氧化还原反应 大学无机化学
电极电势(正)是金属表面的电势(V金属)与溶液本身的电势 (V溶液)之间的差值：
E = V金属 - V溶液
因此电极电势这一概念是指一金属相对于溶液而言的电势 值，它可以用来衡量金属失去电子本领的大小。
金属电极电势除与金属本身的活泼性和金属离子在溶液 中的浓度有关外，还取决于温度。在电极反应中的物质如果 都处于标准状态，这个电极叫做标准电极。
Wmax = -G
原电池的最大功与Gibbs函数
电功(J) = 电量(C)×电势差(V)
W = nEF
电池反应 rGm = -nFE 标准状态： rGm = nFE
Eθ的单位V乘以电量的单位C得到的是能量单位J(焦耳)，当ΔGθ的单位 用J·mol-1表示时，用下式计算：
(3) 取出盐桥，检流计指针回至零点; 放入盐桥，指针又发 生偏转，说明盐桥起了使整个装置构成通路的作用。
在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁 移完成的。
上述装置中所进行的总反应是: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
但这种氧化还原反应的两个半反应分别在两处进行，一 处进行还原剂的氧化，另一处进行氧化剂的还原。电子不是 直接从还原剂转移给氧化剂，而是通过外电路进行转移。电 子进行有规则的定向流动，从而产生了电流，实现了由化学 能到电能的转化。
这种借助于氧化还原反应产生电流的装置，叫做原电池。 上述原电池叫做铜锌原电池。
❖ 原电池的表示方法：
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+) “|”表示液-固相有一界面； “‖”表示盐桥。
在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度
原电池
给出电子的电极为负极 （发生氧化反应 ） 接受电子的电极为正极 （发生还原反应 ）
iii) 金属金属难溶盐或氧化物阴离子电极 Ag-AgCl (s) │ Cl– (c1)
iv) “氧化还原”电极 Pt │ Fe3+(c1), Fe2+(c2)
电极电势的应用
判断氧化剂和还原剂的强弱 判断氧化还原反应进行的方向 求平衡常数 求浓度积常数 在元素电势图中的应用
i) 判断氧化剂和还原剂的强弱
氧化数
某元素一个原子的电荷数，这种电荷数由假设把化合物中各成键的电子 都归电负性更大的原子而求得。
确定氧化数的规则如下
1、在单质中（Cu，O2，O3），元素原子的氧化数为零 2、分子中，所有原子的氧化数的代数和为零
3、在简单离子化合物中，正负离子的电荷数就是它的氧化数；在多原子离 子中，各原子的氧化数的代数和等于离子的电荷数。
4、若干关键元素在化合物中的氧化数有定值。
a. 氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在活泼金属的
氢化物（NaH，CaH2 ，LiAlH4等中）其氧化数为-1。 (ZrH1.98则有不同的含义)
b. 氧在化合物中氧化数一般为-2。例外的有：H2O2，
Na2O2中O为-1；OF2中O为+2；KO2（超氧化钾）中O 为-1/2；O3-中氧为-1/3。
iii) 求平衡常数
1mol电子为6.0221023个电子，1个电子的电量为1.6021019 库仑，则 1mol 电子所带的电量为
6.02210231.6021019 = 96472 (C) ≌96500 (C) = 1 F
原电池很容易在恒温、恒压下操作。在这种条件下，原电池所做的最 大电功(产生电流，可以作电功)等于化学反应自由能的降低，即
氧化还原反应
§ 9-1 氧化还原反应的基本概念
氧化还原反应的定义 氧化数
定义
最初：把一种物质同氧化合的反应称为氧化 把含氧的物质失去氧的过程称为还原
