化學(xué)原理氧化還原反應(yīng)

1、第十章氧化還原反應(yīng)第十章氧化還原反應(yīng)2+2+ZnCuZnCu化學(xué)反應(yīng)基本可以分為兩類：化學(xué)反應(yīng)基本可以分為兩類： 一類在反應(yīng)過程中，有電子轉(zhuǎn)移或氧化數(shù)一類在反應(yīng)過程中，有電子轉(zhuǎn)移或氧化數(shù)變化的反應(yīng)，稱為變化的反應(yīng)，稱為氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)。 另一類在反應(yīng)過程中，沒有電子轉(zhuǎn)移或氧另一類在反應(yīng)過程中，沒有電子轉(zhuǎn)移或氧化數(shù)變化的反應(yīng)，稱為化數(shù)變化的反應(yīng)，稱為非氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)。2HClNaOHNaClH O 遠(yuǎn)古時代，遠(yuǎn)古時代，燃燒燃燒這一最早被利用的氧化還這一最早被利用的氧化還原反應(yīng)促進(jìn)了人類的進(jìn)化。原反應(yīng)促進(jìn)了人類的進(jìn)化。 地球上，植物通過地球上，植物通過光合作用光合作用每年儲存了

2、大每年儲存了大約約1017 kJ 能量，同時將能量，同時將1010 t 碳轉(zhuǎn)化為碳碳轉(zhuǎn)化為碳水化合物。水化合物。 人體中氧通過與血紅蛋白的結(jié)合形成氧合人體中氧通過與血紅蛋白的結(jié)合形成氧合血紅蛋白，并在需要時緩慢釋放，血紅蛋白，并在需要時緩慢釋放，氧化葡氧化葡萄糖萄糖，放出能量放出能量。 現(xiàn)代社會，金屬冶煉、高能燃料和眾多化現(xiàn)代社會，金屬冶煉、高能燃料和眾多化工產(chǎn)品的合成都涉及氧化還原反應(yīng)。工產(chǎn)品的合成都涉及氧化還原反應(yīng)。 失去電子的過程稱為失去電子的過程稱為氧化氧化，得到電子的過，得到電子的過程稱為程稱為還原還原。2+2+ZnCuZnCu22COCO 氧化數(shù)是假設(shè)把化合物中成鍵的電子都?xì)w氧化數(shù)

3、是假設(shè)把化合物中成鍵的電子都?xì)w電負(fù)性大的原子，從而求得原子所帶的形式電電負(fù)性大的原子，從而求得原子所帶的形式電荷的數(shù)值，此電荷數(shù)值即為該原子在化合物中荷的數(shù)值，此電荷數(shù)值即為該原子在化合物中的氧化數(shù)。的氧化數(shù)。確定元素原子確定元素原子氧化數(shù)的規(guī)則：氧化數(shù)的規(guī)則：1. 單質(zhì)的氧化數(shù)為零。單質(zhì)的氧化數(shù)為零。2. 氧的氧化數(shù)在正常氧化物中為氧的氧化數(shù)在正常氧化物中為-2，在過氧化，在過氧化物中為物中為-1，超氧化物中為，超氧化物中為-1/2。3. 氫除了在活潑金屬氫化物中為氫除了在活潑金屬氫化物中為-1外，在一般外，在一般化合物中皆為化合物中皆為+1。4. 在共價化合物中，將屬于兩原子的共用電子在共

4、價化合物中，將屬于兩原子的共用電子指定給電負(fù)性更大的原子后，在兩原子上形指定給電負(fù)性更大的原子后，在兩原子上形成的電荷數(shù)為它們的氧化數(shù)。成的電荷數(shù)為它們的氧化數(shù)。5. 在化合物中所有元素氧化數(shù)的代數(shù)和，在多在化合物中所有元素氧化數(shù)的代數(shù)和，在多原子分子中為零，在多電子離子中等于離子原子分子中為零，在多電子離子中等于離子所帶的電荷數(shù)。所帶的電荷數(shù)。H2O2中中O的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為-1KO2中中O的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為-1/2K2Cr2O7中中Cr的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為+6Fe3O4中中Fe的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為+8/3，F(xiàn)e2O3 FeO 稱為平稱為平均氧化數(shù)均氧化數(shù)Na2S2O3中心中心S原子為原

5、子為+6價，配位價，配位S原子為原子為-2價，其平均氧化價，其平均氧化數(shù)為數(shù)為+2。氧化數(shù)可以是正數(shù)，也可以是負(fù)數(shù)，分?jǐn)?shù)氧化數(shù)可以是正數(shù)，也可以是負(fù)數(shù)，分?jǐn)?shù) 在氧化還原反應(yīng)中，氧化數(shù)升高的物質(zhì)叫在氧化還原反應(yīng)中，氧化數(shù)升高的物質(zhì)叫還原劑還原劑。還原劑使另一種物質(zhì)氧化數(shù)降低，本。還原劑使另一種物質(zhì)氧化數(shù)降低，本身被氧化，它的反應(yīng)產(chǎn)物叫身被氧化，它的反應(yīng)產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物。 氧化數(shù)降低的物質(zhì)叫氧化數(shù)降低的物質(zhì)叫氧化劑氧化劑。氧化劑使另。氧化劑使另一種物質(zhì)氧化數(shù)升高，本身被還原，它的反應(yīng)一種物質(zhì)氧化數(shù)升高，本身被還原，它的反應(yīng)產(chǎn)物叫產(chǎn)物叫還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物。 +12 13 42424 32NaCl

6、O 2FeSOH SONaCl Fe (SO )H O氧化劑氧化劑還原劑還原劑介質(zhì)介質(zhì)還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物 氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物 如果一個元素原子有幾種氧化數(shù)，氧化數(shù)高如果一個元素原子有幾種氧化數(shù)，氧化數(shù)高的一般是的一般是氧化劑氧化劑，氧化態(tài)低的一般是，氧化態(tài)低的一般是還原劑還原劑。+4 20222SO2H S3S2H O 0+4 6 -122224ClSO2H OH SO2HCl 氧化劑和還原劑是相對的，在某一反應(yīng)中氧化劑和還原劑是相對的，在某一反應(yīng)中是氧化劑，在另一反應(yīng)中就可能是還原劑。是氧化劑，在另一反應(yīng)中就可能是還原劑。 -1+2 +3 -222232H O2FeCl2HCl2FeCl2H O

