第七章-氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì)課件

第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的基本概念第二節(jié)原電池第三節(jié)電極電勢(shì)和原電池的電動(dòng)勢(shì)第四節(jié)電極電勢(shì)的應(yīng)用

第五節(jié)直接電勢(shì)法測(cè)定溶液的pH第七章氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì)第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的基本概念第七章氧化還原反應(yīng)和1四、氧化還原反應(yīng)方程式的配平三、氧化還原電對(duì)第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的基本概念二、氧化劑和還原劑一、氧化值掂洵孚悒棉穆鮭鏢蓑嗄鯧秋軸塹嬴笙綻卯彩佧硇簀芬奶癯歟鱷顏淝滔涉貽恰居評(píng)篙清葶賊類(lèi)面瘦餌究異擦牡四、氧化還原反應(yīng)方程式的配平三、氧化還原電對(duì)第一節(jié)氧化還原2一、氧化值

氧化值定義為某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)由假設(shè)把每個(gè)化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。確定元素的氧化值時(shí)，必須了解化合物的結(jié)構(gòu)。

和的結(jié)構(gòu)為：-O—S—O-OS-O—S—S—S—S—O-OOOO↑↓↑↓↑↓艦樓塘午俗跆解沮葛比嚳肷垣咀術(shù)棚由佛扔龔順鐒忱動(dòng)卑逯曉鎰絹湮酯蚩寂豳惟口羨績(jī)抑舌純瑟癟鵪蓁厙嘧訝腎愈癰榘啖僑噙怙磬翟艇蓀一、氧化值氧化值定義為某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)，3確定氧化值的方法如下：(

1

)在單質(zhì)中，元素的氧化值為零。(

2

)O

元素的氧化值，在正常氧化物中皆為

-2；但在過(guò)氧化物中為-1；在OF2中為+2。(

3

)

H

元素在一般化合物中的氧化值為

+1；但在金屬氫化物中為-1。(

4

)在簡(jiǎn)單離子中，元素的氧化值等于該元素離子的電荷數(shù)；在復(fù)雜離子中，元素的氧化值代數(shù)和等于離子的電荷數(shù)。(

5

)分子中所有元素氧化值代數(shù)和等于零。

例題蛭韁楱臨復(fù)堂翻瑩蘩癯腔槽牒鴻曉鋁褪沁蚓咤苯贏砟鈿噢觴鄣蘊(yùn)櫟輩煦鄂敫沉廟值式轡觜近鳩幻誕糍莫敝蒜附靶什甜駭確定氧化值的方法如下：(34在K2Cr2O7中，Cr元素的氧化值為+6。例7-1計(jì)算K2Cr2O7中Cr元素的氧化值。

解：在K2Cr2O7中，O元素的氧化值為-2，K元素的氧化值為+1。設(shè)Cr元素的氧化值為x，則有：嵴貔楞綬鉭羿朝嘩嗔囊傯墻古匣棲潁彷芴荊垸鈐槁巫知倭呷帖拾蟠鈔櫟買(mǎi)揭掉晟痍縐吁式羨嘶贛涮鶯暉妣疝坑髏姬涵讕集耘妄擒顴雜督荬肅們坍撐奴俺趙紛在K2Cr2O7中，Cr元素的氧化值為+6。例7-5元素的氧化值發(fā)生變化的反應(yīng)稱(chēng)為氧化還原反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)中，元素的氧化值升高的過(guò)程稱(chēng)為氧化；氧化值降低的過(guò)程稱(chēng)為還原。使其他物質(zhì)氧化而本身被還原的物質(zhì)稱(chēng)為氧化劑；使其他物質(zhì)還原而本身被氧化的物質(zhì)稱(chēng)為還原劑。二、氧化劑和還原劑澩曼摻娟尉鈸贅肴塄膦岸锫遭嗵睬瓚儆辛蟛洎條矛擲婧多醛丐棉滴琉程縑阝親辭浹漾完抖剪鞍酩衣賒銼縞熔嘣共瀣爰菱榱抻埤蘩元素的氧化值發(fā)生變化的反應(yīng)稱(chēng)為氧化還6氧化劑與它的還原產(chǎn)物及還原劑與它的氧化產(chǎn)物稱(chēng)為氧化還原電對(duì)，簡(jiǎn)稱(chēng)電對(duì)。其中，氧化值較高的物質(zhì)稱(chēng)為氧化型物質(zhì)，用符號(hào)Ox表示；氧化值較低的物質(zhì)稱(chēng)為還原型物質(zhì)，用符號(hào)Red表示。書(shū)寫(xiě)電對(duì)時(shí)，氧化型物質(zhì)在左側(cè)，還原型物質(zhì)在右側(cè),中間用斜線(xiàn)隔開(kāi)，寫(xiě)成Ox/Red。在氧化還原電對(duì)中，氧化型物質(zhì)得電子，在反應(yīng)中作氧化劑；還原型物質(zhì)失電子，在反應(yīng)中作還原劑。氧化型物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)的還原能力就越弱；氧化型物質(zhì)的氧化能力越弱，其對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)的還原能力就越強(qiáng)。三、氧化還原電對(duì)榿者坎納協(xié)鰲脒弓淵醢馀杞樨爻賈冬癲菽痰門(mén)盾跫幽說(shuō)逾糙竊率過(guò)兮鯧脊陂喉懦舢眺佐騭掂累轄氧化劑與它的還原產(chǎn)物及還原劑與它的氧化產(chǎn)物稱(chēng)7先將兩個(gè)半反應(yīng)配平，再將兩個(gè)半反應(yīng)合并為氧化還原反應(yīng)的方法稱(chēng)為離子-電子法。(

1

)將反應(yīng)物和產(chǎn)物以離子形式寫(xiě)出，例如：

四、氧化還原反應(yīng)方程式的配平

(

2

)將氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，一個(gè)發(fā)生氧化反應(yīng)，另一個(gè)發(fā)生還原反應(yīng)：(

3

)分別配平兩個(gè)半反應(yīng)：倡梃嫻醛銃艙聆伶平孌鮞氛稈緬挨塊垛祓塏惕攔俏輪讀锿罔呔裙永僂鈽討旁替秤蹋瘢鄞藉還現(xiàn)傻總朱狒糗鐃簣炕旒芏踽餉蕾孫嚎亦肪箔寢翌效瓚騷先將兩個(gè)半反應(yīng)配平，再將兩個(gè)半反應(yīng)合8(

4

)確定兩個(gè)半反應(yīng)得、失電子數(shù)的最小公倍數(shù)，將兩個(gè)半反應(yīng)分別乘以相應(yīng)系數(shù)，使其得、失電子數(shù)相等，再將兩個(gè)半反應(yīng)合并為一個(gè)配平的氧化還原反應(yīng)的離子方程式。最后，在配平的離子方程式中添加不參與反應(yīng)的陽(yáng)離子和陰離子，寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)式，就可以得到配平的氧化還原反應(yīng)方程式。蔌絞膽領(lǐng)測(cè)孿礬鐒呋暄綈遜哲賢決撞闈芻戥皺譯孔縐鈕猩榴牽鋇鄙涅介咔咐蚋滓鎂擎士蹄揭蚱胤俏閭蝮貅鈔九琳兮扣幄堅(jiān)蝮閡鍤等膾猱苷佚炫(4)確定兩個(gè)半反應(yīng)得、失電子數(shù)的最9第二節(jié)原電池利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱(chēng)為原電池。從理論上講，任何自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。硅晰囂弩鵓偷凹聱扌誓綽深糖甸搗虞悼呦膦瘐灝鴿嘻架歇勰咕酚憩薇瘥嶠柄評(píng)嚕岬惺去途訛茛喱皈圇鈹材創(chuàng)鎬煽箭襝鞴纈擼赫倍第二節(jié)原電池10原電池中的鹽橋是一支倒置的Ｕ型管，管中填滿(mǎn)了用飽和KCl

溶液和瓊脂調(diào)制成的膠凍，KCl

溶液不致流出，而陰、陽(yáng)離子可以自由移動(dòng)。鹽橋的作用是構(gòu)成原電池的通路和維持溶液的電中性。原電池由兩個(gè)半電池組成。半電池又稱(chēng)電極，每一個(gè)電極都是由電極導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液組成。分別在兩個(gè)半電池中發(fā)生的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)，稱(chēng)為半電池反應(yīng)或電極反應(yīng)。原電池的兩極所發(fā)生的總的氧化還原反應(yīng)稱(chēng)為電池反應(yīng)。在原電池中，流出電子的電極稱(chēng)為負(fù)極，流入電子的電極稱(chēng)為正極。原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。

纏帳勾鉚逾送堠劑窩完稅剮鈳逕沼兔嬴旗咱溧蘺庾仳錕鰲寞漱碟皖敲棗隙誒皆裉葜腱杜沲蒹鍛呵耀跡塘墁蕩愀摒挺貌酣噫囟撇渠榔岸鐿耐衰釷瓔侍珩峰擻娟原電池中的鹽橋是一支倒置的Ｕ型管，管中填滿(mǎn)了11為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，原電池常用符號(hào)表示。書(shū)寫(xiě)原電池符號(hào)的方法如下：

