第八章+氧化还原反应2复旦大学普通化学
第8章氧化还原反应和电极电势基础化学
一、氧化值 (氧化数，oxidation number)
是某元素一个原子的表观荷电数，这种荷电数 由假设把每个化学键中的电子指定给电负性较大的 原子而求得。
1．确定氧化值的规则 ⑴ 单质的氧化值为零 ⑵ 离子的氧化值等于其电荷数 ⑶ 通常氢+1，氧-2，ⅠA族 +1，ⅡA族 +2，卤族-1 ⑷ 中性分子中，各元素氧化值之代数和为零 ⑸ 复杂离子的氧化值等于各元素氧化值之代数和
三、氧化还原半反应和氧化还原电对
氧化还原反应： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
Cu2+ + 2e- → Cu （1） Zn → Zn2+ + 2e- （2）
氧化还原半反应
+ 2+
Zn
2e-
I2 + 2e-
2
+
H
+
2e-
MnO4
+ 8H++
5e-
Zn
2I H2
+ 2+
M n 4H2O
半反应由同一元素原子的不同氧化值组成，其 中氧化值高的为氧化态,氧化值低的为还原态。
⒉ 判断标态下氧化还原反应的方向
Ox1 + Red2
Ox2 + Red1
若 1 ＞ 2 ，反应 1 ＜ 2 ，反应
例8-4
根据下列反应，定性判断 Br2/Br-、I2/I-、 Fe3+/Fe2+ 三个电对的电极电位的相对大小。
⑴ 2Fe3+ + 2I- = I2 + 2Fe2+ ⑵ Br2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Br-
第八章 氧化还原反应与氧化还原滴定法
单原子离子元素的氧化值等于它所带的电荷数。如碱金属的氧
化值为 1，Na+，碱土金属的氧化值为2，Mg2+。 在多原子的分子中所有元素的原子氧化值的代数和等于零；在 多原子的离子中所有元素的原子氧化值的代数和等于离子所带 的电荷数Cr2O72- 。
(4) 原电池的表示法
( - ) Zn(s)∣ZnSO4 (c1)‖Cu2+ (c2)∣Cu(s)(+)
界面 c1 盐桥 c2 界面
正 极 负 极
原电池的电动势 φ池 ＝ φ正－ φ负 ＝ φ阴－ φ阳
二、标准电极电势
（1）标准电极电势
指标准电极的电势。凡是符合标准态条件的电
极都是标准电极。
● 所有的气体分压均为1×105 Pa ● 溶液中组成电极的离子浓度为1mol· -1 L ● 所有纯液体和固体均为1×105 Pa条件下最稳定或 最常见的形态
第八章
氧化还原反应和 氧化还原滴定法
本章教学要求
1. 理解氧化还原反应的基本概念；
2. 掌握氧化还原方程式的两种配平方法；
3. 掌握原电池的组成、原理、电极反应
4. 熟悉能斯特公式、影响电极电势的因素及 其应用； 5. 掌握重铬酸钾法、高锰酸钾法及碘量法的 原理、氧化还原滴定法的计算 。
8.1 氧化还原反应的基本概念
Question 2
Solution
确定下列化合物中S原子的氧化数：
(a) H2SO4；(b) Na2S2O3；(c) K2S2O8；
(d) SO32- ；(e) S4O62- 。 设题给化合物中S原子的氧化数依次为x1， x2，x3，x4和x5，根据上述有关规则可得:
第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法.