7、 -1+7 +2 2242442422H O2KMnO2H SO2MnSOK SO4H O3O 在一反應(yīng)中，某物質(zhì)可能同時既是氧化劑，在一反應(yīng)中，某物質(zhì)可能同時既是氧化劑，又是還原劑，這類反應(yīng)稱為又是還原劑，這類反應(yīng)稱為歧化反應(yīng)歧化反應(yīng)。0 -3 +542324P3NaOH3H OPH3NaH PO0+1 -122ClH OHClO HCl +5 +7 -1344KClO4KClOKCl 歧化反應(yīng)的類型：歧化反應(yīng)的類型：(1) 單質(zhì)的歧化單質(zhì)的歧化+1 -1 0-224X2OHXOXH O (XCl, Br, I)+4 -2 02-2-322S 6OHSO2S3H O +5 0 -3 -423

8、24P3OH3H OPH3H PO(2) 含氧酸根的歧化含氧酸根的歧化+5 +7 -1 395 C-344ClO3ClOCl +6 +7 +4 2-42243MnO2H OMnO2MnO4OH +1 +5 -1 -33ClO3ClO2Cl (3) 含氧酸的歧化含氧酸的歧化 +3 +2 +4 2222HNONO NOH O +1 +5 -1 33HXOHXO2HX (XCl, Br, I) 歧化反應(yīng)的氧化數(shù)升降變化發(fā)生在同種氧歧化反應(yīng)的氧化數(shù)升降變化發(fā)生在同種氧化態(tài)的同一種元素上，欲發(fā)生歧化反應(yīng)，此元化態(tài)的同一種元素上，欲發(fā)生歧化反應(yīng)，此元素必須具備至少三種氧化態(tài)。素必須具備至少三種氧化態(tài)。 -

9、3 +5 0 0 320 C432222NH NO2N2O2H O -3 +5 0 +5 160 C432325NH NO4N2HNO9H O 起氧化作用和還原作用的中心原子，并非起氧化作用和還原作用的中心原子，并非發(fā)生在發(fā)生在NH4NO3的同一種價態(tài)的的同一種價態(tài)的N原子上。原子上。 NH4+中中 N 起還原作用，氧化數(shù)升高，起還原作用，氧化數(shù)升高，NO3-中中N起氧化作用，氧化數(shù)降低，這種反應(yīng)不是起氧化作用，氧化數(shù)降低，這種反應(yīng)不是歧化反應(yīng)。歧化反應(yīng)。 在氧化還原反應(yīng)中，在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑氧化劑在反應(yīng)中氧化在反應(yīng)中氧化數(shù)降低，其數(shù)降低，其還原產(chǎn)物具有弱的還原性還原產(chǎn)物具有弱的還原性，

10、是弱的，是弱的還原劑。還原劑。還原劑還原劑在反應(yīng)中氧化數(shù)升高，其在反應(yīng)中氧化數(shù)升高，其氧化氧化產(chǎn)物具有弱的氧化性產(chǎn)物具有弱的氧化性，是弱的氧化劑。，是弱的氧化劑。兩個共軛的氧化還原體系稱為兩個共軛的氧化還原體系稱為氧化還原電對氧化還原電對：2+2+Cu Zn Zn Cu2+Cu /Cu2+Zn /Zn氧化劑氧化劑/還原劑還原劑氧化劑氧化劑/還原劑還原劑氧化劑氧化劑1還原劑還原劑1氧化劑氧化劑2還原劑還原劑2 氧化還原電對在反應(yīng)過程中，氧化還原電對在反應(yīng)過程中，氧化劑氧化劑降低降低氧化數(shù)的趨勢越強，它的氧化能力就越強，其氧化數(shù)的趨勢越強，它的氧化能力就越強，其共軛的還原劑還原能力越弱共軛的還原劑

11、還原能力越弱。 同理，同理，還原劑還原劑還原能力越強，其還原能力越強，其共軛氧化共軛氧化劑氧化能力就越弱劑氧化能力就越弱。-2+4MnO /Mn強氧化劑強氧化劑/弱還原劑弱還原劑4+2+Sn /Sn弱氧化劑弱氧化劑/強還原劑強還原劑 氧化劑和它的共軛還原劑，或還原劑和它氧化劑和它的共軛還原劑，或還原劑和它的共軛氧化劑之間的關(guān)系，可以用的共軛氧化劑之間的關(guān)系，可以用氧化還原半氧化還原半反應(yīng)式反應(yīng)式表示：表示：2+Cu2Cue 2+ZnZn2e MnO4-/Mn2+ 和和 SO42-/SO32- 兩個電對在酸性兩個電對在酸性介質(zhì)中的半反應(yīng)式為：介質(zhì)中的半反應(yīng)式為：-+2+42MnO8H5Mn4H

12、Oe 2-+2-432SO2H2SOH Oe 1) 首先寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式首先寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式422KMnOHClMnClCl2) 找出氧化劑中原子氧化數(shù)降低的值和還原劑找出氧化劑中原子氧化數(shù)降低的值和還原劑中原子氧化數(shù)升高的值。中原子氧化數(shù)升高的值。+7 -1+2 0 422KMnO2HClMnClCl降低降低 2-7 = -5升高升高 0-(-1) 2 = 23) 調(diào)整系數(shù)使氧化數(shù)的變化相等。調(diào)整系數(shù)使氧化數(shù)的變化相等。 氧化劑中元素氧化數(shù)降低的數(shù)值，與還原氧化劑中元素氧化數(shù)降低的數(shù)值，與還原劑中元素氧化數(shù)升高的數(shù)值必須相等，求它們劑中元素氧化數(shù)升高的數(shù)值必須相等，求它們