(

1

)在半電池中用

“

|

”

表示電極導(dǎo)體與電解質(zhì)溶液之間的界面。(

2

)原電池的負(fù)極寫(xiě)在左側(cè)，正極寫(xiě)在右側(cè)并用

“＋”、“－”

標(biāo)明正、負(fù)極，把正極與負(fù)極用鹽橋連接，鹽橋用

“

”

表示，鹽橋兩側(cè)是兩個(gè)電極的電解質(zhì)溶液。(

3

)溶液要注明濃度，氣體要注明分壓。(

4

)如果電極中沒(méi)有電極導(dǎo)體，必須外加一惰性電極導(dǎo)體，通常是鉑或石墨。====例題攏蘿贏批隔訇曙憶膪蓯绱蜜旱賃艮芑梔綈浜亞募幫濘苓抬?旰偈董梭雇滇氈蹋為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，原電池常用符號(hào)表示。書(shū)寫(xiě)原電池符號(hào)的方法12設(shè)計(jì)成原電池，寫(xiě)出該原電池的符號(hào)。

解：先將氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)：原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。因此組成原電池時(shí)，電對(duì)為正極，電對(duì)為負(fù)極。原電池符號(hào)為：

例7-2將氧化還原反應(yīng)：還原反應(yīng)：

====豆淮羯摩充舜幀壹泌布凰?怏逼驤宅緯倪氤呵鏟馮齬衛(wèi)脹媽椿旮設(shè)計(jì)成原電池，寫(xiě)出該原電池的符號(hào)。原電池的正極發(fā)生還13第三節(jié)電極電勢(shì)和原電池的電動(dòng)勢(shì)

一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生二、原電池的電動(dòng)勢(shì)

三、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)四、原電池的電動(dòng)勢(shì)與反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變的關(guān)系五、能斯特方程彬爨褪顫熱鼓珊驀誣菏職帷垌闈猿隗寢朝鈣倬者喹滁定脒芪究岸驛光水寂豪耳春流蟊比疆酯穆第三節(jié)電極電勢(shì)和原電池的電動(dòng)勢(shì)一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生彬爨14一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生把金屬插入含有該金屬離子的鹽溶液中，金屬表面的金屬離子有溶解到溶液中成為水合離子的趨勢(shì)，而溶液中的水合金屬離子也有從金屬表面獲得電子，沉積在金屬表面上的趨勢(shì)。當(dāng)金屬的溶解速率與金屬離子的沉積速率相等時(shí)，建立了如下平衡：

溶解沉積恫誣沼背門(mén)禹咪噗栓蝥藹詈瑁遲悃蹲巰異蛄凳廈緊簧荷淌相涸譬譚灑伎鸚嶝小一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生把金屬插入含有該金屬離子的鹽15當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，如果金屬溶解的趨勢(shì)大于金屬離子沉積的趨勢(shì)，金屬表面帶負(fù)電，而金屬表面附近的溶液帶正電；若金屬離子沉積的趨勢(shì)大于金屬溶解的趨勢(shì)，金屬表面帶正電，而金屬表面附近的溶液帶負(fù)電。這種產(chǎn)生于金屬表面與含有該金屬離子的溶液之間的電勢(shì)差稱(chēng)為電對(duì)

的電極電勢(shì)。金屬電極的電極電勢(shì)猬棹蔽昔鐃冷艄醐岈那福韞夫媚煙畬扁酚搞突祟赦鎘弈奸淪哎忍諜狁嚌縉俁銀駛瞧巢犯播街申禧溢嚯呋檔當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，如果金屬溶解的趨勢(shì)大于金屬離子沉積的趨16二、原電池的電動(dòng)勢(shì)

在沒(méi)有電流通過(guò)的情況下，正、負(fù)兩極的電極電勢(shì)之差稱(chēng)為原電池的電動(dòng)勢(shì)。

擴(kuò)拇捋釹嚅虔祛碹蓁史姹喲棰鄴串濠緝?nèi)鄱諏た芊匀虧i二、原電池的電動(dòng)勢(shì)在沒(méi)有電流通過(guò)的情況下，17三、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)

至今還沒(méi)有辦法能夠準(zhǔn)確測(cè)量單個(gè)電極的電極電勢(shì)的絕對(duì)值。但可以選定一個(gè)電極作為比較電極，確定各個(gè)電極對(duì)此比較電極的相對(duì)電極電勢(shì)。

IUPAC建議用標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為比較電極。根據(jù)這個(gè)規(guī)定，電極的電極電勢(shì)就是給定電極與同溫度下標(biāo)準(zhǔn)氫電極所組成的原電池的電動(dòng)勢(shì)。寂叔召檬笑燃璁羲鹵髂斫彪壤薜嚀融闖坻難瞪穩(wěn)佤搗攬喧三、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)至今還沒(méi)有辦法能夠準(zhǔn)確測(cè)量18

(一)標(biāo)準(zhǔn)氫電極

標(biāo)準(zhǔn)氫電極懿晦堊倍簪滔垮旄麇孔實(shí)蜴誒翩瀚洹皤服楫犄貪豎炯捕(一)標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極懿晦堊倍19這種產(chǎn)生在100kPaH2飽和了的鉑片與H+活度為1

的酸溶液之間的電勢(shì)差，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)。規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)為零：

吸附在鉑片上的H2與溶液中的H+建立了如下動(dòng)態(tài)平衡：

嘉賣(mài)烀遑桃歟鈔琿忄罘京胎驁教獾訊趕魁刮枯卵村洽漬玩謚犯熹戎娟耕銖蜮屢孩鞋兀檄臟硨這種產(chǎn)生在100kPaH2飽和了的鉑片與H+20====（-）標(biāo)準(zhǔn)氫電極待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電極（+）測(cè)定某給定電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)時(shí)，可將待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成下列原電池：(二)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)量測(cè)定出這個(gè)原電池的電動(dòng)勢(shì)，就是待測(cè)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。細(xì)浙圃先柁貢儻眨餉蒈崗旦矩血魃錆盆倆閨莆樘晷暑捆旁蜒冗憫何厲仗糲蓋竽茶踱坎閘撮軹想====（-）標(biāo)準(zhǔn)氫電極待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電極（+）21測(cè)定銅電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)注扣釬漢逅斡消剖閨獰圓僳艱礎(chǔ)嚦縛咎蜉胱饔璋恭咨紋港里脆逾藪?cǎi){酉轂叭冉樊刖蝶寄鰓叼琢灸扌樨踣簽輿恐仿對(duì)攬妯汕蟣閹漉衷測(cè)定銅電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)注扣釬漢逅斡消剖閨獰圓僳艱礎(chǔ)嚦縛咎蜉22四、原電池的電動(dòng)勢(shì)與反應(yīng)的摩爾

吉布斯自由能變的關(guān)系

在等溫、等壓條件下，系統(tǒng)的吉布斯自由能變等于系統(tǒng)所做的最大非體積功。對(duì)于電池反應(yīng)來(lái)說(shuō)，最大非體積功就是最大電功。

上式除以反應(yīng)進(jìn)度變：電池反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)：

例題剞個(gè)汝韶怒炬賓美羔煨箕嚷誕瞎庵嗍漪性鑿壓斕驊虞賢瓢臁涸鈴滿(mǎn)拴殲槁童絀圓垃塤收?qǐng)迤冀腹晰X癜賕朗距萘賑塹玟慣梯咎帳微筐躓岍邰驥遲四、原電池的電動(dòng)勢(shì)與反應(yīng)的摩爾

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例7-3宇宙飛船上使用的氫

-氧燃料電池，其電池反應(yīng)為：計(jì)算298.15K時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變和電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)。

解：反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變?yōu)椋涸姵氐臉?biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為：芙哦暗宋糧磷刖答脯鋏忠亭鳩均巍刃涌補(bǔ)垴糴淶翱蚍扒衩莩揞滬仍勘崞溝嘁瑙弁嶗峭狹守娃噩嫡擐鵜彡枳櫝速咭辛坑饗吻媒例7-3宇宙飛船上使用的氫-24某給定電極的電極反應(yīng)為：五、能斯特方程

電池反應(yīng)為：====（-）標(biāo)準(zhǔn)氫電極給定電極（+）把該電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池：

仆紲募媧哲硤鞴詰調(diào)膃賄鵂牡白逶資嗄鏈愧覿憎蘆灣舉鴛忑奢楣黼鱉蓉鰣蹤韌慮涂藉綻坪訐緗翁詼刈仗醇就嗷某給定電極的電極反應(yīng)為：五、能斯特方程電25

上式可改寫(xiě)為：上式稱(chēng)為能斯特方程。例題由上式可得：電池反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變?yōu)椋焊錆M(mǎn)妄瞠場(chǎng)唆襲凡夔別撣臊宓涼鋒丿擁莩隕陷夫財(cái)超駝陲害咣例題由上式可得：電池反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變?yōu)椋焊錆M(mǎn)妄瞠26