后来：氧化过程实质上是失去电子的过程 还原过程实质上是得到电子的过程
氧化还原反应 有电子的得失或电子的重排发生的反应，反应前后某些原 子的带电状态发生变化，表现为某些元素氧化数的变化。有氧化数变化的 反应称为氧化还原反应。
Eθ =1.51 V
ii) Eθ是在水溶液标准状态下水溶液中测出。非水溶液、高温、 固相反应等不适用。
c) 用Eθ 判断反应能否进行……
如Eθ+ 与 Eθ- 相差较大（ > 0.3 V，n = 1），则可直接判断， lgK = n[Eθ+ - Eθ-]/0.0592。
但如果相差很近，则要计算。特别是溶液中离子浓度远偏离标准状态及 有H+或OH-参加反应的情况更要特别小心，要经过计算
c.碱金属的氧化数为+1，碱土金属的氧化数为+2。
计算下列各元素的氧化数
1、CO2
2、HCHO
3、KClO4
CH4
H3COH HCOOH HCHO
化合价
4
4
4
4
氧化数
4
2
+2
0
§ 9-2 氧化还原反应与电化学
电化学 原电池 电极电势
电化学
在氧化还原反应中某些物质有氧化数的升高或降低，或者 说有电子从一种原子(或离子)向另一种原子(或离子)的转移 ，因此氧化还原反应与电现象密切有关。研究化学反应中 电现象及其应用的学科叫做电化学。
在一个烧杯中放入含有Fe2+和Fe3+的溶液; 另一烧杯中放入含有Sn2+ 和 Sn4+ 的溶液，分别插入铂片作为电极，用盐桥、导线等联接起来成为 原电池，这样也会有电流产生吗？
电极电势
电极电势 标准电极电势 电极类型与电极的表示方式 电极电势的应用
电极电势 为什么电子从Zn原子转移给Cu2+ 而不是从Cu原子转移给Zn2+ 呢?
立了如下的平衡：H2 (100 kPa)
2H+ (1.0 mol kg-1)
产生在标准氢电极和硫酸溶液之间的电势
测定方法 规定标准氢电极的标准电极电势在任意温度下为零，其他
标准电极与它比较，便可测得标准电极电势之间的相对大小
从金属活泼性的角度来说, Eθ (Zn2+/Zn) = -0.763 V 意味着什么?
注意点
i) Eθ 值与反应速率无关。这是从热力学角度衡量反应进行的 可能性及程度，是电极处于平衡状态时表现出的特征值，与 速度、平衡快慢无关，是一强度性质。
MnO4 - + 8 H+ + 5e
Mn2+ + 4 H2O
S2O82- + 2e = 2 SO42- Eθ =2.01 V
尽管Eθ 大，反应条件：，Ag+催化
比较各电对的标准电极值的大小，可以得知，一般电极电势数 值小，电对中还原型物质失电子能力强。或者说，某电对的电极电势 愈大，其氧化型是较强的氧化剂，还原型是较弱的还原剂。反之，某 电对的电极电势愈小，其还原型是较强的还原剂，氧化型是较弱的氧 化剂
其它一些电极作为参比电极（参比电极必须比较稳定，其电势值可根据
不断地沉积在锌片上，蓝色硫酸铜溶液的颜色逐渐变浅。与
此同时还伴随着锌片的溶解。锌与铜离子之间发生了氧化还
原反应：
Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
由于锌与硫酸铜溶液直接接触，电子就从锌原子直接转给
铜离子(不会形成电子的定向流动)。随着氧化还原反应的进行， 有热量放出，说明反应过程中化学能转变为热能，但并不能做
ii) 如果电对Zn2+ +2e Zn的Eθ为 - 0.76 V, 那么2Zn2+ +4e 2Zn仍为- 0.76 V, 而不是它的两倍。因为标准电极电势反映 得失电子的倾向，这种性质的数值与物质的数量无关。
电极类型与电极的表示方式
i) 金属-金属离子电极 Zn │ Zn2+(c1)
ii) 气体-离子电极 Pt, H2(g) │ H+(c1)
a) 确定氧化剂和还原剂 b) 查两个电对的标准电极电势 c) 求标准电动势，从是否大于零可知其反应方向
1、 金属Fe 能置换Cu2+, 但为什么FeCl3 又能溶解Cu 板?
