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1、第十章氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定內(nèi)容簡介氧化還原反應(yīng)原電池與電極電位氧化還原滴定法§10-1氧化還原反應(yīng)一、基本概念1.氧化數(shù)IUPAC規(guī)定:氧化是某元素的一個(gè)原子的表觀電荷數(shù)。是將成鍵電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得數(shù)值在有些氧化還原反應(yīng)中電子得失關(guān)系不明顯,反應(yīng)中不能明確指出電子得失,只是電子在元素原子間的偏向不同,難于用電子得失衡量,為此引入氧化數(shù)規(guī)則:(1)單質(zhì)中氧化數(shù)為0(2)H在一般化合物中的氧化數(shù)為+1,一元金屬氫化物中為-1(3)氧一般氧化數(shù)為-2,除過氧化物,超氧化物外(4)簡單離子的氧化數(shù)等
2、于離子的電荷數(shù)(5)共價(jià)化合物中氧化數(shù)等于該原子在此化合態(tài)時(shí)的形式電荷(6)分子或離子的總電荷數(shù)為各元素氧化數(shù)的代數(shù)和,分子的總電荷數(shù)為0(7)F在化合物中的氧化數(shù)為-1氧化數(shù)的計(jì)算:1)KMnO4中Mn的氧化數(shù)2)Na2S4O6中S的氧化數(shù)3)Fe3O4中Fe的氧化數(shù)氧化數(shù)與化合價(jià)的區(qū)別:1)氧化數(shù)是一種形式電荷,表示元素原子平均的表觀氧化狀態(tài);化合價(jià)表示元素原子結(jié)合成分子時(shí),原子數(shù)目的比例關(guān)系。2)氧化數(shù)是為說明物質(zhì)的氧化狀態(tài)而引入的一個(gè)概念,可為正數(shù),負(fù)數(shù),分?jǐn)?shù),小數(shù);化合價(jià)是離子鍵和共價(jià)鍵的電價(jià)數(shù)和共價(jià)數(shù),不
3、能為分?jǐn)?shù)或小數(shù)。2.氧化與還原(1)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移或偏移,并且引起元素氧化數(shù)變化(2)氧化數(shù)上升的過程稱為氧化;氧化數(shù)下降的過程稱為還原(3)同一反應(yīng)中存在氧化還原兩個(gè)半反應(yīng)例:Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)Zn(s)-2e=Zn2+(aq)氧化數(shù)0→+2(氧化半反應(yīng))Cu2+(aq)+2e=Cu(s)氧化數(shù)+2→0(還原半反應(yīng))氧化劑與還原劑:(1)氧化劑:氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)中某個(gè)元素氧化數(shù)有所降低,稱為氧化劑。(2)還原劑:氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)中某個(gè)元素氧化數(shù)有所升高,稱為還原劑(3)介質(zhì)
4、:反應(yīng)前后任何元素都沒有發(fā)生氧化數(shù)的改變的物質(zhì)稱為介質(zhì)氧化還原反應(yīng)的分類:(1)一般的氧化還原反應(yīng):不同物質(zhì)中的不同元素之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移(2)自身氧化還原反應(yīng):同一物質(zhì)中的不同元素之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移(3)歧化反應(yīng):同一物質(zhì)中的同種元素之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移(4)反歧化反應(yīng)(歧化的逆過程):不同物質(zhì)中同種元素之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移3.氧化還原電對(1)氧化還原電對:氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物與其產(chǎn)物組成的物質(zhì)對(2)表示:氧化態(tài)(型)/還原態(tài)(型)例:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2氧化還原電對:Cl2/Cl-Br2/Br-(3)氧化
5、還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是兩個(gè)氧化還原電對之間發(fā)生電子交換的過程每個(gè)電對中氧化型物質(zhì)與還原型物質(zhì)之間存在如下共扼關(guān)系:氧化態(tài)+ne還原態(tài)(4)氧化還原電對中①較強(qiáng)的氧化劑對應(yīng)較弱的還原劑②較強(qiáng)的還原劑對應(yīng)較弱的氧化劑③一個(gè)氧化還原電對中,氧化型物質(zhì)做氧化劑,還原型物質(zhì)做還原劑④同一物質(zhì)在不同電對中可表現(xiàn)出不同性質(zhì)(氧化性和還原性)⑤最高氧化數(shù)的元素只能做氧化劑;而最低氧化數(shù)的元素只能做還原劑;中間氧化數(shù)的元素既可以做氧化劑又能做還原劑4.氧化與還原半反應(yīng)式氧化劑和它的共軛還原劑或還原劑與它的共軛氧化劑之間的關(guān)系用方程式表示。元
6、素的原子數(shù)守恒,并用電子數(shù)使電荷平衡,這樣的方程式為氧化還原半反應(yīng)方程式,每個(gè)電對都對應(yīng)一個(gè)氧化還原半反應(yīng)Cu2+/CuCu2++2e-=CuS/S2?S+2e?=S2?H2O2/OH?H2O2+2e?=2OH?(1)還原半反應(yīng):半反應(yīng)式左側(cè)寫氧化型物質(zhì),右側(cè)寫還原型物質(zhì)Zn-2e=Zn2+(2)氧化半反應(yīng):半反應(yīng)式左側(cè)寫還原型物質(zhì),右側(cè)寫氧化型物質(zhì)Zn2++2e=Zn(3)寫法:當(dāng)電對構(gòu)成中有O元素,應(yīng)根據(jù)介質(zhì)要求來寫半反應(yīng)方程式①若電對構(gòu)成元素減少n個(gè)O在H+介質(zhì)中,左側(cè)可加2n個(gè)H+,使O元素結(jié)合成H2O在OH
7、-介質(zhì)中,左側(cè)可加n個(gè)H2O,使生成2n個(gè)OH-例:MnO4?/Mn2+MnO4?+8H++5e-=Mn2++4H2O②若電對構(gòu)成元素增加n個(gè)O在H+介質(zhì)中,左側(cè)可加n個(gè)H2O,生成2n個(gè)H+在OH-介質(zhì)中,左側(cè)可加2n個(gè)OH-,生成n個(gè)H2OMnO4?/Mn2+Mn2++4H2O?5e-=MnO4?+8H+§10-2原電池與電極電位要點(diǎn)1.電池符號2.電極電位及標(biāo)準(zhǔn)電極電位3.標(biāo)準(zhǔn)電極電位表的應(yīng)用4.電極電位的影響因素5.Nernst公式的寫法及運(yùn)用6.電極電位的應(yīng)用7.元素電位圖及其應(yīng)用一、原電池1.原電池:利用
8、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置,使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。證明了氧化還原反應(yīng)中有電子的轉(zhuǎn)移。2裝置:CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu(見圖)3作用機(jī)理:Zn-2e=Zn2+Cu+2e=Cu2+4意義:理論上,任意一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計(jì)為在原電池中進(jìn)行。原電池裝置圖鹽橋負(fù)極(氧化反應(yīng))正極(還原反應(yīng))AZnSO4CuSO4ZnCu5.電極和