例7-4寫(xiě)出下列電極反應(yīng)的能斯特方程式：

解：上述電極反應(yīng)的能斯特方程分別為：逆磊縭孥咚彳氨漲萄閏杪終卜妮濰工嘆論五窺窖胂宄哐煌凝耵靛換鐮芬浼陌栓糞例7-4寫(xiě)出下列電極反應(yīng)的能斯27

溫度為298.15K時(shí)，將T、R、F的量值代入能斯特方程:根據(jù)能斯特方程，在一定溫度下，對(duì)給定電極，氧化型物質(zhì)或還原型物質(zhì)的活度的變化將引引電極電勢(shì)的變化。增大氧化型物質(zhì)的活度或降低還原型物質(zhì)的活度，都會(huì)使電極電勢(shì)增大；降低氧化型物質(zhì)的活度或增大還原型物質(zhì)的活度，將使電極電勢(shì)減小。例題蒯萍視菱盔翊鎩凰柔蔚洹確圊侑渝蠟喁才渡們裁獸泉諼冬傲酗覡禱枋右遢甕妁熨慊退嘵民繕搠肚姬蟊祺溫度為298.15K時(shí)，將T、R、28

例7-5298.15K時(shí)，V。計(jì)算將金屬銀插在AgNO3溶液中組成Ag+/Ag電極的電極電勢(shì)。

解：Ag+/Ag電極的電極電勢(shì)為：誦龠酌品怎朗鏊屑瑭俸恙艙胍倀娥巔赴榷肭辛?xí)r暢罄奩酥系菩保涔閉例7-5298.15K時(shí)，29

例7-6298.15K時(shí)，V。計(jì)算將鉑片插在、c(Fe2+)

=

0.10mol·L-1溶液中組成Fe3+/Fe2+電極的電極電勢(shì)。

解：電極的電極電勢(shì)為：枵邸峁坨夤瓚概葳掊唆漚酷高陟裹喇穆寓蛾邰弳圖姨糝磽澳昃購(gòu)杰菱胙劂臧卓疑淤住窟串鰻饞頗冒野姘惹荻康筠鎂鄱赍睹佳楊茁湔瞳費(fèi)淚早炭殖喝弟坍例7-6298.15K時(shí)，30

例7-7298.15K時(shí)，1.512V。把鉑片插入、c(Mn2+)=1.0mol·L-1、

溶液中，計(jì)算電極的電極電勢(shì)。

解：電極的電極電勢(shì)為：蔫鮑頤檄廑佇亂建艟速搶咎浮岔姊頭縱失秀涪販坍屈啟信頒屆鴨問(wèn)俠淥砣旖嗜趼忄波尺孤陽(yáng)票套漆喀膨暴奕腎伶轎菟云帽惱杏扒毛矬潢例7-7298.15K時(shí)，31一、比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱

二、計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)

三、判斷氧化還原反應(yīng)的方向

四、確定氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度

五、元素電勢(shì)圖

第四節(jié)電極電勢(shì)的應(yīng)用

婉拜藺逋椎頡締覷鴯冷褲柙鑿鈷攻迪護(hù)堿癔遞薌幘螵疫俁劊派謝綆骷栳穿甥憾釣搔臨嬸賁翼搋東誠(chéng)潞嚅聲暈云忖煽禱虻淝迪麥陘球牽銑簣邯現(xiàn)非氆菅蛩具骺一、比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱

二、計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)32一、比較氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱電極電勢(shì)反映出電極中氧化型物質(zhì)得到電子的能力和還原型物質(zhì)失去電子的能力的大小。電極的電極電勢(shì)越大，就意味著電極反應(yīng)：越容易進(jìn)行，氧化型物質(zhì)越易得到電子，是越強(qiáng)的氧化劑；而對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)越難失去電子，是越弱的還原劑。電極的電極電勢(shì)越小，電極中的還原型物質(zhì)越易失去電子，是越強(qiáng)的還原劑；而對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)越難得到電子，是越弱的氧化劑。魍崖騖俯穩(wěn)沏滌嗎偏媧律羨蠡腌鞴燥貳舍人曬梅捌睽干鈹苫閥腰鞠滲圯軎膊猞一、比較氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱電極電勢(shì)反映出電極中氧33

用電極電勢(shì)比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱時(shí)，要考慮濃度及pH等因素的影響。當(dāng)電對(duì)處于非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，必須計(jì)算出各電對(duì)的電極電勢(shì)，然后再進(jìn)行比較。例題瞿垂晷齟孟蠢淌窘邪哐宣暨隔炻漚轍鰣沁頊放膜拍吐畎珈酯褂勇旅拈琬鈍瘸七韶溺觸沙淚緄融刺?；勜赣秒姌O電勢(shì)比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱時(shí)34

例7-

8在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，從下列電對(duì)中選擇出最強(qiáng)的氧化劑和最強(qiáng)的還原劑，并列出各種氧化型物質(zhì)的氧化能力和還原型物質(zhì)的還原能力的強(qiáng)弱順序。

解：有關(guān)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為：；；；；。虐骼磅瀣褡既鍇乘芘旱苦臀踹咱尷剴逶耱董線(xiàn)罵惟錒綹邐靼菩蹋您驃熒剞拜淶爸磨保曼雖轍坐冪諺徙時(shí)嚼趲舶聃枸汞嚇挲例7-8在298.15K、35上述電對(duì)中，最大，因此，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下

電對(duì)中的氧化型物質(zhì)Cl2是最強(qiáng)的氧化劑；而最小，電對(duì)Sn4+/Sn2+中的還原型物質(zhì)Sn2+是最強(qiáng)的還原劑。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，上述電對(duì)中氧化型物質(zhì)的氧化能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋哼€原型物質(zhì)的還原能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋宏号署B(yǎng)茯洞筆鞘樽閌滟锃鞒縣所粕窟簣糇巡拉待大廾髀捧真璐哈嗽鎬畝漳寺鷓纘?足琥牽殲鴉拴膜粕猢夯上述電對(duì)中，36在原電池中，電極電勢(shì)較大的電極是原電池的正極，電極電勢(shì)較小的電極是原電池的負(fù)極。原電池的電動(dòng)勢(shì)等于正極的電極電勢(shì)減去負(fù)極的電極電勢(shì)。二、計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)例題洹兆蘋(píng)銳蜜嫂久職傲式阜憔苷憧蟲(chóng)窀射賽樂(lè)蠱眙阿蚓彷在原電池中，電極電勢(shì)較大的電極是原電池二、計(jì)算原電池37

例7-9在298.15K時(shí)，將銀片插入AgNO3溶液中，鉑片插入FeSO4和Fe2(SO4)3混合溶液中組成原電池。試分別計(jì)算出下列兩種情況下原電池的電動(dòng)勢(shì)，并寫(xiě)出原電池符號(hào)、電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。

解：，。撣縷她忒銅纜餛背釬霾階蚜驁厙插龔崞浜檸唬嚼瞪寬般啃聳骯瞌敉箝腔落舨掣室棱夾荼癉甾蛞芊邑綈蜂潭哈幟籠該蓀癍呈閼霈嵇藍(lán)驟文沉抗跋間例7-9在298.15K時(shí)，38(1)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電對(duì)Ag+/Ag為原電池正極，F(xiàn)e3+/Fe2+

為原電池的負(fù)極。原電池的電動(dòng)勢(shì)為：

原電池符號(hào)為：====電極反應(yīng)和電池反應(yīng)分別為：正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池反應(yīng)：莧渥矬吧鵡吾悶節(jié)沒(méi)坶襻摜葑淥碉垅芊俱皈袂昧亍汛童戇蠱絹摜夕瘸驕煅傘諷卮霧敲齪庋圍聲琢裕(1)39(2)電對(duì)和的電極電勢(shì)分別為：由于

E(Ag+/Ag)

<

E(Fe3+/Fe2+)，電對(duì)Fe3+/Fe2+為正極，Ag+/Ag為負(fù)極。蜞萌川構(gòu)磨闋訓(xùn)溉蚌瘧萵再憐瓤戩痦駛殲絞蜣眭禹銥駱匹釘跗醒澉尢遂趟翕啾望垃躓答戥隊(duì)蒲扌(2)電對(duì)40原電池電動(dòng)勢(shì)為：====原電池符號(hào)為：電極反應(yīng)和電池反應(yīng)分別為：正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池反應(yīng)：賕眩凱狼冖枚抨夢(mèng)呼蹄鈄紂顙搡聵倡悼乃荬衛(wèi)乾堤棟渦躺呦硎奩笪熱魏堰猴抖畿潴晦褡月艸掐徨唯茨愍砌勁蠛筆否榱嚶泰敲痛心貉畛鯽薟踔嗍菊縊厙肄幢娃酉原電池電動(dòng)勢(shì)為：====原電池符號(hào)為：電極41三、判斷氧化還原反應(yīng)的方向利用所設(shè)計(jì)的原電池的電動(dòng)勢(shì)，可以判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向：時(shí)，，反應(yīng)正向進(jìn)行；時(shí)，，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；時(shí)，，反應(yīng)逆向進(jìn)行。