2、今有一含Cl– 、Br–、 I– 三种离子的混合液，欲使I– 氧 化为I2又不使 Cl– 、Br– 氧化，在常用的氧化剂H2O2、 Fe2(SO4)3 和KMnO4 中，选择哪一种符合上述要求？
电极电势的产生
把任何一种金属片（M）插入水中，由于极性很大的水分子与构成晶格 的金属离子相吸引而发生水合作用，结果一部分金属离子与金属中的其它 金属离子之间的键力减弱，甚至可以离开金属而进入与金属表面接近的水 层之中。金属因失去金属离子而带负电荷，溶液因进入了金属离子而带正 电荷，这两种相反电荷彼此又相互吸引，以致大多数金属离子聚集在金属
标准电极电势
①金属的标准电极电势 ：
金属与该金属离子的质量摩尔浓度为1 mol·kg—l的溶液 相接触的电势
②氢的标准电极电势
将镀有一层蓬松铂黑电极用气压为100 kPa的干燥纯氢
气饱和，并放在氢离子浓度为 1.0 mol·kg—1的硫酸溶液中，
铂黑表面经常与氢和酸溶液接触而形成的电极，叫做标准
氢电极，这个装置叫做标准氢半电池，在这个电极表面建
如： H3AsO4 + 2I- + 2 H+ = H3AsO3 + I2 + H2O Eθ(H3AsO4/ H3AsO3) = +0.56V，Eθ( I2 /I-) = 0.535 V Eθ = 0.56-0.54 = 0.02 V ＞ 0。
但如果 [H3AsO4] = [I-] = [ H3AsO3] =1 mol∙L–1，而[H+] = 10-8 mol∙L–1 则 E+θ = 0.088 V，E = 0.088-0.535 = -0.477 V ＜ 0。
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无机化学第7章氧化还原反应
实验结果与讨论
实验结果
通过实验观察和测量，可以记录到电 流计和电压计的变化情况，从而得出 氧化还原反应过程中电子转移的结论 。
结果讨论
根据实验结果，分析氧化还原反应的 特点和规律，探讨影响氧化还原反应 的因素，以及在实际生产中的应用。
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子被氧化。
电子从还原剂转移到氧化剂
02
电子从还原剂转移到氧化剂是氧化还原反应的本质，也是判断
氧化剂和还原剂的依据。
反应趋向于降低电位
03
在自发反应中，反应总是趋向于降低电位，即趋向于更稳定的
电子状态。
氧化还原反应的速率
1 2
反应速率与反应物浓度成正比
在一定条件下，反应速率与反应物浓度呈正比关 系，即反应物浓度越大，反应速率越快。
特点
氧化还原反应是电子转移的过程 ，通常伴随着元素氧化数的变化 ，并伴随着能量的变化。
氧化数与氧化态
氧化数
表示元素在化合物中的氧化态，通常用罗马数字表示。例如，在H₂O中，H的 氧化数为+1，O的氧化数为-2。
氧化态
表示元素在某个特定反应中的氧化状态，通常用希腊字母表示。例如，在反应 H₂O + O₂ → H₂O₂中，H的氧化态为+1，O的氧化态为-1。
在达到平衡后，如果增加某一反应物的浓度，平衡会向减少该物质浓度的方向移动。
压力变化对平衡的影响取决于反应前后气体分子数的变化
如果反应前后气体分子数发生变化，压力变化会对平衡产生影响；反之则不会。
04 氧化还原反应的应用
在化学工业中的应用
氧化还原反应在化学工业中有着广泛的应用，如合成 有机物、制备无机物和金属冶炼等。
无机化学简明教程第7章 氧化还原反应可编辑全文
H+浓度为1mol·L-1的酸溶液中。不断地通入压力为101.3
kPa的氢气流，使铂黑电极上吸附的氢气达到饱和。这时，
H2与溶液中H+可达到以下平衡：
电极反应： 2H (aq) 2e = H2 g
电电对对：：H/H2
E
H /H2
= 0.000V
无机化学
33
表示为: H+ H2(g) Pt
H2←
即: Cr(OH)3 (s) + 5OH- = CrO42- + 4H2O + 3e-
②
①×3+②×2得
2Cr(OH)3 (s) + 3Br2 (l) + 10OH- = 2CrO42- + 6Br- + 8H2O
