第十一章 氧化还原反应
氧化还原电化学
(3) 离子电极 (―氧化还原”电极)
(4) 金属金属难溶盐电极 (例: 氯化银电极)
AgCl + e
Ag + Cl
Ag, AgCl (s) Cl (c)
原电池 锌锰干电池结构
正极: 石墨 (带铜帽)
负极: 锌 (外壳)
原电池 锌锰干电池放电反应
负极
(氧化反应): Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e 正极 (还原反应): MnO2(s) + H+(aq) + e → MnO(OH)(s) 2 MnO(OH)(s) → Mn2O3(s) + H2O(l) 合并，得总的放电反应： Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + H2O(l)
只适用于发生在水溶液中的氧化还原反应。
1. 将氧化还原反应分解为两个半反应，即氧化 和还原半反应。 2. 配平两个半反应。 3. 根据两个半反应得失电子总数相等的原则， 将两个半反应各乘以相应的系数再相加，即 得到配平的方程式。
[例] 稀 H2SO4 溶液中 KMnO4 氧化 H2C2O4， 配平此方程式。 [解] 2 MnO4 + 6 H+ + 5 H2C2O4 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
电极电位的产生“双电层模型”
M 活泼性↑, 或/和 Mn+(aq)浓度小生成左边的“双电层”。 M 活泼性↓, 或/和Mn+ (aq)浓度大生成右边的“双电层”。 教材 p.270 图11-3 Zn/Zn2+
+ + + + + + + + + + + +
无机及分析化学第十一章氧化还原滴定课后练习与答案
第十一章氧化还原平衡与氧化还原滴定法一、选择题1．在一个氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势值相差越大，则下列描述该氧化还原反应中正确的是（）A．反应速度越大 B．反应速度越小 C．反应能自发进行 D．反应不能自发进行2．在电极反应S2O32－＋2e SO42－中，下列叙述正确的是（）A．S2O32－是正极，SO42－是负极 B．S2O32－被氧化，SO42－被还原C．S2O32－是氧化剂，SO42－是还原剂 D．S2O32－是氧化型，SO42－是还原型3．将反应：Fe2++ Ag+ = Fe3+ + Ag组成原电池，下列表示符号正确的是（）A．Pt|Fe2+，Fe3+||Ag+|Ag B．Cu|Fe2+，Fe3+||Ag+|FeC．Ag|Fe2+，Fe3+||Ag+|Ag D．Pt|Fe2+，Fe3+||Ag+|Cu4．有一原电池：Pt|Fe2+，Fe3+||Ce4+，Ce3+|Pt，则该电池的反应是（）A．Ce3+＋ Fe3+ Fe2+＋Ce4+ B．Ce4+ ＋ e Ce3+C．Fe2+ ＋Ce4+ Ce3+＋ Fe3+ D．Ce3+＋ Fe2+ Fe ＋Ce4+5．在2KMnO4 + 16HCl 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl +8H2O的反应中，还原产物是下面的哪一种（）。
A．Cl2 B．H2O C．KCl D．MnCl26．Na2S2O3与I2的反应，应在下列哪一种溶液中进行（）A．强酸性 B．强碱性 C．中性或弱酸性 D．12mol·L-1 HCl中7．在S4O62－离子中S的氧化数是( )A．2 B．2.5 C．+2.5 D．+48．间接碘量法中，应选择的指示剂和加入时间是（）A．I2液（滴定开始前） B．I2液（近终点时）C．淀粉溶液（滴定开始前） D．淀粉溶液（近终点时）9．用Na2C2O4标定KMnO4溶液浓度时，指示剂是（）A．Na2C2O4溶液 B．KMnO4溶液 C． I2液 D．淀粉溶液10．用K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液的浓度，滴定方式采用（）A．直接滴定法 B．间接滴定法 C．返滴定法 D．永停滴定法二、判断题1．氧化还原反应中氧化剂得电子，氧化数降低；还原剂失电子，氧化数升高。
氧化还原反应
氧化还原反应（第一课时）教学设教材分析新教材中“氧化还原反应”属于高中化学《必修1》第二章《化学物质及其变化》中的第三节，因为在中学阶段的基本概念、基础理论知识中，“氧化还原反应”占有极其重要的地位，贯穿于中学化学教材的始终，是中学化学教学的重点和难点之一。