13、的最小公倍數(shù)，在氧化劑和還原劑前乘以相應(yīng)的最小公倍數(shù)，在氧化劑和還原劑前乘以相應(yīng)的系數(shù)。的系數(shù)。+7 -1+2 0 422KMnO2HClMnClCl降低氧化數(shù)降低氧化數(shù) -5 2升高氧化數(shù)升高氧化數(shù) 2 54222KMnO10HCl2MnCl5Cl4) 配平反應(yīng)前后氧化數(shù)沒有變化的原子個數(shù)。配平反應(yīng)前后氧化數(shù)沒有變化的原子個數(shù)。42222KMnO16HCl2MnCl5Cl2K8H OCl4222KMnOHCl2MnCl5C22 Cll1K4222KMnO10HCl2MnCl5Cl 氧化劑和還原劑的氧化數(shù)變化必須相等氧化劑和還原劑的氧化數(shù)變化必須相等 方程式兩邊的各種元素的原子數(shù)必須相等方程式

14、兩邊的各種元素的原子數(shù)必須相等 如果反應(yīng)物中多氧，在酸性介質(zhì)中，可以加如果反應(yīng)物中多氧，在酸性介質(zhì)中，可以加H+(使使O變成水變成水)，少氧可以加，少氧可以加H2O(用水補充用水補充O生成生成H+)。 在堿性介質(zhì)中，反應(yīng)物中多氧可以加在堿性介質(zhì)中，反應(yīng)物中多氧可以加H2O(使使O變成變成OH-)，少氧可以加，少氧可以加OH-(補充補充O變成水變成水)。 中性介質(zhì)可以產(chǎn)生酸或堿，反應(yīng)物中多氧或少氧可中性介質(zhì)可以產(chǎn)生酸或堿，反應(yīng)物中多氧或少氧可以加以加H2O配平。配平。例例1：寫出高錳酸鉀和亞硫酸鉀在酸性溶液中配：寫出高錳酸鉀和亞硫酸鉀在酸性溶液中配平的反應(yīng)方程式。平的反應(yīng)方程式。步驟：首先寫出反

15、應(yīng)物和生成物；找出氧化劑步驟：首先寫出反應(yīng)物和生成物；找出氧化劑和還原劑中氧化數(shù)變化的最小公倍數(shù)，調(diào)整系和還原劑中氧化數(shù)變化的最小公倍數(shù)，調(diào)整系數(shù)使氧化數(shù)的變化相等。數(shù)使氧化數(shù)的變化相等。+7 +4+2 +6 42324424KMnOK SOH SOMnSOK SO降低氧化數(shù)降低氧化數(shù) 5 2升高氧化數(shù)升高氧化數(shù) 2 5423244242KMnO5K SOH SO2MnSO5K SO423244242KMnO5K SOH SO2MnSO5K SO 原子個數(shù)配平，一般先看原子個數(shù)配平，一般先看K原子和原子和SO42-個數(shù)，個數(shù)，將它們的系數(shù)確定后，再進(jìn)行將它們的系數(shù)確定后，再進(jìn)行H和和O的配平。

16、的配平。4232442422KMnO5K SOH SO2MnSOK S33H OO6K：左：左12，右，右10，故，故K2SO4系數(shù)為系數(shù)為6SO42-：左：左6，右，右8，故，故H2SO4系數(shù)為系數(shù)為3423244242KMnO5K SOH SO2MnSOSO6K423244242KMnO5K SOH S3O2MnSOSO6KH：左：左6，右，右0，O：右邊少：右邊少3例例2：寫出高錳酸鉀和亞硫酸鉀在堿性介質(zhì)中生：寫出高錳酸鉀和亞硫酸鉀在堿性介質(zhì)中生成錳酸鉀和硫酸鉀配平的反應(yīng)方程式。成錳酸鉀和硫酸鉀配平的反應(yīng)方程式。+7 +4 +6 +6 4232424KMnOK SOK MnOK SO降低

17、氧化數(shù)降低氧化數(shù) 1 2升高氧化數(shù)升高氧化數(shù) 2 142324242KMnOK SO2K MnOK SO42324242KO2KMnOK SO2K MnOSOHK423242242KOH2KMnOK SO2K MnOOKHSO例例3：寫出高錳酸鉀和亞硫酸鉀在中性溶液中生：寫出高錳酸鉀和亞硫酸鉀在中性溶液中生成二氧化錳和硫酸鉀配平的反應(yīng)方程式。成二氧化錳和硫酸鉀配平的反應(yīng)方程式。+7 +4 +4 +6 423224KMnOK SOMnOK SO降低氧化數(shù)降低氧化數(shù) 3 2升高氧化數(shù)升高氧化數(shù) 2 34232242KMnO3K SO2MnO3K SO4232242KMnO3K SO2MnO3K S

18、O2KOH2224243H O2KMnO3K SO2MnO3KKOHSO2 配平最關(guān)鍵的步驟：配平最關(guān)鍵的步驟：使氧化劑和還原劑中使氧化劑和還原劑中有關(guān)元素的氧化數(shù)相等。有關(guān)元素的氧化數(shù)相等。 難點：難點：常發(fā)生在未發(fā)生氧化數(shù)變化的原子常發(fā)生在未發(fā)生氧化數(shù)變化的原子配平上，特別是配平上，特別是H、O原子的配平。原子的配平。 氧化數(shù)法的優(yōu)點：氧化數(shù)法的優(yōu)點：不僅可以配平水溶液中不僅可以配平水溶液中的反應(yīng)，也適用用非水溶液、高溫反應(yīng)。的反應(yīng)，也適用用非水溶液、高溫反應(yīng)。1) 首先將反應(yīng)物和生成物以離子形式列出。首先將反應(yīng)物和生成物以離子形式列出。 離子電子法是將反應(yīng)式改寫為半反應(yīng)式，離子電子法是將

19、反應(yīng)式改寫為半反應(yīng)式，先將半反應(yīng)配平，然后將半反應(yīng)加合起來，再先將半反應(yīng)配平，然后將半反應(yīng)加合起來，再消去其中的電子數(shù)完成的。消去其中的電子數(shù)完成的。-2+42MnOClMnCl2) 將方程式分為兩個半反應(yīng)。將方程式分為兩個半反應(yīng)。+7 +2 -2+4MnOMn得得5個電子個電子-1 0 -2ClCl失失2個電子個電子3) 加一定數(shù)目的電子使半反應(yīng)兩端的原子數(shù)和加一定數(shù)目的電子使半反應(yīng)兩端的原子數(shù)和電荷數(shù)相等。電荷數(shù)相等。-+2+42MnO58HMn4H Oe酸性介質(zhì)，反應(yīng)物多酸性介質(zhì)，反應(yīng)物多O，加，加H+使之生成水。使之生成水。-22ClCl2e 2 5 如果在半反應(yīng)中反應(yīng)物和產(chǎn)物的如果在

