实验十 氧化还原反应

实验十氧化还原反应

一．实验目的

1.加深理解电极电势与氧化还原反应的关系;

2.了解介质的酸碱性对氧化还原反应方向和产物的影响;

3.了解反应物浓度和温度对氧化还原反应速率的影响;

4.掌握浓度对电极电势的影响;

5.学习用酸度计测定原电池电动势的方法.

二．实验原理

参加反应的物质间有电子转移或偏移的化学反应称为氧化还原反应.物质的还原能力的大小，可以根据相应电对电极电势的大小来判断。电极电势愈大，电对中的氧化型的氧化能力愈强。电极电势愈小，电对中的还原型的还原能力愈强。

根据电极电势大小可以判断氧化还原反应的方向.

当E MF= E（氧化剂）- E（还原剂）＞ 0时；反应正向自发进行

当E MF= E（氧化剂）- E（还原剂） = 0时；反应处于平衡状态

当E MF= E（氧化剂）- E（还原剂）＜ 0时；不能进行自发反应

┃＞0.2V时）,通常可当氧化剂电对和还原剂电对的标准电极电势相差较大时，（如│E

MF

以用标准电池电动势判断反应的方向.

由电极反应的能斯特(Nernst)方程式,可以看出浓度对电极电势的影响.298.15K 时;

0．0592V c（氧化型）

E = E? + ——————㏒——————

Z c（还原型）

溶液的PH会影响某些电对的电极电势或氧化还原反应的方向。

介质的酸碱性也会影响某些氧化还原的产物。

原电池是利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置。

当有沉淀或配合物生成时，会引起电极电势和电池电动势的改变。

三．实验内容

?

1. E NF(Zn)的测量

负极(Zn): Zn – 2e- = Zn2+氧化反应

正极(甘汞电极): E = 0.2415V 还原反应

将Zn电极与标准电极组成原电池，由于饱合甘汞电极E = 0.2415V，则测量该原电池

电动势，即可确定欲测电极既Zn电极及电极电势，E = E

（+）+ E

（-）

2. E M F﹤(Cu)的测量

负极(Zn): Zn – 2e- = Zn2+氧化反应E M F（Zn）= -0。763V 正极(Cu)：Cu2+ +2e-=Cu 还原反应

电池反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu

由E = E

（+）+ E

（-）

可计算出E（Cu2+/ Cu）（E?（Cu2+/ Cu）

2．E M F{[Cu（NH）4]2+/Cu}的测量

负极(Zn): Zn – 2e- = Zn2+氧化反应正极[Cu（NH）4]2+ + +2e- = Cu + 4NH3还原以应

由E = E

（+）+ E

（-）

可计算出E[Cu（NH）

4

]2+/Cu

思考题：

1.为什么K

2

Cr2O2-7能氧化浓盐酸中的氯离子，而不能氧化氯化钠溶液中的氯离子？

答：在反应K

2

Cr2O2-7 + 14HCl（浓）= 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O中，只有在浓HCl加热时

才被氧化，生成物产生大量的Cl-，同时在卤素中Cl-的还原性较弱，所以K

2

Cr2O2-7不能氧化NaCl浓溶液中的Cl-。

2．在碱性溶液中，E?（IO-3/I2）和E?（SO2-4/ SO2-3）的数值分别为多少伏？

答：E?（IO-

3/I

2

）= 1.209 E?（SO2-

4

/ SO2-

3

）= 0.9362

3. 温度和浓度对氧化还原反应的速率有何影响? E M F大的氧化还原反应的反应速率

也一定大吗?

答: 加大反应物浓度和升高温度可加快氧化还原反应的速率, E M

F

大的氧化还原反应速率不一定快.

4. 饱和甘汞电极与标准甘汞电极的电极电势是否相等?

答: 不相等.饱和甘汞电极电势E=0.2415V,而标准甘汞电极的电极电势E?=0.2650V .

5.计算原电池

(-)Ag ︳AgCl

（S）︱KCl（0.01 mol·L-1）‖AgNO

3

（0.01 mol·L-1）︳Ag(+)

(盐桥为饱和NH

4NO

3

溶液)的电动势.

答: 电极反应：Ag+ + e-→Ag AgCl + e-→Ag + Cl-

E（Ag+/ Ag） = E?（Ag+/ Ag）+ 0.0592·㏒C（Ag+）

=0.7991V – 0.1184V

=0.6807V

E (AgCl/ Ag) = E?（AgCl / Ag）+ 0.0592·㏒C(1/C( Cl-) =0.2225 V– 0.1784V

=0.0441V

E（Ag+/ Ag） - E (AgCl/ Ag) =0.6807V -0.0441V

=0.6366V