电化学基础与氧化还原平衡
氧化还原反应与电化学的探究实验
氧化还原反应与电化学的探究实验在化学领域中，氧化还原反应是一种常见且重要的化学反应类型。
通过氧化还原反应，电子的转移和物质的电荷变化带来了化学反应的进行。
同时，氧化还原反应也与电化学密切相关，电化学研究了电荷转移的过程以及与之相关的能量转化。
本文将探讨氧化还原反应与电化学的关系，并介绍一些相关的实验。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指在化学反应中，物质中的电子从一种物质转移到另一种物质，从而引发物质的电荷变化。
反应中电子的转移可以分为两个过程：氧化和还原。
氧化指物质失去电子，而还原则是指物质获得电子。
氧化还原反应的发生需要存在氧化剂和还原剂。
氧化剂是一种可以接受电子的物质，它会导致其他物质失去电子而被氧化。
还原剂则是一种可以提供电子的物质，它会将电子转移给其他物质从而使其还原。
在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂是相互作用的反应物。
二、电化学的基本原理电化学研究了电荷转移的过程以及与之相关的能量转化。
在电化学中，氧化还原反应是重要的研究对象。
电化学反应可以使化学反应与电荷转移相结合，实现能量的转化和储存。
电化学实验一般采用电化学池，包括两个电极：阳极和阴极。
阳极是氧化反应发生的地方，而阴极则是还原反应发生的地方。
两个电极之间通过电解质溶液或盐桥进行电荷的传递。
在电化学实验中，电流是衡量电化学反应的重要参数。
电流的大小取决于电化学反应物质的浓度、电极的面积和电极之间的距离等因素。
通过测量电流的变化，可以获得反应速率等信息。
三、氧化还原反应与电化学实验氧化还原反应在电化学实验中发挥着重要的作用。
以下是一些与氧化还原反应相关的电化学实验：1. 电解水实验：电解水是一种常见的电化学实验，它通过施加电流使水分解为氢气和氧气的氧化还原反应。
在电解水实验中，将两个电极（通常是铂电极）插入水中，并施加适当的电压。
水中的氧化还原反应将电子从阴极转移到阳极，产生氢气和氧气。
2. 铜的电镀实验：电镀是一种常见的氧化还原反应应用。
化学反应中的电化学平衡
化学反应中的电化学平衡化学反应是物质间发生变化的过程，而电化学平衡则是指化学反应中涉及到电子的转移与化学物质浓度之间的平衡关系。
在化学反应中，电化学平衡是一个重要的概念，对于理解和解释化学反应机理、反应速率及产物生成等过程具有重要意义。
本文将探讨化学反应中的电化学平衡及其相关内容。
一、电化学平衡的概念和特点1. 概念：电化学平衡指的是在化学反应中电子转移和化学物质浓度之间达到平衡状态的情况。
在电化学平衡下，化学反应前后电子的转移数量相等，同时参与反应的物质浓度也达到平衡状态。
2. 特点：（1）电子转移的平衡在电化学平衡中，发生电子转移的物质的氧化还原态达到平衡，不再发生净电子转移。
这一特点与电极电势密切相关。
（2）浓度变化的平衡在电化学平衡中，反应涉及到的化学物质的浓度也达到平衡状态。
不同化学物质的浓度会对电极电势产生影响，从而影响电化学反应的方向和速率。
二、电化学平衡的原理和机制1. 宏观层面：在化学反应中，电化学平衡实际上是由两个互相作用的独立平衡所共同确定的。
这两个平衡分别是氧化还原（Redox）平衡和化学（Chemical）平衡。
（1）氧化还原平衡：氧化还原反应是一种电子转移的过程，其中氧化反应是电子的失去，还原反应则是电子的获得。
氧化还原平衡是指氧化反应与还原反应之间的电子转移平衡，通过电势差的形式表现出来。
（2）化学平衡：在化学反应中，不涉及电子转移的物质间的浓度变化也需要达到平衡，即化学平衡。
化学平衡是通过化学反应速率的变化来实现的，速率较快的反应会向速率较慢的反应方向进行转移，最终达到动态平衡。
2. 微观层面：电化学平衡的微观机制主要涉及电解质溶液中的离子交换与扩散过程以及电荷平衡。
当化学反应发生时，电解质溶液中的离子会进行迁移和扩散，通过离子浓度的调整和电荷平衡来达到电化学平衡。
三、影响电化学平衡的因素1. 温度：温度的改变会对电化学平衡产生重要影响。
根据温度的变化，电化学平衡可能偏向于某一方向，使得反应更加偏向氧化或还原。
电化学反应的基本原理和机理
电化学反应的基本原理和机理电化学反应是指在外加电势或电流作用下，电子转移或离子传递的化学反应。
这种化学反应的机理复杂，至关重要，涉及到许多领域，如物理、化学和生物学等。
本文将探讨电化学反应的基本原理和机理，以及这些原理和机理对各领域的应用。
一、基本原理电化学反应涉及两个基本概念：氧化还原反应和电位。
1. 氧化还原反应氧化还原反应是指在化学反应中原子失去或获得电子。
其中失去电子的原子被称为氧化剂，而获得电子的原子被称为还原剂。
这些反应的简化表示法是：氧化剂 + 电子→ 还原剂举个例子，钾(K)能够将氯(Cl)氧化成一价的离子。
这意味着钾离子(K+)失去了电子，而氯原子(Cl)获得了电子，变成了离子(Cl-)。
2. 电位每一种原子或离子都有一种电位，代表电子在那个离子周围运动时所需的能量。
这种电势通常被称为标准电位。
标准电位用Ox/Red表示，其中Ox代表氧化剂，Red代表还原剂。
在任何给定的条件下，例如溶液中的温度和浓度，氧化剂和还原剂具有一个标准电势差。
这个电势差越大，产生电流的能力的能力就越好。
二、机理1. 在电池中的反应电池可以定义为一个装置，可以通过将自由能转化为涉及自由电子的电能来生成电流。
电池由两个电极构成：阳极和阴极。
当电池中通有电流时，阴极和阳极上出现的反应产生了自由离子和自由电子。
在部分电极上，电子和离子结合起来形成新的物质。
这些反应是有向的，这意味着反应只能在一个方向上进行。
例如，在一个铜-锌电池中，铜的电极上的反应如下：Cu2+ + 2e- → Cu(s)在这个反应中，两个电子从铜2+原子中移除，并与周围的离子结合，形成了铜金属。
这就是电池中的还原反应。
同样，在锌的电极上的反应是：Zn(s) → Zn2+ + 2e-这个反应中，锌原子失去了两个电子，变成了离子。