20、半反應(yīng)中反應(yīng)物和產(chǎn)物的O原子數(shù)不同，原子數(shù)不同，可根據(jù)反應(yīng)條件可根據(jù)反應(yīng)條件(酸、堿、中性酸、堿、中性)在半反應(yīng)式中加在半反應(yīng)式中加H+、OH-、H2O，使兩側(cè)，使兩側(cè)O原子數(shù)和電荷數(shù)均相等。原子數(shù)和電荷數(shù)均相等。4) 氧化劑獲得的電子數(shù)必須等于還原劑失去的電氧化劑獲得的電子數(shù)必須等于還原劑失去的電子數(shù)，將子數(shù)，將2個半反應(yīng)合為配平的離子方程式。個半反應(yīng)合為配平的離子方程式。-+2+4222MnO10Cl16H2Mn5Cl8H O例例4：在酸性介質(zhì)中，配平反應(yīng)：在酸性介質(zhì)中，配平反應(yīng)-+2+42MnO58HMn4H Oe2-2-+324SOH OSO2H2e-2-+2+2-43422MnO5S

21、O6H2Mn5SO3H O-2-2+2-434MnOSOMnSO+7 +2 -2+4MnOMn+4 +6 2-2-34SOSO寫出半反應(yīng)式：寫出半反應(yīng)式：配平半反應(yīng)式：配平半反應(yīng)式：根據(jù)電子得失的最小公倍數(shù)：根據(jù)電子得失的最小公倍數(shù)： 2 5例例5：在堿性介質(zhì)中，配平反應(yīng)：在堿性介質(zhì)中，配平反應(yīng)-2-44ClOCr(OH)ClCrO+1 -1 -ClOCl+3 +6 -2-44Cr(OH)CrO寫出半反應(yīng)式：寫出半反應(yīng)式：-2ClOH O2Cl2OHe-2-442Cr(OH)4OHCrO4H O3e配平半反應(yīng)式：配平半反應(yīng)式： 3 2根據(jù)電子得失的最小公倍數(shù)：根據(jù)電子得失的最小公倍數(shù)：-2-4

22、423ClO2Cr(OH)4OH3Cl2CrO5H O例例6：在酸性介質(zhì)中，：在酸性介質(zhì)中，MnO4-氧化丙醇氧化丙醇C3H7OH為為丙酸丙酸C2H5COOH，配平該反應(yīng)。，配平該反應(yīng)。3725C H OHC H COOH寫出半反應(yīng)式：寫出半反應(yīng)式：+37225C H OHH OC H COOH4H4e配平半反應(yīng)式：配平半反應(yīng)式： 4 5根據(jù)電子得失的最小公倍數(shù)：根據(jù)電子得失的最小公倍數(shù)：+7 +2 -2+4MnOMn-+2+42MnO58HMn4H Oe-+2+4372254MnO5C H OH12H4Mn11H O5C H COOH 研究化學(xué)反應(yīng)中的電現(xiàn)象，電能與化學(xué)能研究化學(xué)反應(yīng)中的電現(xiàn)

23、象，電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化及規(guī)律的學(xué)科叫做電化學(xué)。的相互轉(zhuǎn)化及規(guī)律的學(xué)科叫做電化學(xué)。 電解：在電解質(zhì)溶液中通入直流電，供給電解：在電解質(zhì)溶液中通入直流電，供給能量，使兩個電極附近分別發(fā)生氧化和還原反能量，使兩個電極附近分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。這種裝置叫應(yīng)。這種裝置叫電解池電解池，使電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。，使電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。 氧化劑和還原劑不直接接觸，通過某種裝氧化劑和還原劑不直接接觸，通過某種裝置發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生電流，這種裝置叫置發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生電流，這種裝置叫做做原電池原電池，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?把把Zn片直接放入片直接放入CuSO4溶液中，氧化劑與溶液中，

24、氧化劑與還原劑直接接觸，化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成熱能，不還原劑直接接觸，化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成熱能，不會形成電子的定向流動。會形成電子的定向流動。2+2+ZnCuZnCu 電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn) Zn片溶解片溶解 Cu片上有片上有Cu沉積沉積現(xiàn)象：現(xiàn)象：Zn比比Cu活潑，失去電子進(jìn)入溶液，活潑，失去電子進(jìn)入溶液，Zn片上的電子過片上的電子過剩剩(負(fù)極負(fù)極)，流向，流向Cu片。片。Cu片附近，片附近，Cu2+得到電子，成為得到電子，成為Cu析出。析出。Zn半電池溶液中，正電荷過剩；半電池溶液中，正電荷過剩； Cu半電池溶液中，半電池溶液中，負(fù)電荷過剩；負(fù)電荷過剩；鹽橋中離子進(jìn)入溶液保持電中性，使反應(yīng)繼續(xù)

25、進(jìn)行。鹽橋中離子進(jìn)入溶液保持電中性，使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。原電池：通過氧化還原電池：通過氧化還原反應(yīng)，使電子的轉(zhuǎn)原反應(yīng)，使電子的轉(zhuǎn)移變成電子的定向移移變成電子的定向移動，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。能的裝置。鹽橋鹽橋 通常內(nèi)盛飽和通常內(nèi)盛飽和 KCl 溶液或溶液或 NH4NO3 溶液溶液 (以瓊脂作成凍膠以瓊脂作成凍膠)。作用：作用： 讓溶液始終保讓溶液始終保持電中性，使持電中性，使電極反應(yīng)得以電極反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行。繼續(xù)進(jìn)行。 原電池是由兩個半電池構(gòu)成原電池是由兩個半電池構(gòu)成 。半電池一。半電池一般均采用還原反應(yīng)的形式書寫。般均采用還原反應(yīng)的形式書寫。2+Zn2Zne 2+Cu2Cue