氧化还原身背两重价值，一是社会价值，二是学科价值。
社会价值体现在能源、材料、食品、环境等方面均涉及氧化还原知识。
学科价值体现在对学生学科素养和学科能力的提升。
氧化和还原是一对典型的矛盾，它们既对立，又统一，既是相反的，又是相互依存的，有氧化反应发生必然有还原反应发生，它们绝对不可能孤立地存在，而是统一在氧化还原反应中，因此，我们说氧化还原反应是进行辩证唯物主义教育的好教材。
教学目标知识与技能：①学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应；初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法；理解氧化还原反应的本质就是发生了电子转移。
②复习巩固初中从得氧、划分氧化反应和还原反应，是学生进一步了解化学反应的多种分类方法，并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论；③掌握四种基本反应类型与氧化还原反应之间的关系。
过程与方法：①思维能力的培养：通过设计问题情境，由表及里培养思维的深刻性，由此及彼培养思维的逻辑性。
②表达能力的培养：通过小组讨论、代表汇报的形式锻炼学生的表达能力。
情感态度与价值观：①通过氧化还原反应概念的演变，培养学生用发展的眼光、科学的态度、勇于探索的品质学习化学。
②通过创设问题情景，营造宽松和谐的学习气氛，诱导学生积极思维，激发学生学习化学的兴趣和求知欲望。
③进行“透过现象看本质”和“对立统一”的辨证唯物主义观点教育。
教学重难点重点：用化合价升降和电子转移的观点理解、并能准确判断氧化还原反应难点：用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应；让学生掌握氧化还原反应的概念及其中的对立统一的关系。
课型新授课课时安排1课时教学方法问题讨论法、实验法、探究法、一、教知识：1．通过化学方程式的对比，使学生认识到化学反应可以从有无电子转移进行分类，建立氧化还原反应的概念。
chapter11第十一章氧化还原反应
rG rGm RT ln Q
for
rG n F
r Gm
n F
Q
[ 还原型 [氧化型
] ]
还原型
RT ln nF
[ 氧化型] [ 还原型]
RT nF
ln
[氧化型 ] [还原型 ]
当T 298.15K 时 , 将 R 8.314J mol 1 K1 F 96000C mol 1 代入得
整个反应被氧化的元素氧化数升高总数 与被还原的元素氧化数降低总数相等。
配平步骤
● 写出未配平的基本反应式，在涉及氧化还原过程 的有关原子上方标出氧化值。
● 计算相关原子氧化值上升和下降的数值。 ● 用下降值和上升值分别去除它们的最小公 倍数，
即得氧化剂和还原剂的化学计量数。 ● 平衡还原原子和氧化原子之外的其他原子，多数
标况下： Cr2O72- + 3H2 + 8H+ = 2Cr3+ +7H2O
p (-) Pt | H2( ) | H+(1.0mol ·L-1)‖Cr2O72－(1.0mol ·L-1), Cr3+(1.0mol ·L-1), H+(1.0mol ·L-1) | Pt(+)
3－2 电动势 E 和化学反应 G 的关系
➢1. concentration or partial pressure of oxidation or reduction type.
c氧化型
，c还原型
，或
c氧化型 c还原型
，则
奈斯特（Nernst）方程
Electrode reaction ：氧化型 ＋ n e－
rG n F
rGm n F
沉积 > 溶解
第十一章氧化还原反应
广西大学化学化工学院
无机化学
FeSO4与酸性KMnO4反应，生成无色Mn2+ F2 e M 4 nF O 3 e M 2 n
氧化半反应：F2e F3e e
×5
还原半反应：M 4 8n H O 5e M 2 4 H n 2 O ×1
5e
5 F 2 M e4 8 H n 5 F O 3 M e 2 4 H 2 O n
a 电极与溶液的界面
b 两种不同溶液的界面
c 同种溶液不同浓度的界面
⑶ 同相不同物种用“,”分开，要注明ci ，pi ⑷ “ ”盐桥
⑸ 纯液体、固体和气体与惰性电极一边的用“ ”分
开 2019/9/3
广西大学化学化工学院
无机化学
将下列反应设计成原电池并以原电池符号表示
( 1 ) C ( s u 2 A ) (g a 2 q A () s g C )2 (u aq)
氧化半反应：
