氧化还原反应和氧化还原平衡
氧化还原反应和氧化还原平衡实验报告
氧化还原反应和氧化还原平衡实验报告
实验时间：
实验目的：
通过实验，熟悉氧化还原反应的定义，熟悉氧化还原反应的过程及其平衡的条件，同
时培养对氧化还原反应影响因素以及反应的理解水平。
实验步骤：
（1）准备实验设备：实验用的主要仪器，包括：氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、两种
颜色的指示剂。
（2）在实验杯中加入相应溶液：将氢氧化钠溶液和氯化钠溶液各加入50毫升，滴入
两种颜色的指示剂。
（3）观察反应现象：将实验容器打开，接着观察其两种指示剂的颜色是否发生变化，若发生变化，则可判断发生氧化还原反应。
（4）记录发生反应的系数：若发生氧化还原反应，则可以记录其发生氧化还原反应
的平衡系数K，即把原来容器中存在的指示剂按反应系数进行乘法运算。
结果与分析：
实验中我们观察到，当氢氧化钠与氯化钠混合时，由于其它离子在反应中做氧化剂和
还原剂，因而发生氧化还原反应，从而改变指示剂的颜色，而各指示剂的发生的氧化还原
平衡系数K分别为：0.33、0.02。
结论：。
分析化学第五版 第7章 氧化还原滴定法
θ
θ
aFe 3+ aFe 2+ γ Fe 3+ [ Fe 3+ ]
γ Fe 2+ [ Fe 2+ ]
γ Fe 3+ γ Fe 2+ αFe ( III ) • cFe 3+ • αFe ( II ) cFe 2+
cFe 3+ cFe 2+
= E + 0.059lg
θ
= E + 0.059lg
γ Fe 3+ αFe ( II ) γ Fe 2+ αFe ( III )
+ 0.059lg
= E + 0.059lg
θ'
c Fe 3+ c Fe 2+
影响条件电势的因素：
0.059 OxRed E =E + n lg Red Ox
离子强度： 酸效应： 络合效应： 沉淀：
+ 0.0592 lg
cCe 4+ cCe3+
E Fe3+
'
Fe 2 +
'
+ ECe 4+
'
Ce 3+
'
E sp
E Fe3+ Fe2+ + ECe4+ Ce3+ 2
1.06V
VCe mL 滴定分数 电势 V 说明 0.00 0.0000 不便计算 1.00 0.0500 0.60 E=EFe /Fe =0.68+0.059lgcFe /cFe 10.00 0.5000 0.68 12.00 0.6000 0.69 -0.1% E=EFe /Fe +0.0593 19.80 0.9900 0.80 19.98 0.9990 0.86 突 E =(EFe /Fe +ECe /cCe )/2 20.00 1.000 1.06 sp 跃 22.02 1.001 1.26 0.1% E=ECe /Ce -0.0593
氧化还原反应和氧化还原平衡实验中的方程式
氧化还原反应和氧化还原平衡实验中的方程式氧化还原反应是指一种化学反应，其中某些原子或离子的氧化态或还原态发生变化。
在氧化还原反应中，原子或离子失去或获得电子，从而导致氧化或还原。
氧化还原反应可以通过方程式来表示。
例如，铁可以被氧化成铁离子，该反应的方程式为Fe → Fe2+ + 2e-。
同样地，氯离子可以被还原成氯气，方程式为2Cl- → Cl2 + 2e-。
氧化还原平衡是指氧化还原反应中电子的转移达到平衡状态。
在氧化还原平衡中，氧化态和还原态之间存在一种动态平衡，而且有一定的电子转移速率。
平衡常数可以用来描述氧化还原反应中电子的转移速率，它可以通过方程式来计算。
例如，对于反应Fe2+ + 2e- → Fe，平衡常数为Kc = [Fe]/[Fe2+][e-]^2。
在实验中，可以通过氧化还原反应和平衡实验来研究氧化还原反应和平衡的性质。
实验中需要用到一些化学试剂和仪器来观察和测量反应的过程和结果。
通过实验可以得到反应物和产物的化学式和平衡常数等信息，从而深入了解氧化还原反应和平衡的本质和规律。
- 1 -。
实验十五氧化还原反应和氧化还原平衡
