實驗15氧化還原反應和氧化還原平衡講課教案

1、精品文檔實驗15氧化還原反應和氧化還原平衡實驗目的1. 學會裝配原電池；2. 掌握電極的本性、電對的氧化型或還原型物質(zhì)的濃度、介質(zhì)的酸度等因素對電極電勢、氧化還原反應的方向、產(chǎn)物、速率的影響；3. 通過實驗了解化學電池電動勢?；静僮?試管操作要用專用滴管取液體，不得引入雜質(zhì)。清洗滴管時，里外都要沖洗干凈。滴瓶上的滴管不得用于別的液體的取用，滴加液體時磨口以下部分不得接觸接收容器的器壁。 裝有藥品的滴管不得橫 放或滴管口向上斜放，以免液體流入橡皮頭中。在通常的性質(zhì)實驗中， 反應液一般取35滴。正常滴管中的一滴溶液約 0.05 mL，例如，取 0.5 mL的溶液，需要大約10滴。2. 鹽橋的制法

2、3. 伏特計的使用（區(qū)分正負極，伏特計和電極要接觸良好） 實驗原理對于電極反應：氧化態(tài)（Ox） + ne-二還原態(tài)（Red） 根據(jù)能斯特公式，有EoRT 氧化型 n F “ 還原型Eo氧化型還原型其中，R = 8.314 Jmol-1 K-1, T = 298.15 K, F = 96485 C mol-1電極電勢的大小與Eo （電極本性）、氧化態(tài)和還原態(tài)的濃度，溶 液的溫度以及介質(zhì)酸度等有關。對于電池反應，aA + bB = cC + dD對應的能斯特方程是cdo 0.05915 C D匕也lg a bn A B電極電勢愈大，表明電對中氧化態(tài)氧化能力愈強，而還原態(tài)還原能力愈弱，電極電勢大的氧

3、化態(tài)能氧化氧化電極電勢比它小的還原態(tài)。E+ > E是氧化還原反應自發(fā)進行的判據(jù)。在實際應用中，若Eo與Eo的差值大于0.5V,可以忽略濃度、溫度等因素的影響，直接用E池 精品文檔精品文檔數(shù)值的大小來確定該反應進行的方向 實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象解釋和反應一、氧化還原反應和電極電勢(1)0.5mL0.1mol L“KI + 2 滴 0.1 mol L FeCb,搖勻后加入CCb觀祭CCl4層顏色紫色2I- + 2Fe 3+ = I 2(紫色)+2Fe2+(2)KBr代替KI進行上述實驗無變化E)Fe3+/Fe 2+ V E°Br2/Br-，不能反應(3)碘水 + 0.5mL0.1

4、mol L" FeSO4搖 勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色Br2 水+0.5mL0.1mol L-1 FeSO搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色紫色溴水退色Ef /f > e°i 2/1，不能反應Br2 +2Fe2+= 2Br- + 2Fe 3+比較電極電勢Br2 /Br - > Fe3+/Fe2+> 12/I -二、濃度對電極電勢的影響(1)燒杯 1: 15mL1mol L_NnSQ中插入鋅片燒杯 2: 15mL 1mol L- 1CuS(Q中插入銅片鹽橋連接兩燒杯，測電壓0.9VCu / Cu為正極Eo 2>Eo 2-Cu2 /CuZn2

5、/ ZnCuSQ溶液中注入濃氨水至生成沉淀 溶解生成深藍色溶液，觀察電壓變 化電壓降低CiT + 2e - = Cul L。0.05922 E E lgCu 加入NH水時，形成Cu(NH)42+,使Cu2+ 大幅度減小，電極電勢隨之減小。由于 正極電位降低，導致原電池電動勢降低。ZnSQ溶液中注入濃氨水至生成沉淀 溶解生成無色溶液，觀察電壓變化電壓升高Zn2+ + 2e - = Zno 0.05922E ElgZ n 加入NH水時，形成Zn(NH)4，使Zn 大幅度減小，電極電勢隨之減小。由于 負極電位降低，導致原電池電動勢升高。(2)CuSO 濃差電池:0.01mol L 1 CuSO和1m

6、ol 1 CuSQ組成原電池， 測電動勢并與計算值比較Cu|CiT(0.01mol L_) II Cif(1mol L_ ')電壓很小濃度大的一端為正極匚匚。0.059212 ,E E lgCu 0.05920.34 lg1 0.34V0 0592E 0.34Ig0.01 0.28VE 池E E 0.34 0.28 0.06V測定值比計算值小。或者解釋如下：正極電極反應：Cu2+(1 mol L-1) + 2e- = Cu負極電極反應：Cu2+(0.01 mol L -1) + 2e- = Cu原電池反應為：Cu2+(1 mol L-1) = Cu2+(0.01 mol L -1)o

