氧化還原平衡及氧化還原滴定法.ppt

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1、第十章氧化還原平衡與氧化還原滴定法RedoxEquilibriumandRedoxTitration10.1氧化還原反應(yīng)的基本概念根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中是否有氧化值的變化或電子轉(zhuǎn)移，化學(xué)反應(yīng)可基本上分為兩大類：◆氧化還原反應(yīng)（有電子轉(zhuǎn)移或氧化值變化）◆非氧化還原反應(yīng)（沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移或氧化值無(wú)變化）氧化還原反應(yīng)對(duì)于制備新物質(zhì)、獲取化學(xué)熱能和電能具有重要的意義，與我們的衣、食、住、行及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究都密切相關(guān)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，化工生產(chǎn)中約50%以上的反應(yīng)都涉及到氧化還原反應(yīng)。元素的氧化值（氧化數(shù)）：某元素一

2、個(gè)原子的表觀電荷數(shù)。假設(shè)把每一個(gè)化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得。確定氧化值的一般規(guī)則：?單質(zhì)中元素的氧化值為零。?中性分子中各元素的正負(fù)氧化值代數(shù)和為零。多原子離子中各元素原子正負(fù)氧化值代數(shù)和等于離子的電荷。?在共價(jià)化合物中，共用電子對(duì)偏向于電負(fù)性大的元素的原子，原子的“形式電荷數(shù)”即為它們的氧化值。10·1·1氧化值（oxidationnumber）◆應(yīng)該指出的是，在確定有過(guò)氧鏈的化合物中各元素的氧化數(shù)時(shí)，要寫(xiě)出化合物的結(jié)構(gòu)式。例如，過(guò)氧化鉻CrO5和過(guò)二硫酸根的結(jié)構(gòu)式為：在過(guò)氧化鉻C

3、rO5和過(guò)二硫酸根的結(jié)構(gòu)式中都存在著過(guò)氧鏈，在過(guò)氧鏈中氧的氧化數(shù)為-1，因此上述兩個(gè)化合物中Cr和S的氧化數(shù)均為+6。氧化值可正可負(fù)，可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)或小數(shù)。注意：在共價(jià)化合物中，判斷元素原子的氧化值時(shí)，不要與共價(jià)數(shù)（某元素原子形成的共價(jià)鍵的數(shù)目）相混淆。例如CH4CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4C的共價(jià)數(shù)44444C的氧化值-4-20+2+4氧化還原反應(yīng)：凡化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后元素的氧化值發(fā)生了變化的一類反應(yīng)。如：Cu2++Zn=Cu+Zn2+氧化(oxidation)：失去電子，氧化值升

4、高的過(guò)程。還原(reduction)：得到電子，氧化值降低的過(guò)程。還原劑(reducingagent)：反應(yīng)中氧化值升高的物質(zhì)。氧化劑(oxidizingagent)：反應(yīng)中氧化值降低的物質(zhì)。氧化態(tài)物質(zhì)：氧化數(shù)高的物質(zhì)。如：Cu2+、Zn2+還原態(tài)物質(zhì)：氧化數(shù)低的物質(zhì)。如：Cu、Zn10.1.2氧化與還原氧化劑與還原劑在反應(yīng)中的變化規(guī)律氧化劑還原劑氧化數(shù)降低氧化數(shù)升高得電子失電子本身被還原本身被氧化具有氧化性具有還原性使還原劑氧化使氧化劑還原10.1.3氧化還原方程式的配平以高錳酸鉀與氯化鈉在酸性介

5、質(zhì)中的反應(yīng)為例，講述氧化數(shù)法配平步驟。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定反應(yīng)物和產(chǎn)物的化學(xué)式為：1.氧化數(shù)法＋離子-電子法配平氧化還原反應(yīng)的原則是反應(yīng)中氧化劑奪得的電子總數(shù)與還原劑失去的電子總數(shù)相等。由于任何氧化還原反應(yīng)可看作由兩個(gè)半反應(yīng)組成，所以配平時(shí)先將氧化-還原反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng)，配平半反應(yīng)，最后將兩個(gè)半反應(yīng)加合起來(lái)，消除其中的電子。2.離子-電子法以高錳酸鉀與亞硫酸鈉在酸性介質(zhì)中的反應(yīng)為例，講述離子-電子法的配平步驟。①寫(xiě)出未配平的離子方程式（酸性介質(zhì)）②將上式拆成兩個(gè)未配平的半反應(yīng)→Mn2+→③配平半反應(yīng)

6、，使兩邊相同元素的原子個(gè)數(shù)相等，電荷數(shù)相等。→Mn2+式中，左邊多4個(gè)O原子，若加8個(gè)H+,則在右邊要加4個(gè)H2O分子；式子左邊電荷數(shù)為+7，右邊為+2，為使半反應(yīng)式兩邊電荷相等，在左邊加上5個(gè)電子以取得平衡：+8H++5e-→Mn2++4H2O式中，左邊少1個(gè)O原子，若加1個(gè)H2O分子,則在右邊要加2個(gè)H+；式子左邊電荷數(shù)為-2，右邊為0，為使半反應(yīng)式兩邊電荷相等，從左邊減去2個(gè)電子以取得平衡：④合并半反應(yīng)，兩式各乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)，使得失電子數(shù)相等，然后將兩式相加，消去電子合并為一個(gè)離子反應(yīng)式。2×

7、)+8H++5e-→Mn2++4H2O5×)+H2O–2e-→+2H+2+5+16H++5H2O→2Mn2++5+8H2O+10H+整理為2+5+6H+=2Mn2++5+3H2O反應(yīng)式左邊的電荷數(shù)(-2)+5(-2)+(+6)=-6反應(yīng)式右邊的電荷數(shù)2(+2)+5(-2)+0=-6說(shuō)明離子反應(yīng)確已配平。⑤核對(duì)方程式兩邊的電荷數(shù)和各種元素原子的個(gè)數(shù)，以確定反應(yīng)式是否配平。配平中的經(jīng)驗(yàn)處理方法：酸性介質(zhì)：O原子多的一邊加H+，O原子少的一邊加H2O；堿性介質(zhì)：O原子多的一邊加H2O，O原子少的一邊加OH

8、-；中性介質(zhì)：左邊一律加H2O，右邊根據(jù)O原子的多少確定加H+或加OH-。注意：在配平同一方程式中，不要同時(shí)出現(xiàn)H+和OH-。10.2.l原電池在CuSO4溶液中放入一片Zn，將發(fā)生下列氧化還原反應(yīng)：Zn（s）+Cu2+（aq）Zn2+（aq）+Cu（s）在溶液中電子直接從Zn片傳遞給Cu2+，使Cu2+在Zn片上還原而析出金屬Cu，同時(shí)Zn氧化為Zn2+。這個(gè)反應(yīng)同時(shí)有熱量放出，這是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的結(jié)果。10.2電極電勢(shì)這種能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，稱為原電池（