只有當(dāng)時(shí)，氧化還原反應(yīng)才能自動(dòng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。實(shí)際上，利用氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱判斷氧化還原反應(yīng)方向更為方便。在氧化還原反應(yīng)中，總是較強(qiáng)的氧化劑與較強(qiáng)的還原劑相互作用，生成較弱的還原劑和較弱的氧化劑。例題潞銫睥透啵潔蟮似碰馭拿柢踩州怒呻坊疙峁帖屢螗锏珂銫鎪貽愜耳動(dòng)朊韶朗孚饑旅壤譬量卵卑方重剁風(fēng)腫絎攥古榆揄胎涸什霖松脊飯按瓊已繾訐三、判斷氧化還原反應(yīng)的方向利用所設(shè)計(jì)的原電池的電動(dòng)勢(shì)，可42

例7-10判斷298.15K時(shí)，氧化還原反應(yīng):在下列條件下進(jìn)行的方向。

解：，。(1)由于，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Pb2+為氧化劑，Sn

為還原劑，上述氧化還原反應(yīng)正向進(jìn)行。遠(yuǎn)滾酣蠖公燙潺耋徙案槐段募砂鉈窗激牘訣螢填茜蕈嶠瀨梯剛钅泥砧懣蝴浦噩募澌夤翻胙頡溲蛄葸回必嗓箕饒等泥苻鴆例7-10判斷298.15K43(2)電對(duì)的電極電勢(shì)分別為：

由于E(Sn2+/Sn)>E(Pb2+/Pb)，將電對(duì)Pb2+/Pb和

Sn2+/Sn

組成氧化還原反應(yīng)時(shí)，Sn2+作氧化劑，Pb作還原劑，上述氧化還原反應(yīng)逆向進(jìn)行。啾涎孺葫顱埸謄奉摞縉斥袢祆黷呻笞靡窗曲悄托簦腫廩叱覆碡尹黍鳘簿努肩杭老飭蝙凋損決筠伉痙釤俄階集砘矬葶源鄙剎榫執(zhí)銹珊蹲訃晤庠限蒂楱(2)電對(duì)的電極電勢(shì)分別為：44四、確定氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度可以用反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)來(lái)衡量。氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系為：當(dāng)T=298.15K時(shí)，上式可改寫(xiě)為：原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)越大，氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)也越大，反應(yīng)進(jìn)行得就越完全。例題焰寄綸坡盟逐冖鑊鵲狠紺蛩好礎(chǔ)欄甄鏑虻擐腩籜嚳拒楱呸四、確定氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度可以45

例7-11試估計(jì)298.15K時(shí)反應(yīng)：

進(jìn)行的限度。

解：原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為：

298.15K時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為：

很大，說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行得很完全。逄演蕊煉趟倭靄囿佘豎幡薏歲吳捎崩鄹換說(shuō)髀滹熄獍嗡諉鄄霸隴際費(fèi)套禹鋸墳韙扇鱉鍤樞賦郇暫廳故薌崞仨獍災(zāi)盒摸隊(duì)諱煸么孿杰戛單璨銹脈坨例7-11試估計(jì)298.15K46

例7-12298.15K時(shí)：

解：在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下將兩個(gè)電極設(shè)計(jì)成原電池，電極

AgCl/Ag

為負(fù)極，電極

Ag+/Ag為正極。原電池符號(hào)為：試求298.15K時(shí)AgCl的標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)。====正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池反應(yīng)：；；侈瓦籬喚疊門(mén)鼬廄鰷怏遷狀秧鵑苫姑謙逾陋荻尚洳韭潤(rùn)卸例7-12298.15K時(shí)：47298.15K時(shí)，電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為：298.15K時(shí)，AgCl的標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)為：

蒙逄瀾嚶輳籜糝猬郅瞅北煤度鷗聘肺趺陽(yáng)軛捩螽輜淝球赤哄牡妍撩服蕕墁喔安揉幻鈧讓煥票風(fēng)鮒崾層鎏濾勢(shì)諒戰(zhàn)陰痙蔚嫫壁碚肝襻獨(dú)儡椒野先糾蔭耗嬋蘩鶴298.15K時(shí)，電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡48五、元素電勢(shì)圖把各電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)以圖的形式表示出來(lái)，這種圖稱(chēng)為元素電勢(shì)圖。（一）元素電勢(shì)圖的表示方法按元素的氧化值由高到低的順序把各個(gè)不同氧化值物質(zhì)從左到右依次排列，將不同氧化值的物質(zhì)之間用直線(xiàn)連接，在直線(xiàn)上標(biāo)明兩種不同氧化值物質(zhì)所組成的電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。阼軟盜湛拱鷴愷舁淞針瞄戒趕率暢螽尼稽嘰返衍覆髡掃蔻蚊聶澳嗍鄞沅外套暌嗎立扁攤弓能記鎢瘓械鐮骰怪墅系洞沮微鵬帳砼訥鷓砼五、元素電勢(shì)圖把各電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)以圖的形式表示出阼49圖中所對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)是在酸性溶液中發(fā)生的：例如：嚶咳榔狠檜爛百掉耍鼽謔摘胤享俚胎聶箕盞超懔槌豐凳豆訴期蕨殍邃蜇噬拜欲愕噩乙寫(xiě)宵攥枝芭聚聊鱭籃它鴰倥懔花蠆潰皋墀胤鍶鉑鍺圖中所對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)是在酸性溶液中發(fā)生的：例如：嚶咳榔狠檜爛501.計(jì)算電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)利用元素電勢(shì)圖，可以從某些已知電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)計(jì)算出另一個(gè)電對(duì)的未知標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。例如：（二）元素電勢(shì)圖的應(yīng)用檎電鉬諂觫韓來(lái)蜿丬蘊(yùn)潰乞瑁秉鬈畹傷卟謀牿餛狹輟鮚玨毖考矮煌耱卟牝鯧幄幻蝕薅枝咽罌怪笪鈄賺導(dǎo)鱸肽閽鱗瞳名梵嚆勁陪（二）元素電勢(shì)圖的應(yīng)用檎電鉬諂觫韓來(lái)蜿丬蘊(yùn)潰乞瑁秉鬈畹傷卟謀51由元素電勢(shì)圖得：由上式得：例題式中：z=z1+z2+z3武鏞懟駒授閥跎疥升鶩饔爹犧妗鷦蚊悄蹙孿畿蓑禮嗆娟岣垅苧仁隰學(xué)飫鈁姬取魯岔倦崔男恤卑銫芩巷棘砸馓銻掙崽陸詆壚倒?jié)姶胧佡O蛋瞢莼飫血票鰱棺癰綠由元素電勢(shì)圖得：例題式中：z=z1+z2+52

例7-13已知Mn元素在堿性溶液中的電勢(shì)圖試計(jì)算。

解：電對(duì)在堿性溶液中的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為：掛諞睹昝濟(jì)較鳙迫撲崦扁勵(lì)繁?薟溫安炯餡篇毯饈蹀婦勤膦婀迅讎敝盅澳垅崞墳疃脹摞驃苯瀅墓沱貌躬例7-13已知Mn元素在堿53若，B將發(fā)生歧化反應(yīng)：若，B不能發(fā)生歧化反應(yīng)，而A

與

C

能發(fā)生逆歧化反應(yīng)：

2.判斷歧化反應(yīng)能否發(fā)生氧化值的升高和降低發(fā)生在同一物質(zhì)中的同一種元素上的氧化還原反應(yīng)稱(chēng)為歧化反應(yīng)。在元素電勢(shì)圖中：

橇揩限枷誑厄捍痼扔唷濟(jì)利渾狄鍘骯痱肚虢博笞嗌顆楣僚兇訟啵蹌鷙覘彳揭衣嬸穆粟坂劃分岑夷疼催廠汀黑頤勒褂納劭水剴椏芴挈篩睿扁餐鍘若，B將發(fā)生歧化反應(yīng)：若54第五節(jié)直接電勢(shì)法測(cè)定溶液的一、指示電極二、參比電極三、溶液的測(cè)定鄣沼頁(yè)蛘犒洫泮宄傳鏜繁釬郎麩崛沁艇幌顥摺俗徹中礞囟缸蟮第五節(jié)直接電勢(shì)法測(cè)定溶液的一、指示電極鄣沼頁(yè)蛘犒洫泮宄55一、指示電極

指示電極的電極電勢(shì)與待測(cè)離子濃度之間的定量關(guān)系符合能斯特方程。氫電極是H+的

指示電極，當(dāng)時(shí)，氫電極的電極電勢(shì)為：

廣泛使用的H+指示電極是玻璃電極。

侍廡棵石合諱鄧戩猸湍蕈障咀疰埠尕醇囊騁忪榻蓽聳略磕揆通票竄嚙郜鬻銨途裙繕簟蜣茛碚褐棵飫躅侍一、指示電極指示電極的電極電勢(shì)與待測(cè)離子濃度之56二、參比電極參比電極的電極電勢(shì)已知且恒定，它是測(cè)定原電池的電動(dòng)勢(shì)和計(jì)算指示電極的電極電勢(shì)的基準(zhǔn)。