7、0.05920.01E 池E 池lg0 0.062 10.06 V在濃差電池的兩極各連一個回形 針，然后在表面皿上放一小塊濾紙， 滴加1mol L_ 1NctS(O溶液，使濾紙完 全濕潤，在加入2滴酚酞，將兩極 回形針壓在紙上，相距1mm稍等片 刻，觀察所壓處哪端出現(xiàn)紅色。CuSQ濃度低的一端出現(xiàn)紅色H2Q被電解。陰極反應為：2H2Q + 2e- = H2 T + 2QH 使酚酞變紅。二、酸度和濃度對氧化還原反應的 影響1.酸度的影響(1) 0.5mL0.1mol L_ Na2SO,+2 滴0.01mol L_ %Mn Q+0.5mL1mol L_1fSQ,觀察溶液顏色的變化KMnQ4退色a5

8、SQ2- + 2Mn。4- + 6H+=5SQ42- + 2Mn2+ + 3H2Q用0.5mLHQ代替"SQ,觀察溶液顏色的變化產(chǎn)生棕色沉淀3SQ32- + 2MnQ4- + H2Q=3SQ42- + 2MnQ2 J 棕色)+ 2QH-1用 0.5mL6mol L_ NaQH弋替 HSQ,觀察溶液顏色的變化溶液變綠SQ32- + 2MnQ4- + 2QH-=SQ42- + 2MnQ42-J 綠色)+ H2Q1(2) 0.5mL0.1mol L_ KI + 2 滴 0.1hoi l" KIQ3+淀粉，觀察溶液顏色無變化的變化上述溶液中滴加23滴1mol LHSQ后，觀察溶液顏

9、色的變化溶液變藍IQ3- + 5+ 6H+=312(使淀粉變藍)+ 3H2Q再滴加23滴6mol LTNaQH觀察溶液顏色的變化藍色退去312+ 6QH- = IQ3- + 5I- + 3H2Q2.濃度的影響(1) 0.5 mL H 2Q + 0.5 mL CCb + 0.5-1mL0.1 mol L Fq(SCX)3 + 0.5 mL0.1 mol L 1 KI，振蕩后觀察CCl4層顏色 變化紫色2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 (紫色)(2) 0.5 mL CCl 4 + 0.5 mL 1mol L-1 1FeSQ+ 0.5 mL0.1 mol L Fe2(SQ)3 + 0

10、.5 mL 0.1 mol L 1KI，振蕩后觀 察CCl4層顏色變化，并與上一實驗 觀察CCl4層顏色顏色區(qū)別。顏色變淺I2濃度減小?；颍寒斏鲜龇磻胶鈺r，E(Fe3+/Fe2+)與 E(l2/|-)相等。增大 Fe2+濃度，E(Fe?+/Fe2+) 減小，使得 E(Fe3+/Fe2+) v EQ2/I-)，反應 逆向進行，I2濃度減小。 上面實驗中加NHF固體，振蕩觀 察CCl4層顏色變化顏色變淺Fe3+ + 6F- = FeFs3-使Fe3+濃度減小，F(xiàn)e3+/Fe2+電極電勢減小，反應的電動勢減小，平衡時的反應 量減小，生成的I2濃度減小說明氧化劑對應的電對中，增大還原型的濃 度或減小

11、氧化型的濃度，電對中氧化型 物質(zhì)的氧化能力將減弱，使氧化還原反 應趨勢減弱。四、酸度對氧化還原反應速率的影 響0.5 mL 0.1 mol L_KBr + 2 滴 0.01 molKMnQ+ 0.5mL1mol L- 1H2S(Q 觀察試管中紫紅色褪去的速度快2Mn Q4 + 10Br- + 16H+=2Mn2+ + 5Br2 + 8H2Q用0.5mL6mol L- 1HAc代替上述實驗 中的HSQ，觀察試管中紫紅色褪去 的速度，并與上一實驗比較慢2Mn Q4 + 10Br- + 16HAc=2Mn2+ + 5Br2 + 8H2Q + Ac-五、氧化數(shù)居中的物質(zhì)的氧化還原 性(1) 0.5 mL 0.1 mol L-1 KI + 2 3 滴 1 mol L-1 H2SQ +1 2 滴 3% I4Q 觀察試管中溶液顏色的變化棕黃色2I- + H2Q2 + 2H+ = I2 + 2H2QI2在水中顯棕黃色KMnO退色2Mn O4- + 5H2O2 + 16H+=2Mn2+ + 5O2f + 8HO(2) 2 滴 O.OImol L_1 KMnO+ 3 滴 1 mol L&qu