26、 當(dāng)已明確某一電對在電池反應(yīng)中作為負(fù)極當(dāng)已明確某一電對在電池反應(yīng)中作為負(fù)極時，可按氧化反應(yīng)的形式書寫：時，可按氧化反應(yīng)的形式書寫：2+ZnZn2e 2+Cu2Cue 2+2+ZnCuZnCu負(fù)極負(fù)極+ 正極正極 可見：原電池負(fù)極由還原劑電對組成，正極可見：原電池負(fù)極由還原劑電對組成，正極由氧化劑電對組成。電池反應(yīng)中還原劑在負(fù)極發(fā)由氧化劑電對組成。電池反應(yīng)中還原劑在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極發(fā)生還原反應(yīng)。生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極發(fā)生還原反應(yīng)。 原電池裝置可以用電池符號來表示，如原電池裝置可以用電池符號來表示，如Cu-Zn 原電池可以表示為：原電池可以表示為：4142|( ) Zn | ZnS

27、O ( ) CuSO ()|Cu| ( )cc“ | ” 表示界面，表示界面，“ | ” 表示鹽橋表示鹽橋c1、c2分別表示分別表示ZnSO4和和CuSO4溶液的濃度溶液的濃度 (mol L-1) 電子從哪個電極出來，對外電路供給電子，電子從哪個電極出來，對外電路供給電子，那個電極就是那個電極就是負(fù)極負(fù)極。電子進(jìn)入哪個電極，對外。電子進(jìn)入哪個電極，對外電路供給正電，那個電極就是電路供給正電，那個電極就是正極正極。 在原電池中，電子由負(fù)極流向正極，而電在原電池中，電子由負(fù)極流向正極，而電流方向由正極流向負(fù)極。流方向由正極流向負(fù)極。 不同氧化態(tài)的同種元素或離子不同氧化態(tài)的同種元素或離子(如如Fe3

28、+和和Fe2+、Sn4+和和Sn2+、Cl2和和Cl-等等)，也可構(gòu)成氧化，也可構(gòu)成氧化還原電對。還原電對。 這些電對作半電池時，可用這些電對作半電池時，可用Pt或其它不參或其它不參與反應(yīng)的惰性導(dǎo)體作極板材料，使反應(yīng)在電極與反應(yīng)的惰性導(dǎo)體作極板材料，使反應(yīng)在電極表面進(jìn)行，并能由它引出金屬導(dǎo)線。表面進(jìn)行，并能由它引出金屬導(dǎo)線。2+3+2+123( ) Cu |Cu( ) Fe (), Fe ()|Pt ( )|ccc2+CuCu2e 3+2+2Fe22Fee 3+2+3+Cu2FeCu2Fe負(fù)極負(fù)極+ 正極正極 在在 Cu-Zn 原電池中，為什么電子從原電池中，為什么電子從 Zn 原原子轉(zhuǎn)移給子

29、轉(zhuǎn)移給 Cu2+ 離子，而不是從離子，而不是從 Cu 原子轉(zhuǎn)移給原子轉(zhuǎn)移給Zn2+離子呢？離子呢？ Zn電極的電勢比電極的電勢比Cu電極更負(fù)。電極更負(fù)。電極電勢的產(chǎn)生電極電勢的產(chǎn)生雙電層理論：雙電層理論： 金屬越活潑，金屬越活潑，溶液越稀，金屬離溶液越稀，金屬離子離開金屬進(jìn)入溶子離開金屬進(jìn)入溶液而把電子留在金液而把電子留在金屬表面的傾向越大。屬表面的傾向越大。n+MMne 金屬越不活潑，金屬越不活潑，溶液越濃，金屬離溶液越濃，金屬離子從金屬表面獲得子從金屬表面獲得電子沉積到金屬表電子沉積到金屬表面的傾向越大。面的傾向越大。n+MMne1889年，德國化學(xué)家年，德國化學(xué)家Nernst： 在金屬和

30、金屬離子的界面上，形成在金屬和金屬離子的界面上，形成雙電層雙電層。 產(chǎn)生在雙電層間的電勢差就叫做產(chǎn)生在雙電層間的電勢差就叫做電極電勢電極電勢( ，用金屬的電勢減去溶液的電勢，用金屬的電勢減去溶液的電勢)。電極電勢。電極電勢用來描述金屬電極得失電子能力的相對強弱。用來描述金屬電極得失電子能力的相對強弱。n+MMnen+MMne 電極電勢電極電勢 表示極板和溶液之間的電勢差。當(dāng)用表示極板和溶液之間的電勢差。當(dāng)用鹽橋?qū)蓚€溶液相連時，兩溶液電勢相等，則兩個極鹽橋?qū)蓚€溶液相連時，兩溶液電勢相等，則兩個極板之間的電勢差即為兩個電極的電極電勢之差，此即板之間的電勢差即為兩個電極的電極電勢之差，此即原電池

31、的電動勢原電池的電動勢 (E)。 影響電極電勢的因素：影響電極電勢的因素：金屬本身的活潑性、溶金屬本身的活潑性、溶液中的金屬離子濃度、溫度等。液中的金屬離子濃度、溫度等。E = (正極正極) - (負(fù)極負(fù)極) 電極電勢反映了不同金屬及其離子在溶液中電極電勢反映了不同金屬及其離子在溶液中得失電子的強弱。得失電子的強弱。 確定了電極電勢的大小，就可以確定一個原確定了電極電勢的大小，就可以確定一個原電池反應(yīng)的正極和負(fù)極，以及一個氧化還原電池反應(yīng)的正極和負(fù)極，以及一個氧化還原反應(yīng)中的氧化劑和還原劑。反應(yīng)中的氧化劑和還原劑。(溫度溫度 298K)，離子濃度：，離子濃度：1mol L-1，氣體分壓：氣體分

32、壓：100 kPa，液體和固體為純物質(zhì)，液體和固體為純物質(zhì) 當(dāng)組成電極的物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時，電極當(dāng)組成電極的物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時，電極的電勢為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，用的電勢為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，用 表示。表示。yy 電極電勢的絕對值至今無法測量。電池的電電極電勢的絕對值至今無法測量。電池的電動勢可以精確測得，因此可通過組成原電池的方動勢可以精確測得，因此可通過組成原電池的方法測量標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。法測量標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。 必須有兩個電極組成一個電路，其中一個是必須有兩個電極組成一個電路，其中一個是待測電極，另一個是已知值的參比電極。測出組待測電極，另一個是已知值的參比電極。測出組成的原電池的電動勢成的原電池的電動勢E