A 2 S 3 s 22 O 0 2 H 3 A H 4 3 s2 4 O S 3 4 H O 2×8 3
还原半反应：
N3 O 4 H 3 eN 2 O 2 O H
×28
28 3 3 N 2 S A 3 4 O 2 O s H 1 0 6 3 H A H 4 9 s2 4 O S 2O 8
表示方法： 氧化型 / 还原型
Cu2 /Cu
C2rO72/C3r
2019/9/3
广西大学化学化工学院
无 机 化 学 11.2 氧化还原方程式的配平
配平的原则：反应前后各有关原子总数相等， 而且氧化剂、还原剂电子得失数也相等。
配平的基本方法： 氧化数法——适合于非水体系的氧化还原反应的 配平。（氧化剂元素的氧化数降低值等于还原剂 元素氧化数的升高值） 离子-电子法——适合于溶液中的氧化还原反应 （得失电子数目相等的原则）
武汉大学、吉林大学《无机化学》(第3版)(上册)名校考研真题-氧化还原反应(圣才出品)
第11章氧化还原反应一、选择题1．碘元素在碱性介质中的电势图为：H 3IO 62-070.V IO 3-014.V IO -045.V I 2053.V I -；对该图的理解或应用中，错误的是（）。
[北京科技大学2012研]A．θK (IO 3-/I 2)＝0.20VB．I 2和IO -都可发生歧化C．IO -歧化成I 2和IO 3-的反应倾向最大D．I 2歧化的反应方程式是：I 2＋H 2O I -＋IO -＋2H ＋【答案】D【解析】A 项：根据公式()()()---3θθ1122θ32-323IO /IO IO /I IO /I =z E z E E z +()()θ3θ24IO IO IO I 40.140.45=V 0.202V 55E E ---+⨯+==；B 项：θθAB C E E 右左若θθE E 右左＞，歧化反应能够发生；若θθE E 右左＜，歧化反应不能发生。
可知I 2和IO -都可发生歧化反应；C 项：只有I 2和IO -可以发生歧化反应，IO -歧化成I 2和IO 3-反应的θ1=0.450.14=0.31V E -I 2歧化成IO -和I -反应的θ2=0.530.45=0.08V E -θθ12E E ＞，故IO -歧化成I 2和IO 3-反应倾向最大；D 项：卤素的歧化反应通式为：+22X H O H +X +HXO -+ ，D 项表示错误。
2．根据反应4Al＋3O 2＋6H 2O＝4Al(OH)3(s)则式中n 是（）。
[南开大学2010研]A．1B．2C．3D．4【答案】Ｃ【解析】ΔG ＝－nFE θ,其中n 为转移的电子数，题中Al→Al 3＋，转移3e-，则n＝33．对于下面两个溶液中反应的方程式，说法完全正确的是（）。
[中科院2010研]A．两式的都相等B．两式的不等C．两式的相等，不等D．两式的相等，不等【答案】D 【解析】电池电动势与电池反应的写法无关。
化学23氧化还原反应课件人教版必修11
化合反应化学反应分解反应 氧化还原反应 复分解反应
生活中的氧化还原反应
学会比较 学会总结
1、得氧和失氧的反应只是氧化还原反应中的一部分。 2、有元素化合价升降的化学反应称为氧化还原反应。
3、氧化还原反应的特征现象：反应前后元素化
合价发生变化（也是判断依据）。
练一练
下列反应属于氧化还原反应的是（ BC ）
得电子，化合价降低，还原反应
氧化还原在反应中相伴而生， 即得失电子必然同时进行，且得 失电子总数必然相等。
小结
失电子，化合价升高，被氧化
氧化剂＋还原剂 ==== 还原产物 ＋ 氧化产物
得电子，化合价降低，被还原
还原剂
失电子
化合价升高
氧化反应
氧化产物
氧化剂
得电子
化合价降低
还原反应
还原产物
被氧化 被还原
金属性减弱，单质的还原性减弱，对应阳离子 的氧化性逐渐增强
已知： Cl2 2KI 2KCl I2 Cl2 2KBr 2KCl Br2 Br2 2KI 2KBr I2
判断下列物质的氧化能力由强到弱的顺序是（B ）
A. Br2 Cl2 I2
B. Cl2 Br2 I2
C.。 I2 Cl2 I2 D. Cl2 I2 Br2
反应中是否有元素的化合价发生升降
探究三 从电子转移的角度分析
• 思考： • 为什么氧化还原反应前后元素化合价会发
生变化？其本质原因是什么？
36页，第三段
化学反应的实质是原子之间的重新组合 元素化合价的升降与电子转移有密切关系
从电子得失角度分析：
NaCl 的形成过程
失去e-
Na
Cl
失去e-后
第十一章 电化学基础1
Zn 极
Zn —— Zn2+ + 2 e
（ 1）
电子留在 Zn 片上，Zn2+ 进入溶液，发生氧化