这就是电池中的氧化反应。
2. 在电解质中的反应电解质是具有离子化能力的物质。
当这些物质被溶解在水中时，它们可以促进水中的电离，并在电池中产生电流。
电化学基础-PPT课件
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A. 电池放电时，负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时，镍元素被氧化
C. 电池充电时，氢元素被还原
D. 电池放电时，H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_；
(2)银电极为电池的___正_____极，CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_＋__＋__e_－__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_－___=__C__u_2_＋__________；
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
６. 双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子，
使由它连接的两溶液保持电
中性，盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
，使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
？思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫
化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方 法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑 色会褪去而银不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3＋ ； 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag；+S2-
无机化学第11章 电化学基础
正极：Cu2+ + 2e- → Cu
二、半电池/原电池符号、电极的分类
• 原则上，任何氧化还原半反应都可以设计成半 电池。 • 两个半电池连通，都可以形成原电池。 • 原电池符号： 习惯上把负极写在左边，正极写在右边，其中 “︱”表示两相界面，“‖”表示盐桥，c表示 溶液的浓度。
(-) Zn ︱ ZnSO4(c1) ‖ CuSO4(c2) ︱Cu (+)
五、能斯特方程
∵△rGm= -nFE ； △rGm= -nFE 非标准态下： △rGm= △rGm+RTlnJ ∴-nFE= -nFE +RTlnJ 对氧化还原反应:
RT EE ln J nF
能斯特方程
对电极反应:
RT [还原型] RT [氧化型] ln 或 ln nF [氧化型] nF [还原型]
活泼金属或浓度小
金属溶解的趋势小于 离子沉积的趋势，达 平衡时金属表面带正 电荷，靠近金属附近 溶液带负电荷。 Cu2++2eCu(s)
在原电池中做正极
不活泼金属 或浓度大
金属的平衡电极电势
• 产生在金属与其盐溶液之间的电势差称为 该金属的平衡电极电势（） • 电势差不仅取决于金属本性，而且与盐溶 液浓度、温度等因素有关 • 原电池，两极之间的电势差称为电动势（E） • 电动势 E = 正 - 负
例: 将下列氧化还原反应设计成原电池, 并写出它 的原电池符号。
2Fe2+(1.0mol/L)+Cl2(101325Pa) →2Fe3+(0.10mol/L)+2Cl-(2.0mol/L)
负极: Fe2+-e-=Fe3+
正极: Cl2+2e- =2Cl原电池符号:
氧化还原反应与电化学原理
10.知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。
二、命题趋向
(1)由氧化还原反应方程式判断氧化性、还原性强弱。(2)由氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应方程式的正误。(3)由氧化还原反应方程式判断氧化还原反应方程式的正误。
电解（镀）池：
阳极：（1）若阳极是由活性材料（除C、Pt、Au等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；
（2）若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为：I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。
阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+。
（七）电解实例及规律
电解液
溶质类别
氧化剂物质的量×变价元素原子的个数×化合价的变化值=还原剂物反应的计算在高考中考查较多，但难度不大，通常运用电子得失守恒来分析，应注意不要漏掉物质或粒子的组成比。
5、氧化还原反应的规律
(1)守恒规律：氧化还原反应中得电子总数与失电子总数相等(即电子转移守恒)，表现在元素化合价降低总数与升高总数相等。
第7章 氧化还原反应 电化学基础