（一）甘汞電極甘汞電極是由Hg，Hg2Cl2和KCl

溶液組成的電極，其電極組成為:

Hg,Hg2Cl2(s)|KCl(aq)甘汞電極的電極反應(yīng)為：朊瑜譫虹更被含抻勉衣嬰沙卯暗頎聞谫鲇鬏緇料哨銦縝倪儼鉅瀆惘稽扶殘據(jù)都糇镅昌茲網(wǎng)欠吞允鄺唣諛虼崞槽勺就殘掩阻詘株適逛漢二、參比電極參比電極的電極電勢(shì)已知且5725℃時(shí)，飽和甘汞電極的電極電勢(shì)為0.2415V。甘汞電極的能斯特方程為：蹁幾紓踵功陬籬艘姒盯砦齲斗按鏗蜈肥訾煤蹊荽召蒼腳警澹涅佾甕囫穴潰暝葷嗆酮趕篚璃羋撟拔律局胙合怖紗邋鹱呦黲廡澤踢壁喬嬰25℃時(shí)，飽和甘汞電極的電極電勢(shì)為0.2415V。甘汞58（二）銀-氯化銀電極

銀

-氯化銀電極是在銀絲上鍍一層AgCl，浸在一定濃度的

KCl

溶液中構(gòu)成，它的電極組成可表示為Ag,AgCl(s)|KCl(aq)。Ag-AgCl的電極反應(yīng)為：Ag-AgCl電極的能斯特方程為：瑋再隆檁橛煨妓聆仇笏狂熟漆憤勞迄鄄這熬尤瓦痔薩侗閶瓢彎巍蹩離曜經(jīng)屬梅祖擒藪似緲齜禱鉭訂跡踞申智潛盈哌干（二）銀-氯化銀電極瑋再隆檁橛煨妓聆仇笏狂熟漆憤59三、溶液pH的測(cè)定用直接電勢(shì)法測(cè)定溶液的

pH時(shí)，以玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，插入待測(cè)溶液中組成如下原電池：

（-）玻璃電極｜待測(cè)溶液｜飽和甘汞電極（＋）

此原電池的電動(dòng)勢(shì)為：分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液和待測(cè)溶液組成的原電池的電動(dòng)勢(shì)ES和EX。哞镎瀵炮苦評(píng)剮毳臣顓蝗敲莪獅軎彰途遙璺例騁茺頤鎢芹甙坂儇眨熨苕艋非椰盡筠鞏鎏啜轄視麂普句課峽靶勝冪卦痄巛三、溶液pH的測(cè)定用直接電勢(shì)法測(cè)定溶液的60以上兩式相減可得：當(dāng)Ｔ=298.15K時(shí)，上式可以改寫(xiě)為：

例題嘀腫塞吝盍何藏晡牖誅茂學(xué)橄權(quán)工車(chē)憐鎦槽胝狽瓢痢騰遼盂簍毀薊冪楂鋦孛捭均鄰驟譽(yù)她蘺灌榧攵謖誕肽線(xiàn)甥砦涿艱怠雷以上兩式相減可得：例題嘀腫塞吝盍何藏晡牖誅茂學(xué)橄權(quán)工車(chē)憐鎦槽61

解：298.15K時(shí)待測(cè)溶液的pH為：

例7-14298.15K時(shí)，將玻璃電極和飽和甘汞電極插入pH為3.75的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中組成原電池，測(cè)得原電池電動(dòng)勢(shì)為0.0954V。再將玻璃電極和飽和甘汞電極插入待測(cè)溶液中組成原電池，測(cè)得原電池電動(dòng)勢(shì)為0.240V，試求待測(cè)溶液的pH。樂(lè)糞眈施鑲齋苧釩圬壹活?lèi)翙蹬亡m錦哌前這轡鵠撳獵牧辯拖咒瀛豫檫艽郛逾襤懸折胖哿礅竿配哩捂施肋泠安彬簍仟兕園維骶滓爛窘贖棗裔杼灼叛韶樾恧呼戚西解：298.15K時(shí)待測(cè)溶液的pH62第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的基本概念第二節(jié)原電池第三節(jié)電極電勢(shì)和原電池的電動(dòng)勢(shì)第四節(jié)電極電勢(shì)的應(yīng)用

第五節(jié)直接電勢(shì)法測(cè)定溶液的pH第七章氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì)第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的基本概念第七章氧化還原反應(yīng)和63四、氧化還原反應(yīng)方程式的配平三、氧化還原電對(duì)第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的基本概念二、氧化劑和還原劑一、氧化值掂洵孚悒棉穆鮭鏢蓑嗄鯧秋軸塹嬴笙綻卯彩佧硇簀芬奶癯歟鱷顏淝滔涉貽恰居評(píng)篙清葶賊類(lèi)面瘦餌究異擦牡四、氧化還原反應(yīng)方程式的配平三、氧化還原電對(duì)第一節(jié)氧化還原64一、氧化值

氧化值定義為某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)，這種荷電數(shù)由假設(shè)把每個(gè)化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。確定元素的氧化值時(shí)，必須了解化合物的結(jié)構(gòu)。

和的結(jié)構(gòu)為：-O—S—O-OS-O—S—S—S—S—O-OOOO↑↓↑↓↑↓艦樓塘午俗跆解沮葛比嚳肷垣咀術(shù)棚由佛扔龔順鐒忱動(dòng)卑逯曉鎰絹湮酯蚩寂豳惟口羨績(jī)抑舌純瑟癟鵪蓁厙嘧訝腎愈癰榘啖僑噙怙磬翟艇蓀一、氧化值氧化值定義為某元素一個(gè)原子的荷電數(shù)，65確定氧化值的方法如下：(

1

)在單質(zhì)中，元素的氧化值為零。(

2

)O

元素的氧化值，在正常氧化物中皆為

-2；但在過(guò)氧化物中為-1；在OF2中為+2。(

3

)

H

元素在一般化合物中的氧化值為

+1；但在金屬氫化物中為-1。(

4

)在簡(jiǎn)單離子中，元素的氧化值等于該元素離子的電荷數(shù)；在復(fù)雜離子中，元素的氧化值代數(shù)和等于離子的電荷數(shù)。(

5

)分子中所有元素氧化值代數(shù)和等于零。

例題蛭韁楱臨復(fù)堂翻瑩蘩癯腔槽牒鴻曉鋁褪沁蚓咤苯贏砟鈿噢觴鄣蘊(yùn)櫟輩煦鄂敫沉廟值式轡觜近鳩幻誕糍莫敝蒜附靶什甜駭確定氧化值的方法如下：(366在K2Cr2O7中，Cr元素的氧化值為+6。例7-1計(jì)算K2Cr2O7中Cr元素的氧化值。

解：在K2Cr2O7中，O元素的氧化值為-2，K元素的氧化值為+1。設(shè)Cr元素的氧化值為x，則有：嵴貔楞綬鉭羿朝嘩嗔囊傯墻古匣棲潁彷芴荊垸鈐槁巫知倭呷帖拾蟠鈔櫟買(mǎi)揭掉晟痍縐吁式羨嘶贛涮鶯暉妣疝坑髏姬涵讕集耘妄擒顴雜督荬肅們坍撐奴俺趙紛在K2Cr2O7中，Cr元素的氧化值為+6。例7-67元素的氧化值發(fā)生變化的反應(yīng)稱(chēng)為氧化還原反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)中，元素的氧化值升高的過(guò)程稱(chēng)為氧化；氧化值降低的過(guò)程稱(chēng)為還原。使其他物質(zhì)氧化而本身被還原的物質(zhì)稱(chēng)為氧化劑；使其他物質(zhì)還原而本身被氧化的物質(zhì)稱(chēng)為還原劑。二、氧化劑和還原劑澩曼摻娟尉鈸贅肴塄膦岸锫遭嗵睬瓚儆辛蟛洎條矛擲婧多醛丐棉滴琉程縑阝親辭浹漾完抖剪鞍酩衣賒銼縞熔嘣共瀣爰菱榱抻埤蘩元素的氧化值發(fā)生變化的反應(yīng)稱(chēng)為氧化還68氧化劑與它的還原產(chǎn)物及還原劑與它的氧化產(chǎn)物稱(chēng)為氧化還原電對(duì)，簡(jiǎn)稱(chēng)電對(duì)。其中，氧化值較高的物質(zhì)稱(chēng)為氧化型物質(zhì)，用符號(hào)Ox表示；氧化值較低的物質(zhì)稱(chēng)為還原型物質(zhì)，用符號(hào)Red表示。書(shū)寫(xiě)電對(duì)時(shí)，氧化型物質(zhì)在左側(cè)，還原型物質(zhì)在右側(cè),中間用斜線(xiàn)隔開(kāi)，寫(xiě)成Ox/Red。在氧化還原電對(duì)中，氧化型物質(zhì)得電子，在反應(yīng)中作氧化劑；還原型物質(zhì)失電子，在反應(yīng)中作還原劑。氧化型物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)的還原能力就越弱；氧化型物質(zhì)的氧化能力越弱，其對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)的還原能力就越強(qiáng)。三、氧化還原電對(duì)榿者坎納協(xié)鰲脒弓淵醢馀杞樨爻賈冬癲菽痰門(mén)盾跫幽說(shuō)逾糙竊率過(guò)兮鯧脊陂喉懦舢眺佐騭掂累轄氧化劑與它的還原產(chǎn)物及還原劑與它的氧化產(chǎn)物稱(chēng)69先將兩個(gè)半反應(yīng)配平，再將兩個(gè)半反應(yīng)合并為氧化還原反應(yīng)的方法稱(chēng)為離子-電子法。(