Cu 极
Cu2+ + 2 e —— Cu
（ 2）
通过外电路从 Zn 片上得到电子，使 Cu2+ 还原成 Cu，沉积在 Cu 片上。
Zn —— Zn2+ + 2 e
Cu2+ + 2 e —— Cu
（ 1）
价，将从化学式出发算得的化合价定义为 氧化数。 S2O32－ 中的 S 元素的氧化数为 2，
S4O62－ 中的 S 元素的氧化数为 2.5。
前面的讨论中我们看到，从物质的微观
结构出发得到的化合价只能为整数，但氧化
数却可以为整数也可以为分数。 一般来说元素的最高化合价应等于其所 在族数，但是元素的氧化数却可以高于其所 在族数。
电池中电极电势 大的电极为正极，故 电池的电动势 E 的值为正。
有时计算的结果 E池 为负值，这说明计 算之前对于正负极的设计有特殊要求。
（–）Zn Zn2+（1mol· dm－3） Cu2+（1mol· dm－3）Cu（+）
E池 ＝ + － －
＝ 0.34 V －（－ 0.76 V） ＝ 1.10 V
价为正； 得到电子的原子带负电，这种元素的化合 价为正。
在共价化合物里，元素化合价的数值，就
是这种元素的一个原子与跟其他元素的原子形 成的共用电子对的数目。 化合价的正负由电子对的偏移来决定。
由于电子带有负电荷，电子对偏向哪种元
素的原子，哪种元素就为负价；电子对偏离哪
种元素的原子，哪种元素就为正价。
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第十一章氧化还原反应
§本章摘要§1.原电池
原电池电极电势和电动势
2.氧化还原反应方程式的配平
电极反应式的配平氧化还原方程式的配平
3.电池反应的热力学
电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对
E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数
4.化学电源
化学电源
5.分解电压和超电压
分解电压和超电压
6.和电极电势有关的图示
电势- pH 图元素电势图自由能- 氧化数图
1
4
1 的
(1)
片上，进入溶随着上述过程的进行，左池中过剩，显正电性，阻
－+ 2 e 过剩，
阻碍电子从左向右移动，阻碍反应+ 2 e - Cu
不能持续
(2)
的溶液中，构成锌电极。
这
接触时，有两种过程可能发生：
Zn ----+ 2 e
+ 2 e --- Zn
- 电极来说，一般认为是锌片上留下负电荷而进入溶液。
和
Zn - 电极的电极电势。
溶液均处于标准态时，这个
表
表示。
电极电势
至此，我们定义了电极电势和，电池的电和电池的电动势可以测得，这将在物理
值的测定中仍有一些值必须组成一个电路，
值的参比电极。
测出由待测电极和参比电极组成的原电池的电动势E,
值，就可以计算出待测电极的电极电
(1 )
1.013Pa
原电池的电动势
表示电极中极板与溶液之间的
动势为电池的标准电动势，
大的电极为正极，故电
所以，电池反应
] = 1。
[ KCl ] = 1。
其
而求得。
, 离子共存的溶液中，
物质。
如,
值增大的顺序从上到下排列。
-即得，正极的电极反应减去负极的电极反应即原电池的电池反应。
在电池反应中，正极的
反应减去负极的电极反应即原电池的电池反应：
正极的氧化型 是氧化剂，它被还原成其还原型
其氧化型。
值越大表示氧化型物质越容易被还原。
这种电极电势被称为‘还原电势’
第十一章 氧化还原反应
§本章摘要§ 1.原电池
原电池 电极电势和电动势 2.氧化还原反应方程式的配平
电极反应式的配平 氧化还原方程式的配平 3.电池反应的热力学 电动势
和电池反应的关系 电动势和电池反应的关系
浓度对
E 和
的影响 (Nernst 方程) 水溶液中离子的热力学函数
4.化学电源 化学电源
5.分解电压和超电压 分解电压和超电压
6.和电极电势有关的图示
电势 - pH 图 元素电势图 自由能 - 氧化数图
以电对为例，配平其电极
OH, 等；而在碱介质中则不应出现酸性物质，如
, 等。
根据电对
介质条件。
第十一章氧化还原反应
§本章摘要§1.原电池
原电池电极电势和电动势
2.氧化还原反应方程式的配平
电极反应式的配平氧化还原方程式的配平
3.电池反应的热力学
电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对
E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数