第7章氧化还原反应电化学基础一、单选题1. 下列电对中，Eθ值最小的是：A: Ag+/Ag；B: AgCl/Ag；C: AgBr/Ag；D: AgI/Ag2. Eθ(Cu2+/Cu+)=0.158V，Eθ(Cu+/Cu)=0.522V，则反应2 Cu+Cu2+ + Cu的Kθ为：A: 6.93×10-7；B: 1.98×1012；C: 1.4×106； D: 4.8×10-133. 已知Eθ（Cl2/ Cl-）= +1.36V，在下列电极反应中标准电极电势为+1.36V 的电极反应是：A: Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl- - 2e- = Cl2C: 1/2 Cl2+e- = Cl- D: 都是4. 下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是：A: K2Cr2O7 B: PbO2C: O2 D: FeCl35. 下列电极反应中，有关离子浓度减小时，电极电势增大的是：A: Sn4+ + 2e- = Sn2+B: Cl2+2e- = 2Cl-C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H26. 为防止配制的SnCl2 溶液中Sn2+被完全氧化，最好的方法是：A: 加入Sn 粒B:. 加Fe 屑C: 通入H2D: 均可7. 反应Zn (s) + 2H+→ Zn 2++ H2 (g)的平衡常数是多少？A: 2×10-33 B: 1×10-13 C: 7×10-12 D: 5×10 26二、是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）1. 在氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，反应就进行得越快2．由于Eθ（Cu+/Cu）= +0.52V , Eθ（I2/ I-）= +0.536V , 故Cu+ 和I2不能发生氧化还原反应。
电化学中的氧化还原
电化学中的氧化还原氧化还原反应是电化学中的重要概念，也是许多电化学过程的基础。
在电化学中，氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化，而物质获得电子的过程称为还原。
这种反应涉及电子的转移，因此也被称为电子转移反应。
氧化还原反应在电化学中具有广泛的应用，包括电池、电解、电镀等领域。
本文将介绍电化学中的氧化还原反应的基本概念、原理和应用。
1. 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指物质中电子的转移过程。
在氧化还原反应中，发生氧化的物质失去电子，而发生还原的物质获得电子。
氧化还原反应可以用化学方程式表示，其中氧化反应和还原反应分别写在方程式的左右两侧，通过电子的转移实现物质的氧化和还原。
在氧化还原反应中，氧化剂是指能够接受电子的物质，而还原剂是指能够给出电子的物质。
氧化还原反应中的电子转移过程是通过电子传导体实现的。
在电化学中，常用的电子传导体包括金属导体、电解质溶液和离子传导体等。
通过这些电子传导体，氧化还原反应中的电子可以在物质之间传递，实现物质的氧化和还原。
2. 氧化还原反应的原理氧化还原反应的原理基于物质中电子的转移过程。
在氧化还原反应中，发生氧化的物质失去电子，而发生还原的物质获得电子。
这种电子的转移过程导致物质的化学性质发生变化，从而实现氧化还原反应。
在氧化还原反应中，氧化剂接受电子，而还原剂给出电子，通过这种电子的转移实现物质的氧化和还原。
氧化还原反应的原理还涉及电子传导体的作用。
在氧化还原反应中，电子传导体起着至关重要的作用，它们提供了电子传递的通道，使得氧化还原反应能够顺利进行。
不同的电子传导体对氧化还原反应的速率和效率都会产生影响，因此在设计和优化氧化还原反应过程时需要考虑电子传导体的选择和性能。
3. 氧化还原反应的应用氧化还原反应在电化学中具有广泛的应用。
其中最常见的应用之一是电池。
电池是利用氧化还原反应产生电能的装置，通过氧化剂和还原剂之间的氧化还原反应释放出电子，从而产生电流。
第十一章 电化学基础和氧化还原反应
第十一章 氧化还原补充习题一．选择题1. 101BA05 在酸性介质中MnO4-与Fe2+反应,其还原产物为()A. MnO2B. MnO42-C. Mn2+D. Fe2. 102AA02 下列反应中属于歧化反应的是( )A. BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2OB. Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2OC. 2AgNO3=2Ag+2NO2+O2↑D. KClO3+2HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O3. 104AA02 在Fe—Cu原电池中,其正极反应式及负极反应式正确的为( )A. (+) Fe2++2e-=Fe (-) Cu=Cu2++2e-B. (+) Fe=Fe2++2e- (-) Cu2++2e-=CuC. (+) Cu2++2e-=Cu (-) Fe2++2e-=FeD. (+) Cu2++2e-=Cu (-) Fe=Fe2++2e-4. 105AA01 下列电极反应,其它条件不变时,将有关离子浓度减半,电极电势增大的是( )A. Cu2++2e-=CuB. I2+2e-=2I-C. Fe3+ +e-=Fe2+D. Sn4++2e-=Sn2+5. 105AA02 当溶液中增加〔H+〕时,氧化能力不增强的氧化剂是( )A. NO3-B. Cr2O72-C. O2D. AgCl6. 105AA03 有关标准氢电极的叙述,不正确的是( )A. 标准氢电极是指将吸附纯氢气(1.01×105Pa)达饱和的镀铂黑的铂片浸在H+浓度为1mol·L-1的酸性溶液中组成的电极.B. 使用标准氢电极可以测定所有金属的标准电极电势.C. H2分压为1.01×105Pa,H+的浓度已知但不是1mol·L-1的氢电极也可用来测定其它电极电势.D. 任何一个电极的电势绝对值都无法测得,电极电势是指定标准氢电极的电势为0而测出的相对电势.7. 105AA04 对于电对Zn2+/Zn,增大其Zn2+的浓度,则其标准电极电势值将( )A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法判断8. 