2Cr(OH)3 (s) + 3Br2 (l) + 10KOH= 2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O
() Pt Fe2 1.0mol L1 , Fe3 0.1mol L1 ‖ Cl 2.0mol L1 Cl2101325Pa Pt ()
无机化学
21
例2：将反应: SnCl2 +FeCl3 SnCl4 +FeCl2 组成一个原电池，写出其电池组成及正负极的电极反应。
解： <–> Sn2+ – 2e
S4O62S4O62 S的氧S的化氧数化为数 为2.5 2.5 CCHH33CCOOOOHH CC的的氧氧化化数数为为00
无机化学
7
4、氧化还原电对
对氧化还原反应 Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu O1 R1 O2 R2
Cu2+ /Cu ， Zn2+ /Zn 称为氧化还原电对 氧化态和还原态成共轭关系:
大学无机化学-第七章-氧化还原反应-电化学基础-课件
② 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应 ③ 分别配平两个半反应方程式，等号两边的各
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
种元素的原子总数各自相等且电荷数相等 ④ 确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍
数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的 系数，使得、失电子数目相同。然后，将两者合 并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。 有时根据需要可将其改为分子方程式。
3Cl2 (g) + 6OH- = 5Cl- + ClO3- + 3H2O 3Cl2 (g) + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
例 4 配平方程式
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH
K2CrO4 + KBr
Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
电极组成：Pt , Cl2(p) | Cl- (a)
电极反应： Cl2 + 2e
2Cl-
无机化学
§7.2 电化学电池
3. 金属-金属难溶盐-阴离子电极
将金属表面涂有其金属难溶盐的固体，然后浸 入与该盐具有相同阴离子的溶液中构成的电极
电极组成：Ag ,AgCl(s)| Cl- (a) 电极反应：AgCl + e Ag + Cl电极组成：Hg ,Hg2Cl2(s)| Cl- (a) 电极反应：Hg2Cl2+2e 2Hg +2Cl-
无机化学
§7.1 氧化还原反应的基本概念
2-2 半反应法（离子—电子法） 配平原则 （1）反应过程中氧化剂得到的电子数等于还
原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等
大学无机化学第五章 氧化还原
2KMnO4 + 16HCl ≒ 2MnCl2 +5Cl2 + 2KCl + 8 H2O
解：① 把此反应改写为离子反应方程式：
2MnO4- + 16H＋ +10 Cl - ≒ 2Mn2＋ +5Cl2 + 8H2O ② 根据离子反应式写出电极反应 正极(还原)： MnO4- + 8H+ + 5e ≒ Mn2+ + 4H2O 负极(氧化)： 2Cl- - 2e ≒ Cl2
3. 标准电极电势表（298.15K，酸性溶液中）
氧化态 电子数 还原态
