H2O2+2Fe2++H+=H2O+2Fe3+三、電極電勢(shì)1.原電池(1)原電池:一種能使氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移直接