第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法第一节氧化还原反应的基本概念第二节氧化还原反应方程式的配平、教学目的掌握氧化还原反应的基本概念，能配平氧化还原反应方程式二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：氧化数的概念，方程式的配平2. 难点：氧化数的概念三、教学过程内容安排：第一节课：介绍氧化还原反应的基本概念第二节课：介绍离子- 电子法配平氧化还原反应方程式课堂交流：关于氧化数的理解课堂练习：186页1、3第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的课堂交流：对电极电势的理解第三节电极电势掌握电极电势的基本概念，能用能斯特方程进行有关计算二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：理解电极电势的概念，能用能斯特方程进行有关计算2. 难点：电极电势的概念三、教学过程第二节课：介绍能斯特方程内容安排：第一节课：介绍原电池、电极电势第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的课堂练习：186页4课堂交流：对电极电势的理解第八章 氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的掌握电极电势在有关方面的应用 二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：能计算原电池电动势， 判断氧化还原反应的方向， 能确定氧化还原反应 的平衡常数2.难点：判断氧化还原反应的方向，K sp ®, K 稳的计算三、教学过程第一节课：介绍计算原电池电动势，判断氧化还原反应的方向第二节课：介绍确定氧化还原反应的平衡常数介绍K sp ", K 稳的计算课堂练习：186页 12第四节 电极电势的应用课堂交流： 对确定氧化还原反应的平衡常数的理解内容安排：第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法第四节元素电势图及其应用、教学目的掌握元素电势图及其应用二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：元素电势图及其应用2. 难点：元素电势图及其应用三、教学过程内容安排：第一节课：介绍元素电势图第二节课：介绍元素电势图的应用课堂交流：对元素电势图的理解第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的第二节课：氧化还原滴定曲线课堂交流：氧化还原滴定曲线第六节氧化还原滴定法了解氧化还原滴定法中指示剂类型及氧化还原滴定法特点二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：氧化还原滴定曲线及氧化还原滴定法指示剂2. 难点：氧化还原滴定曲线三、教学过程内容安排：第一节课：氧化还原滴定法特点第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法第六节氧化还原滴定法、教学目的了解氧化还原滴定法中指示剂类型二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：氧化还原滴定法指示剂2. 难点：氧化还原滴定法指示剂三、教学过程内容安排：第一节课：氧化还原滴定法指示剂第二节课：常用的氧化还原滴定法课堂交流：氧化还原滴定法指示剂第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法第七节常用的氧化还原滴定法、教学目的熟练掌握氧化还原滴定法主要方法和应用二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：氧化还原的预处理2. 难点：氧化还原的预处理三、教学过程内容安排：第一节课：重铬酸钾法标准溶液配制，预处理第二节课：重铬酸钾法应用示例课堂交流：重铬酸钾法课堂练习：186 页17第八章 氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的第二节课：碘量法应用示例课堂交流：第七节 常用的氧化还原滴定法熟练掌握氧化还原滴定法主要方法和应用 二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：碘量法标准溶液配制，应用示例2. 难点：碘量法应用示例 三、教学过程课堂练习： 225 页 18内容安排： 第一节课：碘量法标准溶液配制第九章配位平衡和配位滴定法第一节配合物的组成和命名、教学目的1、掌握配位化合物的定义、组成、命名和分类、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：配位化合物的定义、组成、命名和分类2. 难点：中心原子、配位原子、配位数三、教学过程内容安排：第一节课：介绍配位化合物的定义、组成第二节课：介绍配位化合物的命名和分类课堂交流：对中心原子、配位原子、配位数的理解课堂练习：218 页1 、2第九章配位平衡和配位滴定法第二节配位化合物的价键理论、教学目的1、掌握配位化合物价键理论、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：配位化合物价键理论2. 难点：配位化合物价键理论三、教学过程内容安排：第一节课：介绍配位化合物的命名和分类第二节课：介绍配位化合物价键理论课堂交流：对配位化合物价键理论的理解课堂练习：349 页5第三节配位平衡第四节EDTA 及其与金属离子的配合物、教学目的1、掌握配位平衡和配位平衡常数的意义及其有关计算2、理解配位平衡的移动及第九章配位平衡和配位滴定法与其他平衡的关系。