氧 化 剂 的 氧 化 能 力 增 强 K+ ＋ e Na+ ＋ e Zn2+ ＋2e Fe2+ ＋2e Sn2+ ＋2e Pb2+ ＋2e 2H+ ＋2e Cu2+ ＋2e I2 ＋2e Fe3+ ＋ e Ag+ ＋ e MnO4-+8H+ ＋5e F2 ＋ 2e ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ EΘ/V K -2.931 Na -2.710 Zn - 0.762 Fe - 0.447 Sn - 0.14 Pb - 0.126 H2 ＋0.000 Cu ＋0.342 2I＋0.536 Fe2+ ＋0.771 Ag ＋0.800 Mn2++4H2O ＋1.507 2F＋2.866 还 原 剂 的 还 原 能 力 增 强
(3) 电极符号：Pt(s) ︳H2 (P θ) ︳H+ (c=1)
氢电极作为标准电极，使用条件非常严格，制作和纯化 复杂故在实际测定时，常采用甘汞电极作为参比电极。
饱和甘汞电极：
解：① 把此反应改写为离子反应方程式：
2MnO4- + 16H＋ +10 Cl - ≒ 2Mn2＋ +5Cl2 + 8H2O ② 根据离子反应式写出电极反应 正极(还原)： MnO4- + 8H+ + 5e ≒ Mn2+ + 4H2O 负极(氧化)： 2Cl- - 2e ≒ Cl2
3. 标准电极电势表（298.15K，酸性溶液中）
氧化态 电子数 还原态
氧 化 剂 的 氧 化 能 力 增 强 K+ ＋ e Na+ ＋ e Zn2+ ＋2e Fe2+ ＋2e Sn2+ ＋2e Pb2+ ＋2e 2H+ ＋2e Cu2+ ＋2e I2 ＋2e Fe3+ ＋ e Ag+ ＋ e MnO4-+8H+ ＋5e F2 ＋ 2e ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ ≒ EΘ/V K -2.931 Na -2.710 Zn - 0.762 Fe - 0.447 Sn - 0.14 Pb - 0.126 H2 ＋0.000 Cu ＋0.342 2I＋0.536 Fe2+ ＋0.771 Ag ＋0.800 Mn2++4H2O ＋1.507 2F＋2.866 还 原 剂 的 还 原 能 力 增 强
(3) 电极符号：Pt(s) ︳H2 (P θ) ︳H+ (c=1)
氢电极作为标准电极，使用条件非常严格，制作和纯化 复杂故在实际测定时，常采用甘汞电极作为参比电极。
饱和甘汞电极：
大学无机化学课件氧化-还原
大学无机化学课件氧化-还原
目录
CONTENTS
• 氧化-还原反应的基本概念 • 氧化-还原反应的原理 • 氧化-还原反应的实例 • 氧化-还原反应的应用 • 氧化-还原反应的实验操作
01 氧化-还原反应的基本概念
CHAPTER
定义与分类
定义
氧化-还原反应是电子在两个不同原 子间转移的反应，其中氧化是指电子 损失的过程，还原则是电子获得的过 程。
ABCD
还原剂是能够提供电子的 物质，通常是具有较低氧 化数的元素或化合物。
常见的氧化剂包括氧气、 高锰酸钾、硝酸等，常见 的还原剂包括氢气、金属、 碳等。
氧化数的变化与电子转移的关系
氧化数表示元素或化合物在氧化-还原状态下的电荷数， 可以用来描述电子转移的过程。
当电子从还原剂转移到氧化剂时，还原剂的氧化数升高， 而氧化剂的氧化数降低。
通过双线桥法或单线桥法表示电子转移的方向和数量，清晰地展示出氧化剂、还 原剂以及电子转移的过程。
电极反应式表示法
将氧化-还原反应拆分为两个半反应，分别表示为阳极和阴极反应式，有助于理 解和分析反应机理。
02 氧化-还原反应的原理
CHAPTER
电子转移过程
01 02 03 04
电子转移是氧化-还原反应的核心，它决定了反应的进行方向和速率 。
金属与酸反应
金属与酸反应，通常会生 成氢气和对应的金属盐， 同时金属被氧化。
非金属的氧化
非金属氧化物生成
非金属与氧气反应，生成非金属氧化物，如二氧化碳 的生成。
非金属燃烧
非金属在氧气中燃烧，如硫在空气中燃烧生成二氧化 硫。
非金属与碱反应
非金属与碱反应，通常会生成盐和水，同时非金属被 氧化。
目录
CONTENTS