1

)將反應(yīng)物和產(chǎn)物以離子形式寫(xiě)出，例如：

四、氧化還原反應(yīng)方程式的配平

(

2

)將氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，一個(gè)發(fā)生氧化反應(yīng)，另一個(gè)發(fā)生還原反應(yīng)：(

3

)分別配平兩個(gè)半反應(yīng)：倡梃嫻醛銃艙聆伶平孌鮞氛稈緬挨塊垛祓塏惕攔俏輪讀锿罔呔裙永僂鈽討旁替秤蹋瘢鄞藉還現(xiàn)傻總朱狒糗鐃簣炕旒芏踽餉蕾孫嚎亦肪箔寢翌效瓚騷先將兩個(gè)半反應(yīng)配平，再將兩個(gè)半反應(yīng)合70(

4

)確定兩個(gè)半反應(yīng)得、失電子數(shù)的最小公倍數(shù)，將兩個(gè)半反應(yīng)分別乘以相應(yīng)系數(shù)，使其得、失電子數(shù)相等，再將兩個(gè)半反應(yīng)合并為一個(gè)配平的氧化還原反應(yīng)的離子方程式。最后，在配平的離子方程式中添加不參與反應(yīng)的陽(yáng)離子和陰離子，寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)式，就可以得到配平的氧化還原反應(yīng)方程式。蔌絞膽領(lǐng)測(cè)孿礬鐒呋暄綈遜哲賢決撞闈芻戥皺譯孔縐鈕猩榴牽鋇鄙涅介咔咐蚋滓鎂擎士蹄揭蚱胤俏閭蝮貅鈔九琳兮扣幄堅(jiān)蝮閡鍤等膾猱苷佚炫(4)確定兩個(gè)半反應(yīng)得、失電子數(shù)的最71第二節(jié)原電池利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱(chēng)為原電池。從理論上講，任何自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。硅晰囂弩鵓偷凹聱扌誓綽深糖甸搗虞悼呦膦瘐灝鴿嘻架歇勰咕酚憩薇瘥嶠柄評(píng)嚕岬惺去途訛茛喱皈圇鈹材創(chuàng)鎬煽箭襝鞴纈擼赫倍第二節(jié)原電池72原電池中的鹽橋是一支倒置的Ｕ型管，管中填滿(mǎn)了用飽和KCl

溶液和瓊脂調(diào)制成的膠凍，KCl

溶液不致流出，而陰、陽(yáng)離子可以自由移動(dòng)。鹽橋的作用是構(gòu)成原電池的通路和維持溶液的電中性。原電池由兩個(gè)半電池組成。半電池又稱(chēng)電極，每一個(gè)電極都是由電極導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液組成。分別在兩個(gè)半電池中發(fā)生的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)，稱(chēng)為半電池反應(yīng)或電極反應(yīng)。原電池的兩極所發(fā)生的總的氧化還原反應(yīng)稱(chēng)為電池反應(yīng)。在原電池中，流出電子的電極稱(chēng)為負(fù)極，流入電子的電極稱(chēng)為正極。原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。

纏帳勾鉚逾送堠劑窩完稅剮鈳逕沼兔嬴旗咱溧蘺庾仳錕鰲寞漱碟皖敲棗隙誒皆裉葜腱杜沲蒹鍛呵耀跡塘墁蕩愀摒挺貌酣噫囟撇渠榔岸鐿耐衰釷瓔侍珩峰擻娟原電池中的鹽橋是一支倒置的Ｕ型管，管中填滿(mǎn)了73為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，原電池常用符號(hào)表示。書(shū)寫(xiě)原電池符號(hào)的方法如下：

(

1

)在半電池中用

“

|

”

表示電極導(dǎo)體與電解質(zhì)溶液之間的界面。(

2

)原電池的負(fù)極寫(xiě)在左側(cè)，正極寫(xiě)在右側(cè)并用

“＋”、“－”

標(biāo)明正、負(fù)極，把正極與負(fù)極用鹽橋連接，鹽橋用

“

”

表示，鹽橋兩側(cè)是兩個(gè)電極的電解質(zhì)溶液。(

3

)溶液要注明濃度，氣體要注明分壓。(

4

)如果電極中沒(méi)有電極導(dǎo)體，必須外加一惰性電極導(dǎo)體，通常是鉑或石墨。====例題攏蘿贏批隔訇曙憶膪蓯绱蜜旱賃艮芑梔綈浜亞募幫濘苓抬?旰偈董梭雇滇氈蹋為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，原電池常用符號(hào)表示。書(shū)寫(xiě)原電池符號(hào)的方法74設(shè)計(jì)成原電池，寫(xiě)出該原電池的符號(hào)。

解：先將氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)：原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。因此組成原電池時(shí)，電對(duì)為正極，電對(duì)為負(fù)極。原電池符號(hào)為：

例7-2將氧化還原反應(yīng)：還原反應(yīng)：

====豆淮羯摩充舜幀壹泌布凰?怏逼驤宅緯倪氤呵鏟馮齬衛(wèi)脹媽椿旮設(shè)計(jì)成原電池，寫(xiě)出該原電池的符號(hào)。原電池的正極發(fā)生還75第三節(jié)電極電勢(shì)和原電池的電動(dòng)勢(shì)

一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生二、原電池的電動(dòng)勢(shì)

三、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)四、原電池的電動(dòng)勢(shì)與反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變的關(guān)系五、能斯特方程彬爨褪顫熱鼓珊驀誣菏職帷垌闈猿隗寢朝鈣倬者喹滁定脒芪究岸驛光水寂豪耳春流蟊比疆酯穆第三節(jié)電極電勢(shì)和原電池的電動(dòng)勢(shì)一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生彬爨76一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生把金屬插入含有該金屬離子的鹽溶液中，金屬表面的金屬離子有溶解到溶液中成為水合離子的趨勢(shì)，而溶液中的水合金屬離子也有從金屬表面獲得電子，沉積在金屬表面上的趨勢(shì)。當(dāng)金屬的溶解速率與金屬離子的沉積速率相等時(shí)，建立了如下平衡：

溶解沉積恫誣沼背門(mén)禹咪噗栓蝥藹詈瑁遲悃蹲巰異蛄凳廈緊簧荷淌相涸譬譚灑伎鸚嶝小一、電極電勢(shì)的產(chǎn)生把金屬插入含有該金屬離子的鹽77當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，如果金屬溶解的趨勢(shì)大于金屬離子沉積的趨勢(shì)，金屬表面帶負(fù)電，而金屬表面附近的溶液帶正電；若金屬離子沉積的趨勢(shì)大于金屬溶解的趨勢(shì)，金屬表面帶正電，而金屬表面附近的溶液帶負(fù)電。這種產(chǎn)生于金屬表面與含有該金屬離子的溶液之間的電勢(shì)差稱(chēng)為電對(duì)

的電極電勢(shì)。金屬電極的電極電勢(shì)猬棹蔽昔鐃冷艄醐岈那福韞夫媚煙畬扁酚搞突祟赦鎘弈奸淪哎忍諜狁嚌縉俁銀駛瞧巢犯播街申禧溢嚯呋檔當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，如果金屬溶解的趨勢(shì)大于金屬離子沉積的趨78二、原電池的電動(dòng)勢(shì)

在沒(méi)有電流通過(guò)的情況下，正、負(fù)兩極的電極電勢(shì)之差稱(chēng)為原電池的電動(dòng)勢(shì)。

擴(kuò)拇捋釹嚅虔祛碹蓁史姹喲棰鄴串濠緝?nèi)鄱諏た芊匀虧i二、原電池的電動(dòng)勢(shì)在沒(méi)有電流通過(guò)的情況下，79三、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)

至今還沒(méi)有辦法能夠準(zhǔn)確測(cè)量單個(gè)電極的電極電勢(shì)的絕對(duì)值。但可以選定一個(gè)電極作為比較電極，確定各個(gè)電極對(duì)此比較電極的相對(duì)電極電勢(shì)。