实验十四氧化还原反应和氧化还原平衡［实验目的］学会装配电池。
掌握电极的本性、电对的氧化型或还原型物质的浓度、介质的酸度等因素对电极电势、氧化还原反应的方向、产物、速率的影响。
通过实验了解化学电池电动势。
［实验用品］见教材。
［基本操作］一、氧化还原反应和电极电势(1)在试管中加入0.5mL0.1MKI溶液和2滴O.IMFeCb溶液，摇匀后加入0.5mLCCl4, 充分振荡，观察CCl4层颜色有无变化。
(2)用O.IMKBr溶液代替KI溶液进行同样实验，观察现象。
(3)往两支试管中分别加入3滴碘水、溴水，然后加入约0.5mL0.1MFeS04溶液，摇匀后，注入0.5mLCCl4充分振荡，观察CCl4层有无变化。
根据以上实验结果，定性地比较BTBr-、1別-和Fe3+/Fe2+三个电对的电极电势。
［思考题］1.上述电对中哪个物质是最强的氧化剂？哪个是最强的还原剂？2.若用适量氯水分别与溴化钾、碘化钾溶液反应并加入CCI4,估计CCl4层的颜色。
二、浓度对电极电势的影响(1)往一只小烧杯中加入约30mL1mol • L-1ZnSQ溶液，在其中插入锌片；往另一只小烧杯中加入约30mL1mo卜L-1CuSQ溶液，在其中插入铜片。
用盐桥将二烧杯相连，组成一个原电池。
用导线将锌片和铜片分别与伏特计(或酸度计)的负极和正极相接，测量两极之间的电压(图9-3 )。
在CuSQ溶液中注入浓氨水至生成的沉淀溶解为止，形成深蓝色的溶液：CiT+4NH=［Cu(NH)4］2+测量电压，观察有何变化。
再于ZnSO溶液中加入浓氨水至生成的沉淀完全溶解为止：2+ 2+Zn +4NH=［Z n(N H"］测量电压，观察又有什么变化。
利用Nernst方程式来解释实验现象。
(2)自行设计并测定下列浓差电池电动势，将实验值与计算值比较。
Cu| CuSO0.01mol • L-1) II CuSO(1mol •匚1) | Cu在浓差电池的两极各连一个回形针，然后在表面皿上放一小块滤纸，滴加1mol •L-1N Q SO溶液，使滤纸完全湿润，再加入酚酞2滴。
基础化学：氧化还原平衡总结
/
MnO42−、ClO3-/Cl-、
O2/OH−、O2/H2O、AgCl/Ag、Ag2O/Ag、[Cu(NH3)4 ]2+ / Cu、Fe(OH)3 / Fe、
Cu2+/CuI、Fe(OH)3 / Fe(OH)2
I2 +2e 2I−
Cu2+ +2e Cu MnO−4 + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O
‡ 10.1 氧化还原反应的基本概念
1. 氧化数（氧化值） oxidation state
氧化数：是指某元素的一个原子的表观荷电数。 该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原 子而求得的。
例如： NaCl 钠离子氧化数为+1，氯离子氧化数为-1； HCl 氢原子氧化数为+1，氯原子氧化数为-1。
[Cu(NH3)2]+ + 2e Cu + 2NH3 Fe(OH)3 + 3e Fe + 3OH−
Cu2+ + I− + e CuI
Fe(OH)3 + e Fe(OH)2 + OH−
‡ 10.2 氧化还原反应方程式的配平
配平方法： ① 氧化数法：还原剂的氧化数升高总数等于 氧化剂的氧化数降低总数。 ② 离子电子法：还原剂失去电子总数等于氧 化剂得到电子总数。
H5I O6 I的氧化数为 + 7
S2
O
2− 3
S的氧化数为 + 2
S4
O
2− 6
S的氧化数为 + 2.5
Fe 3 O 4
Fe的氧化数为 + 8 3
O
O
(分析化学)第四章氧化还原滴定讲义
0 H 3 AsO 4 /H3 AsO 3
0.56V
E 0 0.4V
K 1029.8
反应十分完全，但因反应速度缓慢，不加催化剂，反 应很难进行。
E
0 2 MnO 4 /Mn
1.51V E
0 CO 2 /C2 O 2 4