33、 ，就可以計算出待測電極，就可以計算出待測電極的電極電勢。的電極電勢。E = (正極正極) - (負(fù)極負(fù)極)選擇氫電極作為標(biāo)準(zhǔn)，將其電極電勢定義為選擇氫電極作為標(biāo)準(zhǔn)，將其電極電勢定義為0。 (H+/H2) = 0定義：定義：yyyyyyyyyy 吸附了吸附了H2的鉑的鉑片與溶液中的片與溶液中的H+構(gòu)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)氫電極。成標(biāo)準(zhǔn)氫電極。+22H2He 在標(biāo)準(zhǔn)氫電極在標(biāo)準(zhǔn)氫電極和酸溶液之間的電和酸溶液之間的電勢，叫氫的標(biāo)準(zhǔn)電勢，叫氫的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，令其值為極電勢，令其值為0。溫度溫度 298K離子濃度：離子濃度：1mol L-1氣體分壓：氣體分壓：100 kPa液體和固體為純物質(zhì)液體和固體為純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)電

34、極電勢符號標(biāo)準(zhǔn)電極電勢符號: 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：+2+2Zn2HZnH2e電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：1+142( ) Zn | ZnSO (1 mol L ) H (1 mol L )|H (100 kPa)| P ( )| |tyy 在原電池中，當(dāng)電流小到趨近于零時，克服在原電池中，當(dāng)電流小到趨近于零時，克服電池內(nèi)阻消耗的功也接近于零，此時原電池的標(biāo)電池內(nèi)阻消耗的功也接近于零，此時原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢準(zhǔn)電動勢 E 等于兩個電極的電極電勢之差。等于兩個電極的電極電勢之差。E = (正極正極) - (負(fù)極負(fù)極) 298K時，測得時，測得E = 0.7628V，則，則 Zn2+/Zn 電電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電

35、勢：對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢：E = (正極正極) - (負(fù)極負(fù)極)= (H+/H2) - (Zn2+/Zn) (Zn2+/Zn) = -0.7628 VyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyE = 0.34 V = (正極正極) - (負(fù)極負(fù)極)= (Cu2+/Cu) - (H+/H2) (Cu2+/Cu) = 0.34 V+1124( ) Pt |H (100 kPa)|H (1 mol L ) CuSO (1 mol L|)|Cu| ( )yyyyyyyyyyyy (Zn2+/Zn) = -0.7628 V (Cu2+/Cu) = 0.34 V (H+/H2) = 0 VZn 失電子傾向大

36、于失電子傾向大于H2Cu 失電子傾向小于失電子傾向小于H2 (Zn2+/Zn) 400，0.10 - x 0.10-31.3 10 x + 220.0592H lg0.17 V2(H )p yyyyyyyy 習(xí)題集 ：87頁1，5，6，7若加入若加入NaCl，生成，生成AgCl沉淀后溶液中沉淀后溶液中Cl-=1mol L-1，則則Ag+ = 1.6 10-10 mol L-1，電極的電極電勢，電極的電極電勢 = ？+AgAge 0.799 V+-100.0592Ag lg110.7990.0592 lg(1.6 10)0.221 V0.221V是是-AgCl(s)Ag(s)Cle 這個新電對的

37、這個新電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。 由于沉淀產(chǎn)生了新的電對由于沉淀產(chǎn)生了新的電對AgCl/Ag，電極，電極變?yōu)榻饘僮優(yōu)榻饘?難溶鹽難溶鹽-離子電極。離子電極。yyyy 鹵化銀的溶度積越小，鹵化銀的溶度積越小，Ag+離子的平衡濃離子的平衡濃度也越小，則度也越小，則AgX/Ag電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢值電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢值也越小，也越小，Ag+的氧化能力也降低。的氧化能力也降低。2+2+ZnCuZnCu當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸時：當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸時：rmrmrm000GGG當(dāng)以原電池方式進(jìn)行時：當(dāng)以原電池方式進(jìn)行時：rmrmrm () () ()GWGWGW電池所能做的最大電功電池所能做的

38、最大電功電池所能做的最大電功rmGnFE rGm ：標(biāo)準(zhǔn)自由能變：標(biāo)準(zhǔn)自由能變n：得失電子數(shù)：得失電子數(shù)F：法拉第常數(shù)：法拉第常數(shù)9.65 104 C mol-1E ：電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢：電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢EE如電池中所有物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，則 在電池反應(yīng)中，原電池所做的最大電功等在電池反應(yīng)中，原電池所做的最大電功等于化學(xué)反應(yīng)自由能的降低：于化學(xué)反應(yīng)自由能的降低：- ()GW電池電功4-11mol 19.65 10 C molF 電子的電量即n molnQF若有電子轉(zhuǎn)移，則rmGnFE yyyyyyyyyy例例10：根據(jù)下列電池寫出反應(yīng)式并計算在：根據(jù)下列電池寫出反應(yīng)式并計算在298K時電池的標(biāo)準(zhǔn)電

39、動勢時電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢 E 和反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變和反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化化 rGm 的值。的值。-1-144|( ) Zn | ZnSO (1mol L ) CuSO (1mol L )|Cu ( )|解：解：2+2+ZnCuZnCu查表知查表知2+(Cu /Cu)0.34 V2+(Zn /Zn)-0.7628 V-1.10 VE 正極負(fù)極4-1rm-12 9.65 10 C mol1.10 V 212 kJ molG yyyyyyyyyyyyyy例例11：已知鋅汞電池的反應(yīng)為：已知鋅汞電池的反應(yīng)為Zn(s)HgO(s)ZnO(s)Hg(l)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)自由能的數(shù)據(jù)，計算根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)自由能的數(shù)據(jù)，計算2