4.化学电源
化学电源
5.分解电压和超电压
分解电压和超电压
6.和电极电势有关的图示
电势- pH 图元素电势图自由能- 氧化数图
电动势和电池反应的的关系
化学反应在烧杯中进行时，虽有电子转移，但不产生电流，属于恒温恒压无非体积功的过程。
其自发进行的判据是rG < 0
- rG > W
时，转移的电子为
-rG = W rG = -nEF
， z 为一无单位的纯数，公式的单位统一于
从公式rG = -zEF 可见，rG < 0 ，而公式则变成
的关系，相当于
和
的关系，关于这一点后面还要详细地讨
和电池反应的的关系 求得氧化还原反应的平衡常数，例 1求反应298 。
池，求出，再求出。
例 即
= 0.2 V 就可以达到
原电池，以求其。
和的影响
电对的半
反应，
原型
氧化型
其电子转移数为
= 0 V 保持不变，1HAc , 的值。
要大；
减小，比
要小。
所以电动势可以由下式算出
因为正极和负极都是氢电极，所以
响
和
值
1
，
相当于已知电极。
和= 1.0
决定的。
值变得越小；
最后，要知道若还原型生成沉淀，值将变大。
将变化后的浓度代入电极电势的可通过计算得到变化后的 值。
1
，而且将这个标准态看成是
] = 1 ，求出上式中的1和Ka = 5.1
则变小；
变大。
1的
第十一章氧化还原反应
§本章摘要§1.原电池
原电池电极电势和电动势
2.氧化还原反应方程式的配平
电极反应式的配平氧化还原方程式的配平
3.电池反应的热力学
电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对
E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数
4.化学电源
化学电源
5.分解电压和超电压
分解电压和超电压
6.和电极电势有关的图示
电势- pH 图元素电势图自由能-
氧化数图
应。
燃料电池是否成功的关键在于选择适当的电
极材料和催化剂，
第十一章氧化还原反应
§本章摘要§1.原电池
原电池电极电势和电动势
2.氧化还原反应方程式的配平
电极反应式的配平氧化还原方程式的配平
3.电池反应的热力学
电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对
E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数
4.化学电源
化学电源
5.分解电压和超电压
分解电压和超电压
6.和电极电势有关的图示
电势- pH 图元素电势图自由能- 氧化数图
= - 2.37 V
值过于小，
第十一章氧化还原反应
§本章摘要§
1.原电池
原电池电极电势和电动势
2.氧化还原反应方程式的配平
电极反应式的配平氧化还原方程式的配平
3.电池反应的热力学
电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对
E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数
4.化学电源
化学电源
5.分解电压和超电压
分解电压和超电压
6.和电极电势有关的图示
电势- pH 图元素电势图自由能- 氧化数图
值要受值
的
值
值，= 0.54 V
值与素的化合价为 左边加 这个电极反应就是氢电极的电极反应 = 0 V 当程可表示为= 1.23 V ( pH = 0 ,
= 1.23 ) ,( pH = 14 ,
2
第十一章氧化还原反应
§本章摘要§1.原电池
原电池电极电势和电动势
2.氧化还原反应方程式的配平
电极反应式的配平氧化还原方程式的配平
3.电池反应的热力学
电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数
4.化学电源 化学电源
5.分解电压和超电压 分解电压和超电压
6.和电极电势有关的图示
电势 - pH 图 元素电势图 自由能 - 氧化数图
值。
便得到该件作图，横线上的
值分别表示为
]=1
时，高碘酸考察氯元素的图的一部分：它意味着因，
形式为。
2
1
（右）< （左）
化反应）生成
考察碘的元素电势图
312
G
有关系式对于若干相
，也可以
i
和i
未知的i
素作图。
横坐标：各种氧化数；纵坐标：自由能。
应式和它的电极电势；再利用公式
求出各电对或者说各个电极反应的值，即可做出图
为:
斜率的分子为:
；-。
结
式:得
电势成正比关系。
所以，
可以看出，连线
的氧化型
这相当于在下面的元素电势图中。