105AA06 下列电对E°值最小的是( )A. E°Ag+/AgB. E°AgCl/AgC. E°AgBr/AgD. E°AgI/A9. 105AA08 金属标准电极电势的大小与下列因素无关的是()A. 金属的升华焓B. 金属离子的水合焓C. 金属原子的电离势D. 金属电极表面积的大小10. 105BA05 在酸性溶液中Fe易腐蚀是因为( )A. Fe2+/Fe的标准电极电势下降B. Fe3+/Fe2+的标准电极电势上升C. E H/H的值因〔H+〕增大而上升D. E H/H的值下降11. 105BA15 101.3KPa下,将氢气通入1mol·L-1的NaOH溶液中,在298K时电极的电极电势是( ) (已知:E°(H2O/H2)=-0.828V)A. +0.625VB. -0.625VC. +0.828VD. -0.828V12. 106AA02 对于银锌电池:(-)Zn│Zn2+(1mol·L-1)‖Ag+(1mol·L-1)│Ag(+),已知E°Zn2+/Zn=-0.76V, E°Ag+/Ag=0.799V,该电池的标准电动势是( )A. 1.180VB. 0.076VC. 0.038VD. 1.56V13. 106BA02 原电池(-)Pt│Fe 2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1),I2│Pt (+)电动势为( )已知:E°Fe3+/Fe2+=0.77V , E°I/I=0.535VA. 0.358VB. 0.239VC. 0.532VD. 0.412V14. 210AA01 用奈斯特方程式E=E°+ lg计算MnO4-/Mn2+的电极电势E,下列叙述不正确的是( )A. 温度应为298KB. H+浓度的变化对E的影响比Mn2+浓度变化的影响大.C. E和得失电子数无关.D. MnO4-浓度增大时E增大15. 311AA06 反应Mn2++PbO2——→MnO4-+Pb2+总反应配平后氧化剂的化学计量系数是( )A. 8B. 5C. 10D. 316. 311BA11 在KMnO4+H2C2O4+H2SO4—K2SO4+MnSO4+CO2+H2O的反应中,若消耗1/5摩尔KMnO4,则应消耗H2C2O4为( ) A. 1/5mol B. 2/5mol C. 1/2mol D. 2mol17. 312AA08 电池反应为:2Fe 2+(1mol·L-1)+I2=2Fe3+(0.0001mol·L-1)+2I-(0.0001mol·L-1)原电池符号正确的是( )A.(-)Fe│Fe 2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1),I2│Pt(+)B.(-)Pt│Fe 2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1)│I2(s)(+)C.(-)Pt│Fe 2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1),I2│Pt(+)D.(-)Pt│I2,I-(0.0001mol·L-1)‖Fe 2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)│Pt(+)18. 313AA03 下列公式正确的是( )A. lgK=-B. lgK=C. lgK=D. lgK=-19. 313BA01 已知:Cu2+/Cu+的E°=+0.158V,Cu+/Cu的E°=0.522V,则反应:2Cu+Cu2++Cu的lgK是( )A. 1×(0.158-0.522)/0.0592B. 1×(0.522-0.158)/0.0592C. 2×(0.522-0.158)/0.0592D. 1×(0.522+0.158)/0.059220. 313BA03 反应2MnO4-+5S2-+16H+=2Mn2++5S+8H2O在标准状态时电池电动势为2.00V,当某浓度时电池电动势为2.73V,该反应的△G为( )A. 5×2.00FB. 7×2.00FC. -10×2.73FD.10×2.73F21. 314BA02在298K时氧化还原反应Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O组成的原电池,其电动势计算公式正确的是( )A.=°- lgB.=°- lgC.=°+ lgD.=°- lg22. 314BA11 反应:MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O 若已知[Mn2+]=1mol·L-1,[HCl]=10mol·L-1,该反应的为()A. 0.253VB. 0.119VC.0.324VD. 0.028V23. 314BA12 在298K时,非金属I2在0.1mol·L-1的KI溶液中的电极电势是( )已知:E°(I2/I-)=0.535VA. 0.365VB. 0.594VC. 0.236VD. 0.432V24. 315BA05 元素电势图E A°: 1.15 1.29┌———ClO2——┐ 1.19 ┃ 1.21 ┃ 1.64 ClO4-————ClO3-——————HClO2————HClO 判断发生歧化反应倾向最大的物质是( )A. ClO4-B. ClO3-C. HClO2D. ClO225. 315BB07 元素电势图E B°:0.93 0.56 0.33 1.065 BrO4-————BrO3-————BrO-————Br2————Br-└————0.71 ————┘易发生歧化反应的物质是( )A. BrO4-B. BrO3-C. BrO-D.Br2E. Br-26. 315BA10 利用E A°:1.21 1.645 1.63ClO3-————HClO2——————HClO————Cl2求 E°ClO3-/Cl2的计算式正确的是( )A. E°ClO3-/Cl2=(5×1.21+3×1.645+1×1.63)/9B. E°ClO3-/Cl2=(2×1.21+2×1.645+1×1.63)/5C. E°ClO3-/Cl2=(1.21+1.645+1.63)/3D. E°ClO3-/Cl2=(2×1.21+2×1.645+1×1.63)/327. 