文档介绍:高中化学竞赛《大纲一13电化学基础》
大纲要求:电化学。氧化态。氧化还原的基本概念和反应的书写和配平。原电池。电极符号、电极反 应、原电池符号、原电池反应。标准电极电势。用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的 强弱。电解池的电极符H3CI、CH2CI2、CH%和CC14中的原子价都是+4,但它的氧化数却依次为一4、一2、 0、+2和+4。尽管如此,但用它讨论氧化还原反应还是很方便的。
(四) 氧化还原电对和半反应式
在氧化还原反应中,表示氧化还原过程的方程式,分别叫氧化反应和还原反应,统称为半反应, 例如:氧化反应 Zn一2e-=Zn2+ :还原反应 Cu2+ +2e^= Cu
半反应中氧化数较高的那种物质叫氧化态(如Zn2+,Cu2+);氧化数较低的那种物质叫还原态(如 Zn, Cu)o半反应中的氧化态和还原态是彼此依存、相互转化的,这种共轲的氧化还原体系称为氧化还原 电对,电对用“氧化态/还原态”表示,如C『+/Cu。一个电对就代表一个半反应,半反应可用下列通 式表示:氧化态+n『=还原态。而每个氧化还原反应是由两个半反应组成的。
(五) 氧化还原反应的配平
1、 氧化数法(略)
2、 离子一电子法: 配平步骤:
写出主要反应物和生成物的离子式。
分别写出两个半反应。
根据介质的酸碱性配平两个半反应。先使等号两边各种元素的原子数各自相等,再用加电子数的方 法使方程式两边电荷数相等。
离子一电子法配平经验规则
介质条件
反应方程式左边
O原子数加入物质
右边 生成物
酸性
多 H+
少 H2O
h2o
H+
碱性
多 H2O
少 OH「
OH"
H2O
中性
多 H2O
少 H2O
OIF
H+
将两个半反应分别乘以相应的系数后相加,即得到配平的离子反应方程式。
[例1]在酸性介质中,KMnCU与K2SO3反应生成MnSO4和K2SO4,配平此化学方程式。
配平的具体步骤如下:
(1) 根据反应写出未配平的离子方程式
MnO4— + SCV一 一 Mn2+ + SO42^ ①
(2) 写出两个半反应式,一个表示还原剂被氧化的反应,另一个表示氧化剂被还原的反应:
氧化反应 SCh2一一 SO42^
式中产物的氧原子数较反应物中的多,反应又在酸性介质中进行,故可在上式反应物中加h2o,生成 物中加H+,然后进行各元素原子数及电荷数的配平,可得:
SO32— + H20 一 SO42—+ 2H++ 2e「②
还原反应 MnO「—Mr?*
式中产物中的氧原子数减少,应加足够多的氢离子(氧原子减少数的2倍),使它结合为水,配平 后则得:MnO「+8H+ +5e~ — Mi?++ 4H2O ③
根据氧化剂和还原剂得失电子数相等的原则,在两个半反应式中各乘以适当的系数,即以②x5,
③x2,然后相加得到一个配平的离子方程式。
写出完全的反应方程式: 5K2SO3 + 2KMnO4+ 3H2SO4=6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
[例 2]用离子一电子法配平:CnC^- + H2O2 + H* — Cr3+ + O2 + H2O
[练下列方程式:
K2Cr2O7+H2S+H2SO4^K2SO4 +Cr2(SO4)3