• 氧化-还原反应的基本概念 • 氧化-还原反应的原理 • 氧化-还原反应的实例 • 氧化-还原反应的应用 • 氧化-还原反应的实验操作
01 氧化-还原反应的基本概念
CHAPTER
定义与分类
定义
氧化-还原反应是电子在两个不同原 子间转移的反应，其中氧化是指电子 损失的过程，还原则是电子获得的过 程。
ABCD
还原剂是能够提供电子的 物质，通常是具有较低氧 化数的元素或化合物。
常见的氧化剂包括氧气、 高锰酸钾、硝酸等，常见 的还原剂包括氢气、金属、 碳等。
氧化数的变化与电子转移的关系
氧化数表示元素或化合物在氧化-还原状态下的电荷数， 可以用来描述电子转移的过程。
当电子从还原剂转移到氧化剂时，还原剂的氧化数升高， 而氧化剂的氧化数降低。
通过双线桥法或单线桥法表示电子转移的方向和数量，清晰地展示出氧化剂、还 原剂以及电子转移的过程。
电极反应式表示法
将氧化-还原反应拆分为两个半反应，分别表示为阳极和阴极反应式，有助于理 解和分析反应机理。
02 氧化-还原反应的原理
CHAPTER
电子转移过程
01 02 03 04
电子转移是氧化-还原反应的核心，它决定了反应的进行方向和速率 。
金属与酸反应
金属与酸反应，通常会生 成氢气和对应的金属盐， 同时金属被氧化。
非金属的氧化
非金属氧化物生成
非金属与氧气反应，生成非金属氧化物，如二氧化碳 的生成。
非金属燃烧
非金属在氧气中燃烧，如硫在空气中燃烧生成二氧化 硫。
非金属与碱反应
非金属与碱反应，通常会生成盐和水，同时非金属被 氧化。
大学基础课程无机化学课件p氧化还原反应定稿
+1
+2
NaClO + 2FeSO4 + H2SO4
氧还
介
化原
质
剂剂
–1 +3
NaCl + Fe2(SO4)3 + H2O
还氧 原化 产产 物物
三、氧化还原半反应
任何一个氧化还原反应由两个半反应组成:
氧化数升高 氧化
H2O2 + Fe2+ + H+ → H2O + Fe3+
氧化数降低 还原
还原剂的氧化反应: Fe2+ - e- → Fe3+ 氧化剂的还原反应: H2O2 + 2e- + 2H+ →2H2O
Cu2+/Cu 氧化还原电对
半电池 半电池
原电池 氧化还原电对：
由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成
氧化还原电对表示方法 氧化型物质/还原型物(Ox/Red)
如 Cu2+/Cu、Zn2+/Zn、H+/H2、Sn4+/Sn2+
氧化型 + ne- 还原型
一个电对氧化型的氧化能力越强， 则共轭电对的还原型还原能力越弱；
氧化数可以是正数、负数，也可以是 整数、分数、零。
Question “氧化数”与“ 化合价” 和“ 共价数”有否区 别？
氧化数不等同化合价
氧化数 荷电数 有正负 可为分数
化合价 原子相互结合的个数比
无正负 无分数
如
CH4
氧化数 -4
化合价 4
CH3Cl -2
4
CCl4 +4
4
CH2Cl2 0
4
氧化数与共价键数不同。
最新大学无机化学课件氧化-还原
(1) 写出离子方程式：Cr2O72- + I- + H+ → Cr 3+ + I2+ H2O (2) 写出氧化半反应： I- － e - → I2
还原半反应： Cr2O72- + e - → Cr 3+
(3) 分别配平，使等式两边的原子个数和净电荷相等：
离子－电子式 2I- －2e - → I2
………………… ①
大学无机化学课件氧化-还原
(二) 氧化还原反应的特点
1. 氧化还原概念的发展 (1) 在化学发展的初期，氧化是指物质与氧化合的过程，
还原是指物质失去氧的过程。 例:2Hg + O2→2HgO ，2HgO →2Hg + O2 (2) 随后氧化还原的概念扩大了，认为物质失去氢的过程 也是氧化，与氢结合的过程则是还原。在有机化学和生 物化学中应用较为广泛。例：
(4)多原子离子中，所有元素的氧化值之和等于该离子所
带电荷数。 例：SO4 2-中，(Ⅵ)＋(- Ⅱ)× Ⅳ = -2。
(5)O在化合物-中Ⅰ的/ Ⅱ氧化值一般为Ⅰ-2-，ⅠH为＋1
-Ⅰ