101AA05 有关氧化数的叙述,不正确的是( )A. 单质的氧化数总是0B. 氢的氧化数总是+1,氧的氧化数总是-2C. 氧化数可为整数或分数D. 多原子分子中各原子氧化数之和是028. 312AA06 电池反应为:PbSO4+Zn=Zn2+(0.02mol·L-1)+Pb+SO42-(0.1mol·L-1) 原电池符号为( )A. (-)Zn│Zn2+(0.02mol·L-1)‖SO42-(0.1mol·L-1)│PbSO4(s)│Pb(+)B. (-)Pt│SO42-(0.1mol·L-1)│PbSO4‖Zn2+(0.02mol·L-1)│Zn(+)C. (-)Zn2+│Zn‖SO42-│PbSO4│Pt(+)D. (-)Zn│Zn2+(0.02mol·L-1)│SO42-(0.1mol·L-1)│PbSO4(s)│Pt(+)29. 101BA14 判断下式反应中,Cl2是( )Cl2+Ca(OH)2 Ca(ClO3)2+CaCl2 + H2OA. 还原剂B. 氧化剂C. 两者均否D. 两者均是30. 106AA04 下列电池电极选择不正确的是( )A. (-)Zn│Zn 2+(0.1mol·L-1)‖Cu2+(0.1mol·L-1)│Cu(+)B. (-)Fe│Fe 2+(1mol·L-1),Fe3+(1mol·L-1)‖I-(1mol·L-1),I2(s)│Pt (+)C. (-)Pt│H2(101.3KPa)│H+(0.001mol·L-1)‖H+(1mol·L-1)│H2(101.3KPa)│Pt(+)D. (-)Zn│Zn 2+(0.0001mol·L-1)‖Zn2+(0.01mol·L-1)│Zn (+)31. 106BA06 在一个氧化还原反应中,若两电对的电极电势值差很大,则可判断( )A. 该反应是可逆反应B. 该反应的反应速度很大C. 该反应能剧烈地进行D. 该反应的反应趋势很大二．填空题1. 103AC03 已知:E°Sn/Sn2+=0.15V E°H/H=0.000VE°SO42-/SO=+0.17V E°Mg2+/Mg=-2.375V E°Al3+/Al=-1.66V E°S/H S=+0.141V 根据以上E°值,把还原型还原能力大小的顺序排列为:2. 315CC01已知: 1.21 1.64 1.63 ClO3-———HClO2————HClO————Cl2电对ClO3-/Cl2的E°值为 ____________ 已知: -0.08 0.88 H2SO3—————HS2O4-————S2O32-————S电对 └——————0.45 ——————————┘ S2O32-/S的E°值为_________________3. 101AC03 在S2O32-,S4O62-中硫原子的氧化数分别为:_______,_______.4. 101BC02 指出化学反应方程式 2KMnO4+5H2O2+6HNO3=2Mn(NO3)2+ 2KNO3+8H2O+5O2↑ 中氧化剂是__________,还原剂为_____________5. 101BC15 已知下列反应均按正方向进行 2FeCl3+SnCl2=2FeCl2+SnCl42KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4 +5Fe2(SO4)3 +K2SO4+8H2O 在上述这些物质中, 最强的氧化剂是__________ 最强的还原剂是_________.6. 103AC01 氧化—还原反应中,氧化剂是E°值较高的电对的___________.还原剂 是E°值较低的电对的_______________.7. 104AC05 在酸性溶液中MnO4-作为氧化剂的半反应为____________________. H2C2O4作为还原剂的半反应为___________________________.8. 109AC04 当E（H+/H2）=-0.059pH时,此式表明该反应的E—pH线截距为_______, 斜率为 ______________9. 315CC10 已知0.158Cu2+————Cu+————Cu └————0.34————┘ 则反应Cu+Cu2+2Cu+的 °为 _______________ ,反应向右 _____________ 进行.10. 315CC03 根据元素电势图: 1.76 1.50 1.61 1.065 BrO4-————BrO3-————HBrO————1/2Br2————Br-└——————E°=?—————————┘ 其中能发生的歧化反应的反应方程式为________________________,E°BrO3-/Br-值为 _______________三.问答题1. 101BD03 指出化学反应方程式:3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2中铁、硫元素的氧化数,还原剂的氧化产物是什么?2. 105BD06 试解释在标准状态下,三氯化铁溶液为什么可以溶解铜板?知: E°Fe3+/Fe2+=0.77V , E°Cu2+/Cu=0.337V3. 105BD08 在实验室中制备SnCl2溶液时,常在溶液中加入少量的锡粒,试用电极电势说明其原理. E°Sn/Sn2+=0.15V , E°O2/H2O=1.229V , E°Sn2+/Sn=-0.1364V4. 105BD10 今有一含有Cl-,Br-,I-三种离子的混合溶液,欲使I-氧化为I2,又不使Br-,Cl-氧化,在常用的氧化剂Fe2(SO4)3和KMnO4中选择哪一种能符合上述要求? 知: E°I/I=0.535V, E°Br/Br=1.065V E°Fe3+/Fe2+=0.77V, E°Cl2/Cl-=1.3533V E°MnO/Mn2+=1.491V5. 105BD11 铁溶于过量盐酸或过量稀硝酸,其氧化产物有何区别?写出离子反应式,并用电极电势加以说明. 