40、98K時該電池時該電池的電動勢的電動勢E 值。值。解：查表知解：查表知-1fm(HgO)58.53 kJ molG -1fm(ZnO)318.2 kJ molG -1rm259.7 kJ molG rmGnFE 1.35 VE 反應(yīng)進(jìn)度為反應(yīng)進(jìn)度為1mol時，轉(zhuǎn)移的電子為時，轉(zhuǎn)移的電子為2mol。rm2GFE yyyyyyyyyyyyyyyyyy 判斷氧化劑和還原劑的強弱判斷氧化劑和還原劑的強弱 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢數(shù)值越小標(biāo)準(zhǔn)電極電勢數(shù)值越小(負(fù)值越大負(fù)值越大)，表示，表示其電極反應(yīng)中還原型物質(zhì)的還原性越強；數(shù)值其電極反應(yīng)中還原型物質(zhì)的還原性越強；數(shù)值越大越大(正值越大正值越大)，表示其電極反應(yīng)中氧

41、化型物，表示其電極反應(yīng)中氧化型物質(zhì)的氧化性越強。質(zhì)的氧化性越強。 最強的還原劑在表的右上方，最強的氧化最強的還原劑在表的右上方，最強的氧化劑在表的左下方。劑在表的左下方。 選擇氧化劑或還原劑選擇氧化劑或還原劑 有時需對一個復(fù)雜體系中某一組分進(jìn)行氧有時需對一個復(fù)雜體系中某一組分進(jìn)行氧化或還原，但又要求不影響其它組分?；蜻€原，但又要求不影響其它組分。例例12：一個含有：一個含有Cl-、Br-、I-三種離子的混合溶液，欲三種離子的混合溶液，欲使使I-氧化為氧化為I2，又不使，又不使Cl-、Br-氧化，在氧化，在Fe2(SO4)3和和KMnO4中，哪一種可滿足要求？中，哪一種可滿足要求？ (I2/I

42、-) = 0.535 V (Br2/Br-) = 1.065 V (Cl2/Cl-) = 1.3533 V (Fe3+/Fe2+) = 0.770 V (MnO4-/Mn2+) = 1.51 V 離子離子-電子法配平氧化還原反應(yīng)式的依據(jù)電子法配平氧化還原反應(yīng)式的依據(jù) 從表中可以查找氧化劑和還原劑相應(yīng)電對從表中可以查找氧化劑和還原劑相應(yīng)電對的半反應(yīng)式。的半反應(yīng)式。yyyyyyyyyyrmGnFE lnRTKnFE 2.303 8.314 298 lg0.0592lg96500KEKnn()lg0.05920.0592nnEK正極負(fù)極使用時應(yīng)注使用時應(yīng)注意意n的取值的取值2+2+ZnCuZnCu

43、rmlnGRTK yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy例例13：求反應(yīng)：求反應(yīng) 的平的平衡常數(shù)衡常數(shù) (K )。22Ag2HI2AgIH 解：解：AgI/Ag電對氧化數(shù)升高，電對氧化數(shù)升高，Ag是還原劑，是還原劑，H+/H2電對氧化數(shù)降低，電對氧化數(shù)降低，HI是氧化劑。是氧化劑。 (H+/H2) = 0 V， (AgI/Ag) = -0.15 V()lg5.080.0592nKa正極負(fù)極51.2 10K 01 +10 22Ag 2HI2AgIH 2en = 2分析反應(yīng)中得失的電子數(shù)分析反應(yīng)中得失的電子數(shù) nyyyyyyyyyyyyyy例例14：將反應(yīng)寫成：將反應(yīng)寫成 ， 求平衡

44、常數(shù)求平衡常數(shù) (K ) 。2AgHIAgI1/2H 解：分析反應(yīng)中得失的電子數(shù)解：分析反應(yīng)中得失的電子數(shù) n 01 +10 2Ag HIAgI1/2H en = 1()lg2.540.0592nK正極負(fù)極23.47 10K 顯然，反應(yīng)方程式書寫的系數(shù)不同，電極顯然，反應(yīng)方程式書寫的系數(shù)不同，電極電勢值不變，但求得的電勢值不變，但求得的K 值不同，值不同，K = (K )2yyyyyyyyyyyyyyyy如：測定如：測定PbSO4的溶度積常數(shù)的溶度積常數(shù)2+2+-1Sn /SnSn1 mol L ， ， 正極2-144PbSO /PbSO 1 mol L ， ， 負(fù)極2+2-44Pb(s)Sn

45、SOPbSOSn 測得電動勢測得電動勢E = 0.22 V，則由奈斯特方程：，則由奈斯特方程：E正負(fù)2+2+0.0592Pb /(Pb /Pb)lg2Pb/cc負(fù)2+Pb2Pbe yyyyyyyyyyyyyyyy2+2+sp0.05920.22(Sn /Sn)(Pb /Pb)lg2K查表知：查表知：2+2+(Sn /Sn)-0.14 V(Pb /Pb)-0.13 V， 7.78sp4(PbSO )102 10Kyyyyyyyyyyyy例例15：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢求下列反應(yīng)的平衡常：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢求下列反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)K 和溶度積常數(shù)和溶度積常數(shù)Ksp 。+-AgClAgCl(s) 解：兩邊各加

46、解：兩邊各加Ag單質(zhì)，則反應(yīng)分解為兩個電對。單質(zhì)，則反應(yīng)分解為兩個電對。+-Ag(s)AAg(s)gClAgCl(s) +AgAg Ag /Ag 0.7996Ve 正極: ， 電對，-AgClAgCl AgCl/Ag 0.2223Ve 負(fù)極: ，()0.79960.2223lg9.750.05920.0592nK正負(fù)95.62 10K10sp11.78 10KKyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy 根據(jù)氧化還原反應(yīng)的根據(jù)氧化還原反應(yīng)的 rGm 和該反應(yīng)所構(gòu)和該反應(yīng)所構(gòu)成的原電池電動勢成的原電池電動勢 E 之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：rmGnFE rm0 0GE，氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，rm0 0

47、GE，氧化還原反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，E 0，則反應(yīng)自發(fā)正向進(jìn)行。，則反應(yīng)自發(fā)正向進(jìn)行。E 0.3 V，可，可以認(rèn)為氧化反應(yīng)進(jìn)行的程度很完全。以認(rèn)為氧化反應(yīng)進(jìn)行的程度很完全。yyyyyyyyyyyy注意點：注意點：1. 從電極電勢只能判斷氧化還原反應(yīng)能否進(jìn)行，從電極電勢只能判斷氧化還原反應(yīng)能否進(jìn)行，以及程度如何，但不能說明反應(yīng)的速率。以及程度如何，但不能說明反應(yīng)的速率。-+2+42MnO8H5Mn4H Oe 1.51 V2-2-284S O22SOe 2.01 V+Ag2-2+-+2-282445S O2Mn8H O2MnO16H10SO Li3.045 V Na2.714 V 鋰的鈉的又如：又如：