但超氧化物KO2，过氧化物H2O2，金属氢化物如CaH2。
大学无机化学课件氧化-还原
【例1】求Cr2O72-中 Cr的氧化值。 解：设Cr2O72-中Cr的氧化值为x： 2 x + 7 ×(- Ⅱ) = - Ⅱ x = Ⅵ 则Cr的氧化值为Ⅵ 。
(+1)×2
(3) 调整系数，使氧化数变化值相等
2KMnO4 + 10HCl →2MnCl2 +5Cl2 (4) 原子数和静电荷数配平
2KMnO4 + 16HCl = 2MnCl2 +5Cl2 + 2KCl + 8 H2O
氧化还原反应 大学无机化学ppt课件
这种借助于氧化还原反应产生电流的装置，叫做原电池。 上述原电池叫做铜锌原电池。
❖ 原电池的表示方法：
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+) “|”表示液-固相有一界面； “‖”表示盐桥。
在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度
原电池
给出电子的电极为负极 （发生氧化反应 ） 接受电子的电极为正极 （发生还原反应 ）
4、若干关键元素在化合物中的氧化数有定值。
a. 氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在活泼金属的
氢化物（NaH，CaH2 ，LiAlH4等中）其氧化数为-1。 (ZrH1.98则有不同的含义)
b. 氧在化合物中氧化数一般为-2。例外的有：H2O2，
Na2O2中O为-1；OF2中O为+2；KO2（超氧化钾）中O 为-1/2；O3-中氧为-1/3。
立了如下的平衡：H2 (100 kPa)
2H+ (1.0 mol kg-1)
产生在标准氢电极和硫酸溶液之间的电势
测定方法 规定标准氢电极的标准电极电势在任意温度下为零，其他
标准电极与它比较，便可测得标准电极电势之间的相对大小
从金属活泼性的角度来说, Eθ (Zn2+/Zn) = -0.763 V 意味着什么?
(3) 取出盐桥，检流计指针回至零点; 放入盐桥，指针又发 生偏转，说明盐桥起了使整个装置构成通路的作用。
在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁 移完成的。
上述装置中所进行的总反应是: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
但这种氧化还原反应的两个半反应分别在两处进行，一 处进行还原剂的氧化，另一处进行氧化剂的还原。电子不是 直接从还原剂转移给氧化剂，而是通过外电路进行转移。电 子进行有规则的定向流动，从而产生了电流，实现了由化学 能到电能的转化。
❖ 原电池的表示方法：
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+) “|”表示液-固相有一界面； “‖”表示盐桥。
在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度
原电池
给出电子的电极为负极 （发生氧化反应 ） 接受电子的电极为正极 （发生还原反应 ）
4、若干关键元素在化合物中的氧化数有定值。
a. 氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在活泼金属的
氢化物（NaH，CaH2 ，LiAlH4等中）其氧化数为-1。 (ZrH1.98则有不同的含义)
b. 氧在化合物中氧化数一般为-2。例外的有：H2O2，
Na2O2中O为-1；OF2中O为+2；KO2（超氧化钾）中O 为-1/2；O3-中氧为-1/3。
立了如下的平衡：H2 (100 kPa)
2H+ (1.0 mol kg-1)
产生在标准氢电极和硫酸溶液之间的电势
测定方法 规定标准氢电极的标准电极电势在任意温度下为零，其他
标准电极与它比较，便可测得标准电极电势之间的相对大小
从金属活泼性的角度来说, Eθ (Zn2+/Zn) = -0.763 V 意味着什么?