0.49V
可发生：MnO4-+C2O42-+H+→Mn2++CO2+H2O 实际 反应极慢
分析化学-氧化还原滴定
第四章:氧化还原滴定法 4-1 氧化还原平衡 4-2 氧化还原反应的速度 4-3 氧化还原滴定曲线 4-4 氧化还原中的指示剂 4-5 氧化还原滴定前的预处理 4-6 常用的氧化还原滴定法 4-7 氧化还原滴定结果的计算 习题
2018/10/19 5-1
分析化学-氧化还原滴定
5-21
不能表示进行的真实情况．
2018/10/19
分析化学-氧化还原滴定
经历的反应历程： （a)不稳定的中间价态离子生成； （b)游离基反应； （c)活泼中间络合物。 二、影响反应速度的因素 1、氧化剂与还原剂的性质： 电子层结构不同， 反应历程不同 2、反应物浓度： 增加反应物浓度，加速反应进程 Cr2O72- +6I- +14H+ =2Cr3+ +3I2 +7H2O
2018/10/19 5-5
分析化学-氧化还原滴定
E随[H+]而改变，随 aOx和 aRed而变化。 25℃，r=1, 忽略离子间相互作用
2 E E 0 MnO 4 /Mn
三、条件电位 E
0
8 0.059 [MnO ][ H ] 4 lg 2 5 [Mn ]
氧化还原滴定法
0.0592 γ Oxα Re d 0.0592 cOx lg + lg z γ Re d α Ox z cRe d
θ
特定条件下 E = E
′
0.0592 cOx + lg z cRe d
溶液中， 查条件电位表 1 mol/L HCl 溶液中， Eθ′′ =1.28 V
E = E
θ
′
+ 0 . 0592 lg
z 2Ox1 + z1 Red 2 = z 2 Red 1 + z1Ox 2
Ox1 + z1e = Red 1 Ox 2 + z 2 e = Red 2
0.0592 [Ox1 ] E1 = E1 + lg z1 [ Red 1 ]
θ'
0.0592 [Ox 2 ] E2 = E2 + lg z2 [ Red 2 ]
温度升高10℃ 速度增大 温度升高 ℃，速度增大2~3倍； 倍 碘量法，加热引起碘挥发； 碘量法，加热引起碘挥发； 某些还原性物质被氧氧化； 某些还原性物质被氧氧化；
催化剂； 催化剂；
14
三、氧化还原滴定原理
(一) 氧化还原指示剂 Redox indicator 一 分类
自身指示剂 电对自身颜色变化， 电对自身颜色变化， MnO4- / Mn2+ 吸附 淀粉吸附 I2
§17-4
一、概述
氧化还原滴定法
二、氧化还原平衡 三、氧化还原滴定原理 四、氧化还原预处理 五、氧化还原滴定法的分类及应用示例
1
一、概述
氧化还原滴定法： 氧化还原滴定法：
以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。 以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。
特点： 特点：
实验15 氧化还原反应和氧化还原平衡.doc
实验15 氧化还原反应和氧化还原平衡.doc 实验目的：1. 理解氧化还原反应的概念和特点。
2. 学会运用氧化还原电位对氧化还原反应进行判断。
3. 初步了解氧化还原平衡的概念和基本规律。
4. 学会应用实验方法，观察反应的现象，测量电势，分析反应机理。
实验原理：氧化还原反应是指物质中原子的氧化态发生变化的化学反应。
在氧化还原反应中，涉及到电子的失去和得到。
一种原子失去电子而另一种原子得到电子，这种反应称为氧化还原反应。
2. 氧化还原电位氧化还原电位是氧化还原反应发生过程中电子的得失程度的量度。
在标准环境下，氧化还原电位的另一名是标准氧化还原电极电位，用 E0 表示。
正离子还原成其对应的原子的过程是极荷态变化，构成一种氧化还原反应。
标准氧化还原电极电位 E0 可以用于判断以一个半反应的氧化还原电势是否足以使得反应得到进行。
实验中一般是通过对标准氧化还原电极体系的测量，计算出氧化还原电位。