氧化还原反应课件
2Na2S＋Na2SO3＋6HCl===6NaCl＋3S↓＋3H2O
-2 +4 0
3Cl2 + 6NaOH == 5NaCl + NaClO3 +3H2O
2）2NaCl + 2H2O == H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
电解
还原剂 氧化剂 还原产物 氧化产物
点燃
3）2Fe +3Cl2 == 2FeCl3
还原剂 氧化剂 既是还原产物又是氧化产物
练习1：
水（H2O）在很多化学反应中起极其重要 的作用。请研究下列有水参与的氧化还原反应： 2Na + 2H2 O === 2NaOH + H2↑ 3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO 2H2O === 2H2↑+ O2↑ 2F2 + 2H2O === 4HF + O2 水只做氧化剂的是 ，水只做还原剂的是 ，水既做氧化剂又还原剂的是 ，水既不是氧化剂又不是还原剂的是 。
Cu
Cl
Mn
Cu
N
练习2
R、X、Y和Z是四种元素，其常见化合价 均为＋2价，且X2+与单质R不反应； X2 + +Z=X+Z2 +; Y+Z2 + =Y2 + +Z。这四种离子被还原为0价时表现的氧化性大小符合（） A. R2 + >X 2+ >Z 2+ >Y2+ B. X 2+ > R 2+ > Y 2+ >Z 2+ C. Y 2+ >Z 2+ > R 2+ >X 2+ D. Z 2+ > X 2+ > R 2+ >Y 2+
第八章氧化还原和电极电位 - 第八章氧化还原反应
2Fe3+ ＋Sn4+
Cu+ FeCl3
CuCl(s)+ FeCl2
28
(二) 原电池组成式
电池组成：电极、盐桥(或多空隔膜)、电解质 溶液及导线。
电池组成式（电池符号）表示法的统一规定： 1. 半电池中，“|”表示相界面，同一相的不同物 质用“，”隔开，用“||”表示盐桥。负极写在左边， 正极写在右边。
化物中为-1，如在NaH、CaH2中。 (5)卤族元素。氟的氧化值在所有化合物中为-1；
其它卤原子的氧化值在二元化合物中为-1，但在
卤族的二元化合物中，列在周期表中靠前的卤原
子的氧化数为-1，如Cl在BrCl中；
在含氧化合物中按氧化物决定，如ClO2中Cl的氧 化值为+4。
(6)电中性的化合物中所有原子的氧化值的和为零。
由正极反应和负极反应所构成的总反应，称
为电池反应(cell reaction)。
Zn + Cu2+
Cu + Zn2+
27
电池反应就是氧化还原反应: 正极反应－－还原半反应； 负极反应－－氧化半反应。
从理论上讲：任一自发的氧化还原反应都可 以设计成一个原电池。
思考 下列反应如何设计成原电池呢？
一、氧化值
（一） 氧化值的定义 氧化值是某元素一个原子的表观荷电数，这种
荷电数是假设把每一个化学键中的成键电子指定 给电负性较大的原子而求得。
电负性(electronegativity)：表示一个原子在 分子中吸引成键电子能力的量度。一般用X表示 (无单位)。p188
3
注：分子中元素的氧化数取决于该元素成键电 子对的数目和元素的电负性的相对大小。
基础化学第八章氧化还原反应和电极电位ppt课件
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4
第一节 氧化还原反应
一、氧化值（氧化数 oxidation number） 1. 1970年IUPAC给出的定义是：氧化值是某
元素一个原子的表观荷电数（apparent charge number），这种荷电数是假设把每 一个化学键中的电子指定给电负性更大的 原子而求得。 例：NH3中，N的氧化值是-3，H的氧化值
⑥ 电中性的化合物中所有原子的氧化值的和为 零。多原子离子中所有原子的氧化值的和等 于离子的电荷数。
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7
第一节 氧化还原反应
氧化值可为整数，也可为分数。 例： Fe3O4 中，Fe：+8/3； S4O62- 中，S：+5/2。
按确定元素氧化值6条规则的先后顺序，就 能正确确定化合物中各元素的氧化值。 例：KMnO4，先确定K，+1； 再确定O，-2； 最后确定Mn，+7。
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第一节 氧化还原反应
三、氧化还原反应方程式的配平
例： KMnO4 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O 1. 写出离子方程式
MnO4- + Cl- → Mn2+ + Cl2 ＋H2O 2. 根据氧化还原电对，拆成两个半反应
还原反应：MnO4- + H+ → Mn2+ + H2O
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3
教学基本要求
1. 掌握电池组成式的书写，了解电极电位产生的 原因，熟悉标准电极电位概念，掌握用标准电 极电位判断氧化还原反应的方向。掌握离子— 电子法配平氧化还原反应式。
第八章 氧化还原反应与电极电位2014
第一节 氧化还原反应
1. 氧化值（或称氧化数） 2. 氧化与还原
3. 氧化还原半反应及氧化还原电对 4. 氧化还原方程式的配平（离子－电子法）
一、 氧化值（或称氧化数） (oxidation number)
定义：某元素一个原子的表观荷电数。
（化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得）
确定元素原子氧化值的规则如下：
原电池
将氧化还原反应的化学能转化为电能的装置
原电池的组成：
电极板 半电池（2个） 原电池 导线 盐桥
工作状态的化学电池同时发生三个过程：
● 两个电极表面分别发生氧化反应和还原反应 ● 电子流过外电路