知:E°Fe2+/Fe=-0.409V , E°Fe3+/Fe2+=0.77V E°(H+/H2)=0.0000V , E°(NO3-/NO)=0.96V6. 107AD05 电解CuSO4溶液,阴极用铂,阳极用铜,写出电解池两极所发生的电化学反应.已知:E°Cu2+/Cu=+0.34V , E°H+/H2=0.00VE°O/H O =+1.229V , E°S O2-/SO2-=+2.00V.7. 108AD04 为什么锌棒与铁制管道接触可防止管道的腐蚀?8. 105BD07 利用有关的电极电势说明金属银为什么不能从稀硫酸或盐酸中置换出氢气,却能从氢碘酸中置换出氢? E°(Ag+/Ag)=0.7996V , E°(AgCl/Ag+Cl-)=0.2223V E°(AgI/Ag+I-)=-0.1519V , E°(H+/H2)=09. 105BD09 根据电极电势解释下列现象1) 金属铁能置换铜离子,而三氯化铁溶液又能溶解铜板.2) 二氯化锡溶液在空气中长存而失去还原性.3) 硫酸亚铁溶液贮存会变黄. E°Fe2+/Fe=-0.409V , E°Fe3+/Fe2+=0.77V E°Cu2+/Cu=0.334V , E°Sn/Sn2+=0.15V,E°O/H O=1.229V四.计算题1. 313CE02 将氧电极(pH=14溶液)与标准锌电极组成原电池<1>.写出原电池符号及电池反应式.<2>.求出电池电动势和平衡常数.<3>.若在溶液中加入HCl,电池电动势将如何变化? E°O2/OH=0.40V, E°Zn2+/Zn=-0.76V2. 313CE05 已知电对Ag++e-Ag E°=0.799V,Ag2C2O4的溶度积为3.5×10-11,求算电对Ag2C2O4+2e-2Ag+C2O42-的标准电极电势.3. 313CE06 反应:2Ag++Zn=2Ag+Zn2+,开始时Ag+和Zn2+的离子浓度分别是0.1mol·L-1和0.3mol·L-1,求达到平衡时,溶液中剩余的Ag+离子浓度.E°Ag+/Ag=0.7996V , E°Zn2+/Zn=-0.76V4. 313CE13 已知 E°Cu2+/Cu+=0.158V , E°Cu+/Cu=0.522V, 2Cu+=Cu+Cu2+ 求反应在298K时的平衡常数.简单的+1价铜离子是否可以在水溶液中稳定存在.5. 313CE14 已知原电池 (-)Cd│Cd2+‖Ag+│Ag(+)1) 写出电池返应.2) 计算平衡常数K.3) 若平衡时Cd2+离子浓度为0.1mol·L-1,Ag+离子浓度为多少?4) 1molCd溶解,能产生电量若干?E°Ag+/Ag=0.7996V, E°Cd2+/Cd=-0.4030V6. 314DE19 有一电池:(Pt)H2(50.65kPa)│H+(0.50mol·L-1)‖Sn(0.70mol·L-1), Sn 2+(0.50mol·L-1)│(Pt)1) 写出半电池反应.2) 写出电池反应.3) 计算电池的电动势.4) 当电池的电动势等于零时在P H2.[H+]保持不变的条件下,[Sn2+]/[Sn]是多少?已知:E°H+/H2=0.000V, E°Sn/Sn=0.15V7. 314DE12 已知银锌原电池,各半电池反应的标准电极电势为: Zn2++2e-Zn -0.78V,Ag++e-Ag +0.80V1) 求算Zn+2Ag+(1mol·L-1)=Zn2+(1mol·L-1)+2Ag电池的标准电动势.2) 写出上述反应的原电池符号.3) 若在25℃时,[Zn2+]=0.50mol·L-1,[Ag+]=0.20mol·L-1,计算该浓度下的电池电动势.8. 314DE20 将Cu片插入盛有0.5mol·L-1的CuSO4溶液的烧杯中,Ag片插入盛有0.5mol·L-1的AgNO3溶液的烧杯中.(E°(Cu 2+/Cu)=0.3402V,E°(Ag+/Ag)=0.7996V)1) 写出该原电池的符号.2) 写出电极反应式和原电池的电池反应.求反应的平衡常数.求该电池的电动势.3) 若加氨水于CuSO4溶液中,电池电动势如何变化?若加入氨水于AgNO3溶液中情况又是怎样的?(定性回答)第十一章 氧化还原补充习题一.选择题1. 101BA05C 2. 102AA02B3. 104AA02D4. 105AA01B5. 105AA02D 6. 105AA03B7. 105AA04C8. 105AA06D9. 105AA0810. 105BA0511. 105BA1512. 106AA02D C D D13. 106BA02B 14. 210AA01C15. 311AA06B16. 311BA11C17. 312AA08C 18. 313AA03B19. 313BA01B20. 313BA03C21. 314BA02B 22. 314BA11D23. 314BA12B24. 315BA05B25. 315BB07C D 26. 315BA10B27. 101AA05B28. 312AA06A29. 101BA14D 30. 106AA04B31. 106BA06D32.二.填空题1. 103AC03 Mg Al (H2) H2S Sn2+ SO2. 315CC01 1.47V 0.50V3. 101AC03 +2 +5/24. 101BC02 KMnO4 H2O25. 101BC15 KMnO4 SnCl26. 103AC01 氧化型 还原型7. 104AC05 MnO4+8H+5e Mn2++4H2OH2C2O42CO2+2H+2e8. 109AC04 0 -0.0599. 315CC10 -0.364V 不能自发10. 315CC03 5HBrO=BrO3+2Br2+2H2O+H1.45V 三．问答题101BD03 +2 -1 +8/3 +4 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2氧化产物:Fe3O4、SO21. 105BD06 解: 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+∵ °=E°Fe3+/Fe2+—E°Cu2+/Cu=0.770-0.337>0 应向右自发进行 ∴ 三氯化铁溶液可以溶解铜板. 