氧化还原平衡是指氧化还原反应达到平衡状态。
平衡时，氧化和还原反应速率相等，反应的物质浓度，在反应物质的相对浓度间遵循一定的定量规律。
在氧化还原反应中，每种物质都有它独特的氧化还原电位，当达到平衡状态时，反应物中低电位物质氧化剂氧化高电位物质还原剂还原，反之亦然。
在周围环境不变的情况下，氧化还原反应达到平衡时，氧化还原电位不变。
实验操作：化学试剂：FeSO4、BaBr2、NaClO等。
装置：单槽电位计、Pt电极、Cu电极等。
操作步骤如下：1. 实验前准备：①将饱和 KCl 溶液柠檬酸盐置于标准模型窗口中。
此类溶液用于电势比较和电极反应活度系数的计算。
②将含 NaClO 的溶液滴加到烧杯内，并用试管夹夹住。
2. 电势测量连接电极，进行电势测量，并记录所测到的结果。
3. 记录半反应及反应机理根据电势测量结果，分析所进行的氧化还原反应的半反应式及反应机理。
根据反应平衡原理和 Kc 的表达式计算氧化还原反应平衡常数 Kc，以了解氧化还原反应平衡的状态。
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氧化还原反应和氧化还原平衡
一，实验目的，
1，学会装配原电池。
2，掌握电极的本性，电对的氧化形成还原型物质的浓度，介质的酸度等因素对电极电势，氧化还原反应的方向，产物，速率的影响。
3，通过实验了解化学电池电动势。
二，实验用品，
1，仪器；试管（离心，10ml），烧杯（100ml，250ml），伏特计（或酸度计），表面皿，U形管。
2，固体药品；琼脂，氟化铵
3，液体药品；HCl（浓）HNO3（2mol/L 浓），HAc（6mol/L），H2SO4（1mol/L），NaOH（6mol/L 40%），NH3·H2O（浓），ZnSO4（1mol/L），CuSO4（0.01mol/L 1mol/L），KI（0.1mol/L），KBr（0.1mol/L），FeCl3（0.1mol/L），Fe2（SO4）（0.1mol/L），FeSO4（1mol/L），H2O2（3%），KIO3（0.1mol/L），溴水（饱和），碘水（0.1mol/L），氯水（饱和），KCl（饱和），CCl4，酚酞指示剂，淀粉溶液（0.4%）。
4，材料；电极（锌片及铜片），回形针，红色石蕊试纸（或酚酞试纸），导线，砂纸，滤纸。
三，基本操作；
试管操作，参见第三章三。
四，实验内容
（一）氧化还原反应和电极电势
（1），在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液和两滴0.1mol/LFeCl3溶液，摇匀后加入0.5mlCCl4，充分震荡，观察CCl4层颜色有无变化。
（2），用0.1mol/LKBr溶液代替KI溶液惊醒同样的实验，观察现象。
（3），往两支试管中分别加入3滴碘水，溴水，然后加入约0.5ml0.1mol/LFeSO4溶液，摇匀后，注入0.5mlCCl4，充分振荡，观察CCl4层有无变化。
根据以上实验结果，定性的比较Br2/Br—，I2/I—和Fe3+/Fe2+三个电对的电极电势。
[思考题]
1.上述电对中哪个物质是最强的氧化剂？哪个是最强的还原剂？
2.若用适量的氯水分别于溴化钾，碘化钾溶液反应并加入CCl4，估计CCl4层的颜色。
（二）浓度对电极电势的影响
（1），往一只小烧杯中加入约30ml 1mol/LZnSO4溶液，在其中插入锌片，往另一只小烧杯中加入约30ml 1mol/L的CuSO4溶液，在其中插入铜片。
用盐桥将二烧杯相连，组成一个原电池。
用导线将锌片和铜片分别与伏特计（或酸度计）的负极和正极相接，测量两极之间的电压。
（图9——3）。
在CuSO4溶液中注入浓氨水至生成沉淀溶解为止，形成深蓝色的溶液，
Cu2++ 4NH3 == [Cu（NH3）4]2+
9—3 测量电压，观察有何变化。
再于ZnSO4溶液中加入浓氨水至生成的沉淀完全溶解为止；
Zn2++ 4NH3 == [Zn（NH3）4]2+
测量电压，观察又有什么变化。