电极
相应的电介质溶液
● 离子流过电解质溶液
（1）盐桥： 倒置U管，内装饱和 KCl 或 NH4NO3 溶
电极板：金属,金属难溶盐
介质： 含有难溶盐阴离子的溶液
Hg2Cl2(s)+ 2e2Hg(l)+2 Cl- (aq)
－(c) Hg Hg Cl (s) Cl Pt 2 2
D: 氧化还原电极
电极板：惰性导体Pt 等 介质： 离子型氧化还原电对（Fe3+/Fe2+)溶液
Fe 3+ (aq)+ ePt
Fe 2+ (aq)
思考：
MnO4- + 8H+ + 5eMn2+ + 4H2O
氧化还原电对？
MnO4- , H+/ Mn2+
注：当溶液中的介质参与反应时，虽未有电 子的得失，也应写入半反应式中。 原因：物质在不同的介质中，电极电位不同
四：氧化还原方程式的配平（半反应－电子法)
例：请配平此方程式： KMnO4 + HCl 1. 写离子方程式
08氧化还原反应和电极电势_20231008144318
3CdSO48H2O
3CdSO4
8H2O
Cd(Hg齐)
Hg2SO4+Hg
Hg
_
+
Weston标准电池示意图
正极反应 HgSO4(s) +2e 2Hg(l) + SO42负极反应 Cd(Hg齐) + SO42- 2e CdSO4 (s)
电池反应 Cd(Hg齐) + HgSO4(s) 2Hg(l) + CdSO4 (s)
2
cn
RT
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zF
c
Red
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三、电极反应的能斯特方程
cn
RT
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zF
c
Red
Ox
cm
RT
ln n
zF
c
Ox
Red
① 若电极反应式中有纯固体、纯液体或介质水时，其浓度不列入方程式中；
② 反应式中的气体物质用分压表示，即用气体的压力除以100 kPa表示；
电极符号：Pt｜H2（p）｜H+(��+ = �）
电极反应：H2（p） H+(��+ = �)＋e
电极电势：任意温度下， H /H
2
0
H+
二、电极电势
（二）任意电极的电极电势
将给定电极作为发生还原反应的正极与标准氢电极组成电池，
则该电池的电动势为给定电极的氢标还原电极电势，简称电极电势。
第八章 氧化还原反应与氧化还原滴定
价是元素在化合时的原子个数比，它只能是整数。
② 在离子化合物中元素原子的氧化数与化合价往往相 同，但在共价化合物中，两者并不一致。
6
8.1.2氧化还原反应
1 氧化还原概念 氧化还原反应:元素氧化数发生变化的反应。 氧化(oxidation)：氧化数增加的过程，失e 还原(reduction)：氧化数降低的过程，得e 氧化剂(oxidizing agent)：反应过程中氧化数降低 还原剂(reducing agent)：反应过程中氧化数升高
稳定或最常见的形态
25
③例，测定 极组成原电池
θ Zn2+ /Zn
，可将标准锌电极与标准氢电
在298.15 K时，用电位计测得该原电池的电动 势为0.7618 V，那么：
θ
θ H 2 /H +
-
θ Zn 2+ /Zn
0.7618
θ Zn 2+ /Zn
0.7618V
26
④标准电极电势表
化学计量点后0010020001000mol100020002002mol1000lg0592cececece126v0010000592vlg0144v溶液体vml滴入分数溶液电势v100005006080004000671800090007419800990080199809990862000100010620021001126220011001384000200014410mol?l1溶液中01000mol?l1ceso标准溶液滴定2000ml的01000mol?l1feso溶液电势的变化情况2氧化还原指示剂氧化还原指示剂redoxindicator有以下三类1自身指示剂在氧化还原滴定中有些标准溶液或被滴定物质本身有颜色甲色而反应后变成无色或浅色物质乙色则滴定时就不必另外加入指示剂
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总结词：氧化数是表示元素氧化状态的数值，它可以用来判断元素在氧化还原反应中的状态。
总结词
根据电子转移的情况，氧化还原反应可以分为单向电子转移和偶联电子转移两类。
详细描写
单向电子转移是指在一个反应步骤中，电子从一个原子或分子转移到另一个原子或分子。偶联电子转移是指两个或多个相互关联的反应步骤中产生的电子转移。
氧化还原反应的实验操作
04
实验操作步骤
准备实验器材和试剂，如试管、滴定管、烧杯、试剂瓶等。
依照实验指导书或教材要求，准确称量所需的试剂。
依照实验步骤进行实验操作，并记录实验数据。
清洗实验器具，整理实验台面。
注意事项
注意安全使用化学品，避免直接接触皮肤和眼睛。
注意实验器具的清洁和保养，确保实验结果的准确性。
氧化还原反应的原理
02
电荷守恒是指在化学反应中，正电荷和负电荷的总数相等。
在氧化还原反应中，电子的得失会导致电荷的转移。根据电荷守恒原理，反应前后正负电荷的总数必须相等，从而保证全部体系的电中性。
详细描写
总结词
电子守恒是指在氧化还原反应中，得失电子的总数相等。
总结词
在氧化还原反应中，电子的转移是关键特征。根据电子守恒原理，反应中得到电子的数目和失去电子的数目必须相等，以确保全部反应的平衡和正确性。
03
注意个人防护措施，如佩戴化学防护眼镜、穿着实验服等。
01
实验安全
02
熟悉实验中使用的化学品的性质和危险性，遵循安全操作规程。
熟悉急救措施和消防器材的使用方法，确保在紧急情况下能够迅速应对。
环境保护
妥善处理实验废弃物，依照实验室规定分类存放和处置。
公道使用化学试剂，避免浪费和污染环境。