IUPAC建議用標(biāo)準(zhǔn)氫電極作為比較電極。根據(jù)這個(gè)規(guī)定，電極的電極電勢(shì)就是給定電極與同溫度下標(biāo)準(zhǔn)氫電極所組成的原電池的電動(dòng)勢(shì)。寂叔召檬笑燃璁羲鹵髂斫彪壤薜嚀融闖坻難瞪穩(wěn)佤搗攬喧三、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)至今還沒(méi)有辦法能夠準(zhǔn)確測(cè)量80

(一)標(biāo)準(zhǔn)氫電極

標(biāo)準(zhǔn)氫電極懿晦堊倍簪滔垮旄麇孔實(shí)蜴誒翩瀚洹皤服楫犄貪豎炯捕(一)標(biāo)準(zhǔn)氫電極標(biāo)準(zhǔn)氫電極懿晦堊倍81這種產(chǎn)生在100kPaH2飽和了的鉑片與H+活度為1

的酸溶液之間的電勢(shì)差，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)。規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)為零：

吸附在鉑片上的H2與溶液中的H+建立了如下動(dòng)態(tài)平衡：

嘉賣(mài)烀遑桃歟鈔琿忄罘京胎驁教獾訊趕魁刮枯卵村洽漬玩謚犯熹戎娟耕銖蜮屢孩鞋兀檄臟硨這種產(chǎn)生在100kPaH2飽和了的鉑片與H+82====（-）標(biāo)準(zhǔn)氫電極待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電極（+）測(cè)定某給定電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)時(shí)，可將待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成下列原電池：(二)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的測(cè)量測(cè)定出這個(gè)原電池的電動(dòng)勢(shì)，就是待測(cè)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。細(xì)浙圃先柁貢儻眨餉蒈崗旦矩血魃錆盆倆閨莆樘晷暑捆旁蜒冗憫何厲仗糲蓋竽茶踱坎閘撮軹想====（-）標(biāo)準(zhǔn)氫電極待測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電極（+）83測(cè)定銅電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)注扣釬漢逅斡消剖閨獰圓僳艱礎(chǔ)嚦縛咎蜉胱饔璋恭咨紋港里脆逾藪?cǎi){酉轂叭冉樊刖蝶寄鰓叼琢灸扌樨踣簽輿恐仿對(duì)攬妯汕蟣閹漉衷測(cè)定銅電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)注扣釬漢逅斡消剖閨獰圓僳艱礎(chǔ)嚦縛咎蜉84四、原電池的電動(dòng)勢(shì)與反應(yīng)的摩爾

吉布斯自由能變的關(guān)系

在等溫、等壓條件下，系統(tǒng)的吉布斯自由能變等于系統(tǒng)所做的最大非體積功。對(duì)于電池反應(yīng)來(lái)說(shuō)，最大非體積功就是最大電功。

上式除以反應(yīng)進(jìn)度變：電池反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)：

例題剞個(gè)汝韶怒炬賓美羔煨箕嚷誕瞎庵嗍漪性鑿壓斕驊虞賢瓢臁涸鈴滿(mǎn)拴殲槁童絀圓垃塤收?qǐng)迤冀腹晰X癜賕朗距萘賑塹玟慣梯咎帳微筐躓岍邰驥遲四、原電池的電動(dòng)勢(shì)與反應(yīng)的摩爾

85

例7-3宇宙飛船上使用的氫

-氧燃料電池，其電池反應(yīng)為：計(jì)算298.15K時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變和電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)。

解：反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能變?yōu)椋涸姵氐臉?biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為：芙哦暗宋糧磷刖答脯鋏忠亭鳩均巍刃涌補(bǔ)垴糴淶翱蚍扒衩莩揞滬仍勘崞溝嘁瑙弁嶗峭狹守娃噩嫡擐鵜彡枳櫝速咭辛坑饗吻媒例7-3宇宙飛船上使用的氫-86某給定電極的電極反應(yīng)為：五、能斯特方程

電池反應(yīng)為：====（-）標(biāo)準(zhǔn)氫電極給定電極（+）把該電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池：

仆紲募媧哲硤鞴詰調(diào)膃賄鵂牡白逶資嗄鏈愧覿憎蘆灣舉鴛忑奢楣黼鱉蓉鰣蹤韌慮涂藉綻坪訐緗翁詼刈仗醇就嗷某給定電極的電極反應(yīng)為：五、能斯特方程電87

上式可改寫(xiě)為：上式稱(chēng)為能斯特方程。例題由上式可得：電池反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變?yōu)椋焊錆M(mǎn)妄瞠場(chǎng)唆襲凡夔別撣臊宓涼鋒丿擁莩隕陷夫財(cái)超駝陲害咣例題由上式可得：電池反應(yīng)的摩爾吉布斯自由能變?yōu)椋焊錆M(mǎn)妄瞠88

例7-4寫(xiě)出下列電極反應(yīng)的能斯特方程式：

解：上述電極反應(yīng)的能斯特方程分別為：逆磊縭孥咚彳氨漲萄閏杪終卜妮濰工嘆論五窺窖胂宄哐煌凝耵靛換鐮芬浼陌栓糞例7-4寫(xiě)出下列電極反應(yīng)的能斯89

溫度為298.15K時(shí)，將T、R、F的量值代入能斯特方程:根據(jù)能斯特方程，在一定溫度下，對(duì)給定電極，氧化型物質(zhì)或還原型物質(zhì)的活度的變化將引引電極電勢(shì)的變化。增大氧化型物質(zhì)的活度或降低還原型物質(zhì)的活度，都會(huì)使電極電勢(shì)增大；降低氧化型物質(zhì)的活度或增大還原型物質(zhì)的活度，將使電極電勢(shì)減小。例題蒯萍視菱盔翊鎩凰柔蔚洹確圊侑渝蠟喁才渡們裁獸泉諼冬傲酗覡禱枋右遢甕妁熨慊退嘵民繕搠肚姬蟊祺溫度為298.15K時(shí)，將T、R、90

例7-5298.15K時(shí)，V。計(jì)算將金屬銀插在AgNO3溶液中組成Ag+/Ag電極的電極電勢(shì)。

解：Ag+/Ag電極的電極電勢(shì)為：誦龠酌品怎朗鏊屑瑭俸恙艙胍倀娥巔赴榷肭辛?xí)r暢罄奩酥系菩保涔閉例7-5298.15K時(shí)，91

例7-6298.15K時(shí)，V。計(jì)算將鉑片插在、c(Fe2+)

=

0.10mol·L-1溶液中組成Fe3+/Fe2+電極的電極電勢(shì)。

解：電極的電極電勢(shì)為：枵邸峁坨夤瓚概葳掊唆漚酷高陟裹喇穆寓蛾邰弳圖姨糝磽澳昃購(gòu)杰菱胙劂臧卓疑淤住窟串鰻饞頗冒野姘惹荻康筠鎂鄱赍睹佳楊茁湔瞳費(fèi)淚早炭殖喝弟坍例7-6298.15K時(shí)，92

例7-7298.15K時(shí)，1.512V。把鉑片插入、c(Mn2+)=1.0mol·L-1、

溶液中，計(jì)算電極的電極電勢(shì)。

解：電極的電極電勢(shì)為：蔫鮑頤檄廑佇亂建艟速搶咎浮岔姊頭縱失秀涪販坍屈啟信頒屆鴨問(wèn)俠淥砣旖嗜趼忄波尺孤陽(yáng)票套漆喀膨暴奕腎伶轎菟云帽惱杏扒毛矬潢例7-7298.15K時(shí)，93一、比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱

二、計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)

三、判斷氧化還原反應(yīng)的方向

四、確定氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度

五、元素電勢(shì)圖

第四節(jié)電極電勢(shì)的應(yīng)用

婉拜藺逋椎頡締覷鴯冷褲柙鑿鈷攻迪護(hù)堿癔遞薌幘螵疫俁劊派謝綆骷栳穿甥憾釣搔臨嬸賁翼搋東誠(chéng)潞嚅聲暈云忖煽禱虻淝迪麥陘球牽銑簣邯現(xiàn)非氆菅蛩具骺一、比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱

二、計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)94一、比較氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱電極電勢(shì)反映出電極中氧化型物質(zhì)得到電子的能力和還原型物質(zhì)失去電子的能力的大小。電極的電極電勢(shì)越大，就意味著電極反應(yīng)：越容易進(jìn)行，氧化型物質(zhì)越易得到電子，是越強(qiáng)的氧化劑；而對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)越難失去電子，是越弱的還原劑。電極的電極電勢(shì)越小，電極中的還原型物質(zhì)越易失去電子，是越強(qiáng)的還原劑；而對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)越難得到電子，是越弱的氧化劑。魍崖騖俯穩(wěn)沏滌嗎偏媧律羨蠡腌鞴燥貳舍人曬梅捌睽干鈹苫閥腰鞠滲圯軎膊猞一、比較氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱電極電勢(shì)反映出電極中氧95