105BD08 答: SnCl2溶液易被空气中的氧气氧化而失去还原性,加入少量锡粒,可保护SnCl2溶液不被氧化.2Sn2++O2+4H=2Sn+2H2OE°O/H O>E°Sn/Sn2+ 反应向右自发进行加入Sn粒,Sn易被氧化成Sn2+而保护了Sn2+.因为 (E°O/H O—E°Sn/Sn2+)<(E°O/H O—E°Sn2+/Sn)2Sn+O2+4H=2Sn2++2H2O或答:加入Sn粒,溶液中即使有Sn生成,也必为Sn所还原,仍成为Sn2+离子,所以Sn粒可起到防止Sn2+被氧化的作用.反应式为: Sn+Sn=2Sn2+故常在SnCl2溶液中加入少量的锡粒.2. 105BD10 解: ∵ 电极电势大的电对的氧化型能氧化电极电势小的电对的还原型.∴ MnO4可将I,Br,Cl分别氧化为I2,Br2,Cl2.故KMnO4不符合上述要求而Fe2(SO4)3只能将I氧化为I2,故符合要求.2Fe3++2I=2Fe2++I23. 105BD11 解: Fe+2H=Fe2++H2(盐酸) ∵ E°H/H>E°Fe2+/FeFe+4H+NO3=Fe3++NO+2H2OFe和盐酸反应生成Fe2+后不能被H氧化为Fe3+, ∵ E°Fe3+/Fe2+=0.77>0 Fe和HNO3反应能生成Fe3+,∵E°NO3/NO>E°Fe3+/Fe2+4. 107AD05 解:根据已知E°值可知: 阴极(Pt): Cu2++2e=Cu 阳极(Cu): Cu=Cu2++2e108AD04 因为E°Zn2+/Zn=-0.76V, E°Fe2+/Fe=-0.44V,可见Zn比Fe更易被氧化,管道与锌棒接触被腐蚀的首先是锌而不是铁. 105BD07 答: ∵ E°Ag/Ag=0.7996V>0 E°AgCl/Ag Cl=0.2223V>0∴ Ag不能从稀硫酸或盐酸中置换出氢气. 而 E°AgI/Ag+I=-0.1519V<0∴ Ag能从氢碘酸中置换出氢气 2Ag+2HI=2AgI+H2↑5. 105BD09 答:1. Fe+Cu2+=Cu+Fe2+°=E°Cu2+/Cu—E°Fe2+/Fe=0.334-(-0.409)>0 反应向右自发进行. Fe3++Cu=Fe2++Cu2+°=E°Fe3+/Fe2+—E°Cu2+/Cu=0.77-0.334>0 反应向右自发进行.∴得结论 2.∵ SnCl2可被空气中的氧气氧化而失去还原性2Sn2++O2+4H=2Sn+2H2OE°O/H O>E°Sn/Sn2+3.因为硫酸亚铁可被空气中的氧气氧化而变成黄色硫酸铁溶液.4Fe2++O2+4H=2Fe3++2H2OE°O/H O >E°Fe3+/Fe2+四．计算题313CE02 解:1）. (-)Zn│Zn2+(1mol·L)‖OH(1mol·L),O2│Pt(+)2Zn+O2+2H2O2Zn2++4OH2）. °=0.40-(-0.76)=1.16(V)lgK=n°/0.0592=4×1.16/0.0592=78.3784K=2.39×10781. 3）. 在溶液中加HCl,E-不变,E+增大,增大.313CE05 解: Ag2C2O42Ag+C2O42-变形 Ag2C2O4+2Ag2Ag+C2O42-+2AglgK=2×(E°(Ag2C2O4/Ag)-E°(Ag/Ag))/0.0592 lg3.5×10=2(E°Ag2C2O4/Ag-0.799)/0.0296 整理得:E°Ag2C2O4/Ag=0.4895V2. 313CE06 解: 2Ag+ Zn====2Ag + Zn2+始 0.1 0.3 平衡 x 0.3+(0.1-x)/2=0.35-x/2≈0.35lgK=2×(0.7996+0.76)/0.0592=52.6892 K=4.889×105K=[Zn2+]/[Ag]=0.35/x=4.889×105x=2.7×10-27mol·L3. 313CE13 解: lgK=n°/0.0592=2×(0.522-0.158)/0.0592 =2×0.364/0.0592=6.1486K=1.41×10∵ K>105 ∴Cu在水溶液中不能稳定存在.4. 313CE14 解:1).电池反应2Ag+Cd=Cd2++2Ag2).lgK=n°/0.0592=2×[0.7996-(-0.4030)]/0.0592=40.6284∴ K=4.25×103).K=[Cd2+]/[Ag]=4.25×10[Ag]= =1.5×10-21mol·L4).Q=nF=2×96787=192974(C)5. 314DE19 解: 1).根据(3)计算结果表明Sn/Sn2+电对为正极,H/H2电极为负极(+) Sn+2e Sn2+(-) H2-2e2e2). 电池反应:Sn+H2=2H+Sn2+3).E Sn/Sn2+(+)=0.15+(0.0592/2)×lg[Sn]/[Sn2+] =0.15+(0.0592/2)×lg0.7/0.5=0.154(V)E H/H2(-)=0.00+(0.0592/2)lg[H]/P H2=0+(0.0592/2)lg0.5/50.65/101.3=-0.0089(V)=E+-E-=0.154-(-0.0089)=0.163V 4). =°-(0.0592/2)×lg[Sn2+][H]/[Sn]P H2=0 0.15-(0.0592/2)×lg([Sn2+]/[Sn]×0.5)=0 ∴ lg[Sn2+]/[Sn]=0.15×2/0.0592+0.301=5.37 则 [Sn2+]/[Sn]=2.34×1056. 314DE12 答: 1）. °=E°Ag/Ag-E°Zn2+/Zn=0.80-(-0.76)=1.56V2）. (-)Zn│Zn2+(1mol·L)‖Ag(1mol·L)│Ag(+)3）. 2Ag+Zn=2Ag+Zn2+=°+0.0592/2lg[Ag]/[Zn2+] =1.56+0.0592/2lg(0.20)/0.50 =1.56-0.03=1.53V7. 