(3) 取出盐桥，检流计指针回至零点; 放入盐桥，指针又发 生偏转，说明盐桥起了使整个装置构成通路的作用。
在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁 移完成的。
上述装置中所进行的总反应是: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
但这种氧化还原反应的两个半反应分别在两处进行，一 处进行还原剂的氧化，另一处进行氧化剂的还原。电子不是 直接从还原剂转移给氧化剂，而是通过外电路进行转移。电 子进行有规则的定向流动，从而产生了电流，实现了由化学 能到电能的转化。
大学无机化学课件第四章氧化还原反应2
较弱 较弱 + 还原剂 氧化剂
1.氧化还原反应自发进行的判据
E > 0 ；E(氧化剂)>E(还原剂) (1) 标准态时
只需比较E (氧化剂)和E (还原剂)大小
例1 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+ 在标准态时反应自发进行的方向
电对 E /V
2014-11-3
Pb2+/Pb -0.126V
Pb2+/Pb -0.126V
无机化学
>
Sn2+/Sn -0.136V
反应自发向右进行
1.氧化还原反应自发进行的判据
E > 0 ；E(氧化剂)>E(还原剂)
(2) 非标准态时 先根据 Nernst 方程求出 E(电对),再计算电动势E或比较E(电对) 例2 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+ 2+) c (Pb 0.0010 时反应自发进行的方向 在 = c(Sn2+) 1.0 E (Pb2+/Pb)/V E(Pb2+/Pb)/V E (Sn2+/Sn)/V < -0.126 -0.215 -0.136
c(H+) 强酸性介质 强碱性介质
酸度
HAsO2+I2+2H2O
E(H3AsO4/HAsO2) E (I2/I-) 反应 介质 方向 molL-1 V V 4.0 0.60 酸性 > 0.5355 向右 0.086 碱性 1.0×10-8 < 0.5355 向左
2014-11-3 无机化学
H3AsO4+2I-+2H+ (1) 酸性介质
大专无机化学课件-氧化还原
确定氧化数的规则： 确定氧化数的规则： ①单质中，元素的氧化数为零。 单质中，元素的氧化数为零。 ②在单原子离子中，元素的氧化数等 在单原子离子中， 于该离子所带的电荷数 。 ③在大多数化合物中，氢的氧化数为 在大多数化合物中， +1；只有在金属氢化物中氢的氧化数为 -1。 ； 。 ④通常，氧在化合物中的氧化数为-2； 通常，氧在化合物中的氧化数为 ； 但是在过氧化物中，氧的氧化数为 ， 但是在过氧化物中，氧的氧化数为-1，在 氟的氧化物中， 氟的氧化物中，如OF2 和O2F2中，氧的氧 化数分别为+2和 。 化数分别为 和+1。
配平。（逆向配平） 配平。（逆向配平） 。（逆向配平
离子电子法配平步骤：
①用离子式写出主要反应物和产物 气 离子式写出主要反应物和产物(气 写出主要反应物和产物 纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。 体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式 。 ②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧 分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧 写出 化的半反应 半反应。 化的半反应。 ③分别配平两个半反应方程式，等号两 分别配平两个半反应方程式， 配平两个半反应方程式 边的各种元素的原子总数各自相等且电荷 数相等。 数相等。
化简得：
−
−
− 3
3Cl 2 + 6OH = 5Cl + ClO + 3H 2 O
−
−
− 3
3Cl 2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O
例3：配平方程式 ： Cr(OH)3 (s) + Br2 (l) + KOH 解： Cr(OH)3 (s) + Br2 (l)
2+
Zn (aq) + Cu(s)