文档介绍：第四章氧化还原反应
化学教研室
本章内容
第二节电极电势
第三节电极电势的应用
第一节氧化还原反应的基本概念
一、氧化数
氧化数是某元素一原子的形式电荷数,这种电荷数是假设把化合物中成键的电子指定给电负性较大的原子而获得。
第一节氧化还原反应的基本概念
(1)在单质中,元素的氧化数为0 ;
(2)在一般化合物中,典型元素的氧化数为一定值;
(3)在化合物分子中,各元素氧化数的代数和为零;
(4)在单原子离子中,元素的氧化数等于离子所带的电荷数;
(5)在多原子离子中,各元素氧化数的代数和等于该离子的电荷数。
二、氧化与还原
氧化:反应中氧化数升高的过程。
还原:反应中氧化数降低的过程。
氧化剂:含有元素氧化数降低的反应物质。
还原剂:含有元素氧化数升高的反应物质。
在反应前后元素的氧化数有变化的反应称为氧化还原反应。
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第二节电极电势
一、原电池
(1)原电池的概念:能使氧化还原反应产生电流,把化学能转变成电能的装置,称为原电池。
(2)原电池的组成:有两个半电池(电极),盐桥和导线连接而成。
Zn +Cu2+
Cu+Zn2+
Zn负极 Zn Zn2++2e- (氧化反应)
Cu正极 Cu –2e- Cu2+ (还原反应)
电池反应 Zn+ Cu2+ Zn2++ Cu
(1)氧化态:同一元素氧化数高的物质叫氧化态物质,简称氧化态,可作为氧化剂。
(2)还原态:同一元素氧化数低的物质叫还原态物质,简称还原态,可作为还原剂。
(3)氧化态和还原态之间的关系为:
还原态
氧化态+ne-
(4)电对:同一元素氧化态和还原态所构成的整体叫做氧化还原电对。表示为氧化态/还原态。
如 Zn2+/Zn、 Cu2+ /Cu
(2)中的电极表示为: Pt,H+(c) |H2(P)、 Pt,Cl2(c) | Cl- (P)
(3)中的电极表示为: Pt |Fe3+ (c1) ,Fe2+ (c2)、
Pt |Cu2+(c1) , Cu +(c2)
(1)金属电极:如Zn2+/Zn、 Cu2+ /Cu 、Fe2+/Fe 金属既参加电极反应,本身又为导体
(2)非金属电极:如H+/H2、Cl2/Cl-、O2/OH-
(3)不同价态的金属离子构成的电极:如Fe3+/Fe2+ 、 Cu2+ /Cu +
在(2)、(3)中需另加惰性材料(Pt)做电极,且应在电极中表示出来。
(1)画图
(2)电池符号
以Cu-Zn为例,可表示为:
(-) Zn | ZnSO4(c1) CuSO4(c2) | Cu (+)
说明:一般情况,负极在左,正极在右。“”表示盐桥, “|”表示两相界面,c表示溶液浓度,若是气体用分压(p)表示。
例如对电池反应:
a Sn2+ + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Sn4+
电池符号:(-)Pt |Sn2+(c1) ,Sn4+(c2) Fe3+(c3) ,Fe2+(c4) | Pt(+)
b Zn+2H+=H2+Zn2+
电池符号: (-) Zn | Zn2+ (c1) H+ (c2) | H2 (p), Pt (+)