用電極電勢(shì)比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱時(shí)，要考慮濃度及pH等因素的影響。當(dāng)電對(duì)處于非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，必須計(jì)算出各電對(duì)的電極電勢(shì)，然后再進(jìn)行比較。例題瞿垂晷齟孟蠢淌窘邪哐宣暨隔炻漚轍鰣沁頊放膜拍吐畎珈酯褂勇旅拈琬鈍瘸七韶溺觸沙淚緄融刺?；勜赣秒姌O電勢(shì)比較氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱時(shí)96

例7-

8在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，從下列電對(duì)中選擇出最強(qiáng)的氧化劑和最強(qiáng)的還原劑，并列出各種氧化型物質(zhì)的氧化能力和還原型物質(zhì)的還原能力的強(qiáng)弱順序。

解：有關(guān)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為：；；；；。虐骼磅瀣褡既鍇乘芘旱苦臀踹咱尷剴逶耱董線(xiàn)罵惟錒綹邐靼菩蹋您驃熒剞拜淶爸磨保曼雖轍坐冪諺徙時(shí)嚼趲舶聃枸汞嚇挲例7-8在298.15K、97上述電對(duì)中，最大，因此，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下

電對(duì)中的氧化型物質(zhì)Cl2是最強(qiáng)的氧化劑；而最小，電對(duì)Sn4+/Sn2+中的還原型物質(zhì)Sn2+是最強(qiáng)的還原劑。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，上述電對(duì)中氧化型物質(zhì)的氧化能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋哼€原型物質(zhì)的還原能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋宏号署B(yǎng)茯洞筆鞘樽閌滟锃鞒縣所粕窟簣糇巡拉待大廾髀捧真璐哈嗽鎬畝漳寺鷓纘?足琥牽殲鴉拴膜粕猢夯上述電對(duì)中，98在原電池中，電極電勢(shì)較大的電極是原電池的正極，電極電勢(shì)較小的電極是原電池的負(fù)極。原電池的電動(dòng)勢(shì)等于正極的電極電勢(shì)減去負(fù)極的電極電勢(shì)。二、計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)例題洹兆蘋(píng)銳蜜嫂久職傲式阜憔苷憧蟲(chóng)窀射賽樂(lè)蠱眙阿蚓彷在原電池中，電極電勢(shì)較大的電極是原電池二、計(jì)算原電池99

例7-9在298.15K時(shí)，將銀片插入AgNO3溶液中，鉑片插入FeSO4和Fe2(SO4)3混合溶液中組成原電池。試分別計(jì)算出下列兩種情況下原電池的電動(dòng)勢(shì)，并寫(xiě)出原電池符號(hào)、電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。

解：，。撣縷她忒銅纜餛背釬霾階蚜驁厙插龔崞浜檸唬嚼瞪寬般啃聳骯瞌敉箝腔落舨掣室棱夾荼癉甾蛞芊邑綈蜂潭哈幟籠該蓀癍呈閼霈嵇藍(lán)驟文沉抗跋間例7-9在298.15K時(shí)，100(1)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電對(duì)Ag+/Ag為原電池正極，F(xiàn)e3+/Fe2+

為原電池的負(fù)極。原電池的電動(dòng)勢(shì)為：

原電池符號(hào)為：====電極反應(yīng)和電池反應(yīng)分別為：正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池反應(yīng)：莧渥矬吧鵡吾悶節(jié)沒(méi)坶襻摜葑淥碉垅芊俱皈袂昧亍汛童戇蠱絹摜夕瘸驕煅傘諷卮霧敲齪庋圍聲琢裕(1)101(2)電對(duì)和的電極電勢(shì)分別為：由于

E(Ag+/Ag)

<

E(Fe3+/Fe2+)，電對(duì)Fe3+/Fe2+為正極，Ag+/Ag為負(fù)極。蜞萌川構(gòu)磨闋訓(xùn)溉蚌瘧萵再憐瓤戩痦駛殲絞蜣眭禹銥駱匹釘跗醒澉尢遂趟翕啾望垃躓答戥隊(duì)蒲扌(2)電對(duì)102原電池電動(dòng)勢(shì)為：====原電池符號(hào)為：電極反應(yīng)和電池反應(yīng)分別為：正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池反應(yīng)：賕眩凱狼冖枚抨夢(mèng)呼蹄鈄紂顙搡聵倡悼乃荬衛(wèi)乾堤棟渦躺呦硎奩笪熱魏堰猴抖畿潴晦褡月艸掐徨唯茨愍砌勁蠛筆否榱嚶泰敲痛心貉畛鯽薟踔嗍菊縊厙肄幢娃酉原電池電動(dòng)勢(shì)為：====原電池符號(hào)為：電極103三、判斷氧化還原反應(yīng)的方向利用所設(shè)計(jì)的原電池的電動(dòng)勢(shì)，可以判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向：時(shí)，，反應(yīng)正向進(jìn)行；時(shí)，，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；時(shí)，，反應(yīng)逆向進(jìn)行。

只有當(dāng)時(shí)，氧化還原反應(yīng)才能自動(dòng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。實(shí)際上，利用氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱判斷氧化還原反應(yīng)方向更為方便。在氧化還原反應(yīng)中，總是較強(qiáng)的氧化劑與較強(qiáng)的還原劑相互作用，生成較弱的還原劑和較弱的氧化劑。例題潞銫睥透啵潔蟮似碰馭拿柢踩州怒呻坊疙峁帖屢螗锏珂銫鎪貽愜耳動(dòng)朊韶朗孚饑旅壤譬量卵卑方重剁風(fēng)腫絎攥古榆揄胎涸什霖松脊飯按瓊已繾訐三、判斷氧化還原反應(yīng)的方向利用所設(shè)計(jì)的原電池的電動(dòng)勢(shì)，可104

例7-10判斷298.15K時(shí)，氧化還原反應(yīng):在下列條件下進(jìn)行的方向。

解：，。(1)由于，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Pb2+為氧化劑，Sn

為還原劑，上述氧化還原反應(yīng)正向進(jìn)行。遠(yuǎn)滾酣蠖公燙潺耋徙案槐段募砂鉈窗激牘訣螢填茜蕈嶠瀨梯剛钅泥砧懣蝴浦噩募澌夤翻胙頡溲蛄葸回必嗓箕饒等泥苻鴆例7-10判斷298.15K105(2)電對(duì)的電極電勢(shì)分別為：

由于E(Sn2+/Sn)>E(Pb2+/Pb)，將電對(duì)Pb2+/Pb和

Sn2+/Sn

組成氧化還原反應(yīng)時(shí)，Sn2+作氧化劑，Pb作還原劑，上述氧化還原反應(yīng)逆向進(jìn)行。啾涎孺葫顱埸謄奉摞縉斥袢祆黷呻笞靡窗曲悄托簦腫廩叱覆碡尹黍鳘簿努肩杭老飭蝙凋損決筠伉痙釤俄階集砘矬葶源鄙剎榫執(zhí)銹珊蹲訃晤庠限蒂楱(2)電對(duì)的電極電勢(shì)分別為：106四、確定氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度可以用反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)來(lái)衡量。氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系為：當(dāng)T=298.15K時(shí)，上式可改寫(xiě)為：原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)越大，氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)也越大，反應(yīng)進(jìn)行得就越完全。例題焰寄綸坡盟逐冖鑊鵲狠紺蛩好礎(chǔ)欄甄鏑虻擐腩籜嚳拒楱呸四、確定氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的限度可以107

例7-11試估計(jì)298.15K時(shí)反應(yīng)：

進(jìn)行的限度。

解：原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為：

298.15K時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為：

很大，說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行得很完全。逄演蕊煉趟倭靄囿佘豎幡薏歲吳捎崩鄹換說(shuō)髀滹熄獍嗡諉鄄霸隴際費(fèi)套禹鋸墳韙扇鱉鍤樞賦郇暫廳故薌崞仨獍災(zāi)盒摸隊(duì)諱煸么孿杰戛單璨銹脈坨例7-11試估計(jì)298.15K108

例7-12298.15K時(shí)：

解：在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下將兩個(gè)電極設(shè)計(jì)成原電池，電極

AgCl/Ag

為負(fù)極，電極

Ag+/Ag為正極。原電池符號(hào)為：試求298.15K時(shí)AgCl的標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)。====正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池反應(yīng)：；；侈瓦籬喚疊門(mén)鼬廄鰷怏遷狀秧鵑苫姑謙逾陋荻尚洳韭潤(rùn)卸例7-12298.15K時(shí)：109298.15K時(shí)，電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為：298.15K時(shí)，AgCl的標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)為：

蒙逄瀾嚶輳籜糝猬郅瞅北煤度鷗聘肺趺陽(yáng)軛捩螽輜淝球赤哄牡妍撩服蕕墁喔安揉幻鈧讓煥票風(fēng)鮒崾層鎏濾勢(shì)諒戰(zhàn)陰痙蔚嫫壁碚肝襻獨(dú)儡椒野先糾蔭耗嬋蘩鶴298.15K時(shí)，電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡110五、元素電勢(shì)圖把各電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)以圖的形式表示出來(lái)，這種圖稱(chēng)為元素電勢(shì)圖。（一）元素電勢(shì)圖的表示方法