利用Nernest方程式来解释实验现象。
（2），自行设计并测定下列浓度差电池电动势，将实验值与计算值比较。
Cu|CuSO4（0.01mol/L）||CuSO4(1mol/L) |Cu
在浓差电池的两极个连一个回形针,然后在表面皿上放一小块滤纸,滴加1mol/LNa2SO4溶液，使滤纸完全润湿，再加入酚酞2滴。
将两极的回形针压在纸上，使其相距约1mm，稍等片刻，观察所压处，哪一端显红色。
思考题
1.利用浓差电池作电源电解Na2SO4水溶液实质是什么物质被电解？使酚酞
出现红色的一极是什么极？为什么？
2.酸度对Cl2/Cl—，Br2/Br—，I2/I—，Fe3+/Fe2+，Cu2+/Cu，Zn2+/Zn电对的电极
电势有无影响？为什么？
（三），酸度和浓度对氧化还原反应的影响
1，酸度的影响
（1）.在3支均盛有0.5ml 0.1mol/LNa2SO3溶液的试管中，分别加入0.5ml 1mol/L H2SO4溶液及0.5ml 蒸馏水和0.5ml 6mol/L的NaOH溶液，混合均匀后，再各滴入2滴0.01mol/Ｌ
KMnO4溶液，观察颜色的变化有何不同，写出反应式。
（2）.在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液和2滴0.1mol/L KIO3溶液，在加几滴淀粉溶液，混合后观察溶液颜色有何变化。
然后加2到3滴1mol/L H2SO4溶液酸化混合液，观察有什么变化，最后滴加2到3滴6mol/L NaOH式混合液显碱性，又有什么变化，写出有关反应式。
2，浓度的影响
（1）.往盛有H2O，CCl4和0.1mol/L Fe2（SO4）3各0.5ml的试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液，振荡后观察CCl4层的颜色。
（2），往盛有CCl4，1mol/L FeSO4和0.1mol/L Fe2（SO4）3个0.5ml 的试管中，加入0.5ml
0.1mol/L KI溶液，振荡后观察CCl4层的颜色。
与上一实验中CCl4层颜色有何区别？
（3）.在实验（1）的试管中，加入少许NH4F固体，振荡，观察CCl4层颜色的变化。
说明浓度对氧化还原反应的影响。
四，酸度对氧化还原反应速率的影响
在两支各盛有0.5ml 0.1mol/L的KBr溶液的试管中，分别加入0.5ml 1mol/L H2SO4
和6mol/L 的HAc溶液，然后各加入2滴0.01mol/L的KMnO4溶液，观察2支试管中紫红色褪去的速度。
分别写出有关的反应方程式。
[思考题]
这个实验是否说明KMnO4溶液在速度较高时，氧化性较强，为什么？
五，氧化数据中的物质的氧化还原性。
（1）.在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI和2到3滴1mol/L的H2SO4，再加入1到2滴3%H2O2，观察试管中溶液颜色的变化。
（2）.在试管中加入2滴0.01mol/L的KMnO4溶液，再加入3滴1mol/L的H2SO4溶液，摇匀后滴加2滴3%的H2O2，观察溶液颜色的变化。
[思考题]
为什么H2O2既具有氧化性，又具有还原性？试从电极电势予以说明。
[实验习题]
1.从实验结果讨论氧化还原反应和哪些因素有关
2.电解硫酸钠溶液为什么得不到金属钠？
3.什么叫浓差电池？写出实验二（2）电池符号，电池反应式，并计算电池电动
势。
4.介质对KMnO4的氧化性有何影响？用本实验事实及电极电势予以说明。
[附注]
盐桥的制法
称取1g琼脂，放在100ml KCl饱和溶液浸泡一会，在不断搅拌下，加热煮成糊状，趁热倒入U形玻璃管中（管内不能留有气泡，否则会增加电阻），冷却即成。
更为简便的方法可用KCl饱和溶液装满U形玻璃管，两管口以小棉花球塞住（管内不留有气泡），作为盐桥使用。
实验中还可用素烧瓷筒用作盐桥。
电极的处理；电极的锌片，铜片要用烧纸擦干净，以免增大电阻。