314DE20 解:1） (-)Cu│Cu2+(0.5mol·L)‖Ag(0.5mol·L)│Ag(+)2） (-)Cu-2e Cu2+ (+) Ag+e Ag电池反应: Cu+2Ag=Cu2++2Ag 3）lgK=n°/0.0592=2×(0.7996-0.3402)/0.0592 lgK=15.5203 K=3.313×1054）=°-0.0592/2lg[Cu2+]/[Ag]=0.7996-0.3402-(0.0592/2)×lg0.5/0.5=0.4594-0.0089=0.451V 5）加氨水于CuSO4,增大,加氨水于AgNO3中,降低.补充题一：1．用氧化数法配平下列各反应方程式（1）MnO4- + H+ + C2O42- → Mn2+ + CO2 + H2O（2）Cl2 + I2 + H2O → IO3- + Cl- + H+（3）PbO2 + Mn2+ + H+ → MnO4- + Pb2+ + H2O（4）MnO4- + H2O2 + H+ → Mn2+ + O2 + H2O（5）NO2- + H+ + I- → NO + I2 + H2O（6）BrO3- + H+ + I- → Br- + I2 + H2O（7）**MnO4- + Mn2+ + H+ → MnO2+ H+（8）*CrO2- + H2O2 + OH- → CrO42- + H2O（9）*MnO4- + SO32- + OH- → MnO42- + SO42- + H2O*为碱性物质，**为中性或弱酸性物质，其余为酸性物质，（4）有多套配平系数解（1）2MnO4- + 16H+ + 5C2O42- → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O（2）5Cl2 + I2 + 6H2O → 2IO3- + 10Cl- + 12H+（3）5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+ → 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O（4）2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O2MnO4- + 7H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 6O2 + 10H2O（5）2NO2- + 4H+ + 2I- → 2NO + I2 + 2H2O（6）BrO3- + 6H+ + 6I- → Br- + 3I2 + 3H2O（7）**2MnO4- + 3Mn2+ + 2H+ → 5MnO2+ 4H+（8）*2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- → 2CrO42- + 4H2O（9）*2MnO4- + SO32- + 2OH- → 2MnO42- + SO42- + H2O2．用离子电子法配平下列各反应式（1）NaBiO3 + Mn2+ + H+ → Na+ + Bi3+ + MnO4- + H2O（2）S2O82- + Mn2+ + H2O → MnO4- + SO32- + H+（3）MnO4- + H2S + H+ → Mn2+ + S + H2O（4）S2O32- + I2 → S2O62- + I-（5）Cr3+ + MnO4- + H2O → Cr2O72- + Mn2+ + H+（6）H2O2 + H+ + I- → I2 + H2O（7）Mn3+ + H2O → MnO2 + Mn2+ + H+（8）*MnO42- + H2O → MnO4- + MnO2 + OH-（9）*I2 + OH- → I- + IO3- + H2O（10）*HCOO- + MnO4- + OH- → CO32- + MnO42- + H2O*为碱性物质，其余为酸性物质。
电化学基础
第六讲电化学基础电化学是研究化学变化与电现象之间联系与规律的学科。
在日常生活中，常常遇到化学变化引起电现象或一些电现象引起化学变化。
一、基本概念1. 氧化、还原我们已经学习了元素周期律，只有原子的最外层电子数达到8(第1电子外层为2)时，该元素才稳定，即第1电子外层—2电子稳定结构、第2~7电子外层—8电子稳定结构。
一般来说，如果原子的最外层电子数达不到稳定结构，则原子会失去或得到电子达到稳定结构。
发生了氧化还原的反应过程。
氧化：失去电子的过程还原：得到电子的过程2. 阴、阳极阴极：发生还原反应的物质(电极)阳极：发生氧化反应的物质(电极)3.正、负极负极：电势低的电极。
正极：电势高的电极。
示例1：有一种模拟电化学方法处理废水的微型实验，其基本原理是在电解过程中使低价金属离子M n+(例如Co2+)氧化为高价态的金属离子，然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化分解成CO2而净化。
该电化学净化法又称间接电化学氧化。
其阳极反应式为：M n+-e-→M(n+1)+。
若现按右下图所示进行实验，试回答下列问题：(模拟有机废水的组成为：2滴甲醇，1.0mol/L硫酸1mL，0.1mol/L硫酸钴4mL)（1）井穴板穴孔内应盛放溶液以便检验电解时产生的C02气体，现象是：。
（2）写出电解过程中的电极反应式：阳极：阴极：（3）写出M(n+1)+氧化有机物(以甲醇为代表)的离子方程式：(2001年江苏省高中学生奥林匹克竞赛(预赛))解答：(1) 有氧化过程，必定同时会发生还原过程通常检验C02气体是用Ca(OH)2生成白色沉淀106107(2) 题目中已知M n+(例如Co 2+)。
发生了阳极反应式为：M n+-e -→M (n+1)+阳极: 2Co 2+－2e - → 2Co 3+ 阴极：2H +＋2e - → H 2↑(3) 因电解时产生的C02气体，电解的有机物为甲醇6Co 3+ +CH 3OH+H 2O ＝CO 2↑+6Co 2+ +6H +4. 氧化还原反应既有失去电子又有得到电子的一对反应称为氧化还原反应。