48、鈉與水反應(yīng)的速率要比鋰快得多，有三個原因。鈉與水反應(yīng)的速率要比鋰快得多，有三個原因。yyyyyyyy2. 的應(yīng)用是有條件的。的應(yīng)用是有條件的。 的數(shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水溶液中測出的，在非水溶液、高溫、狀態(tài)下水溶液中測出的，在非水溶液、高溫、固相反應(yīng)的情況下并不適用。固相反應(yīng)的情況下并不適用。3. 以以 為判據(jù)時，離子濃度若偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)太為判據(jù)時，離子濃度若偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)太大，應(yīng)該經(jīng)過有關(guān)計算確定。大，應(yīng)該經(jīng)過有關(guān)計算確定。4. 值與電極的應(yīng)中物質(zhì)的計量系數(shù)無關(guān)，值與電極的應(yīng)中物質(zhì)的計量系數(shù)無關(guān)， 是電極的強度性質(zhì)。是電極的強度性質(zhì)。yyyyyyyyyy5. 某些含氧化合物某些含氧化合

49、物 (如如KMnO4、K2Cr2O7等等) 參參加氧化還原反應(yīng)時，用加氧化還原反應(yīng)時，用 值判斷反應(yīng)進(jìn)行的值判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向和程度時，還需考慮溶液的酸度。方向和程度時，還需考慮溶液的酸度。+5+3-+343322H AsO2I2HH AsOIH O 2e在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，3433-2H AsO /H AsO 0.56 VI /I 0.535 V電對的電對的 0.0025 VE 電池電動勢E 0，反應(yīng)可以自發(fā)向右正向進(jìn)行。，反應(yīng)可以自發(fā)向右正向進(jìn)行。yyyyyyyyyy 如如H+=10-8 mol L-1，I2/I-電對的電對的 不變，不變，但但H3AsO4/H3AsO3電對的電勢值

50、會變?yōu)椋弘妼Φ碾妱葜禃優(yōu)椋?34332H AsO2H2H AsOH Oe + 23433-82H AsO H 0.0592lg2H AsO 0.05921 (10 )0.56lg0.088 V21 0.0880.535-0.447 VE 電池電動勢E 0：E = 右右 - 左左 0，即，即 右右 左左 假設(shè)假設(shè)B不能發(fā)生歧化反應(yīng)，則該電池電動勢不能發(fā)生歧化反應(yīng)，則該電池電動勢 0：E = 右右 - 左左 0，即，即 右右 左左 當(dāng)當(dāng)E = 0時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy3+Fe2+FeFe0.77-0.44 A 因為

51、因為 右右 左左，所以在酸性溶液中，所以在酸性溶液中，Cu+離子不穩(wěn)定，將發(fā)生歧化反應(yīng)。離子不穩(wěn)定，將發(fā)生歧化反應(yīng)。 A+2+2CuCuCu yyyyyyyyyyyyABC 左左 右右 在元素電勢圖中：在元素電勢圖中： 如果如果 右右 左左，物質(zhì)，物質(zhì) B 將自發(fā)地發(fā)生歧化將自發(fā)地發(fā)生歧化反應(yīng)，生成產(chǎn)物反應(yīng)，生成產(chǎn)物 A和和 C； 如果如果 右右 0， rGm 0，說明該電池，說明該電池反應(yīng)可以自發(fā)正向進(jìn)行。反應(yīng)可以自發(fā)正向進(jìn)行。2+-2NiClNi2Cl yyyyyyyyyyyyyy 該電池反應(yīng)的逆反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，如果該電池反應(yīng)的逆反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，如果迫使反應(yīng)逆向進(jìn)行，必須把裝置改為電解

52、池。迫使反應(yīng)逆向進(jìn)行，必須把裝置改為電解池。2+-2NiClNi2Cl 2+-2Ni2ClNiCl 向兩極提供至少向兩極提供至少1.61V的的外加直流電壓的反電動勢，抵外加直流電壓的反電動勢，抵消電池自發(fā)反應(yīng)的電動勢，才消電池自發(fā)反應(yīng)的電動勢，才有可能使反應(yīng)逆向進(jìn)行。有可能使反應(yīng)逆向進(jìn)行。2+ Ni2Nie陰極-2 2Cl2Cle陽極 這種依靠外加電壓迫使一個自發(fā)的氧化還原這種依靠外加電壓迫使一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)朝著相反方向進(jìn)行的反應(yīng)，叫電解反應(yīng)。反應(yīng)朝著相反方向進(jìn)行的反應(yīng)，叫電解反應(yīng)。 電解反應(yīng)和電池反應(yīng)恰好是相反的過程，電解反應(yīng)和電池反應(yīng)恰好是相反的過程，它們雖然同屬電化學(xué)反應(yīng)，但各自的

53、電極反應(yīng)它們雖然同屬電化學(xué)反應(yīng)，但各自的電極反應(yīng)不相同。不相同。 1834年，法拉第通過實驗發(fā)現(xiàn)，由電解產(chǎn)年，法拉第通過實驗發(fā)現(xiàn)，由電解產(chǎn)生或消耗的物質(zhì)的量，與通過的電量成正比，生或消耗的物質(zhì)的量，與通過的電量成正比，而與其它因素?zé)o關(guān)，此即而與其它因素?zé)o關(guān)，此即 Faraday 定律。定律。+NaNae2+Mg2Mge3+Al3Ale半反應(yīng)半反應(yīng)1mol電解電解產(chǎn)物的質(zhì)量產(chǎn)物的質(zhì)量(g)所需電量所需電量(C)2324.327965002 965003 96500 法拉第常數(shù)給我們提供了一個有效利用電法拉第常數(shù)給我們提供了一個有效利用電能的極限數(shù)值。實際電解過程由于副反應(yīng)的存能的極限數(shù)值。實際電解過程由于副反應(yīng)的存在，并不能得到理論量的電解產(chǎn)物。在，并不能得到理論量的電