實(shí)驗(yàn)14氧化還原反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)14氧化還原反應(yīng)一、目的要求：了解氧化還原反應(yīng)和電極電勢(shì)的關(guān)系；試驗(yàn)溶液酸度、反應(yīng)物(或產(chǎn)物)濃度、催化劑對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響；觀察并了解氧化態(tài)或還原態(tài)濃度變化對(duì)電極電勢(shì)的影響；觀察利用原電池電解水，觀察金屬的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象；學(xué)習(xí)利用微型儀器進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，樹(shù)立環(huán)境保護(hù)意識(shí)。二、原理：能斯特方程要求大家能熟練寫(xiě)出能斯特方程，并依據(jù)該方程解釋實(shí)驗(yàn)部分所出現(xiàn)的現(xiàn)象。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）電極電勢(shì)和氧化還原反應(yīng)：a．金屬活潑性比較在井穴板的四個(gè)井穴中，分別放入四塊2cm的濾紙，依次滴入1滴0.1molL-1AgNO3，0.5molL-1CuCl2和0.5molL-1Pb(NO3)2溶液于濾紙片上，然后在每塊濾紙片的中央放一片2mm2大小的已打磨好的鋅片，用放大鏡觀察金屬樹(shù)的生長(zhǎng)和形狀。b.定性比較某些電對(duì)電極電勢(shì)的大小(此實(shí)驗(yàn)在5mL小試管中進(jìn)行)(1)在試管中滴加5滴0.1molL-1KI溶液和2滴0.1molL-1FeCl3溶液，溶液顏色有何變化?再加3滴CCl4溶液，充分振蕩，觀察CCl4層是否出現(xiàn)紫紅色(若CCl4層看不清楚，可往試管中補(bǔ)加1mL蒸餾水稀釋一下，為什么?)。順著試管壁再滴加1滴0.5molL-1K3[Fe(CN)6]溶液，不要振蕩，如有Fe2+生成，則出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。(2)用同濃度的KBr代替KI進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)，觀察CCl4層是否有Br2的橙紅色？(3)取5滴溴水于小試管中，加入2滴0.2molL-1Fe2+鹽溶液，觀察溴水顏色褪去，說(shuō)明溴水褪色的原因。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,定性比較Br2/Br-，I2/I-，F(xiàn)e3+/Fe2+三個(gè)反應(yīng)的電極電勢(shì)的相對(duì)大小，并指出哪個(gè)是最強(qiáng)的氧化劑，哪個(gè)是最強(qiáng)的還原劑。（2）酸度對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響:以下實(shí)驗(yàn)在井穴板或點(diǎn)滴板中進(jìn)行。a.酸度對(duì)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物的影響在井穴板C1~C3三個(gè)井穴(或點(diǎn)滴板)中各滴入5滴0.01molL-1KMnO4溶液，依次加入2滴2molL-1H2SO4溶液，2滴H2O，2滴6molL-1NaOH溶液；再分別向三個(gè)井穴中滴加5滴0.5molL-1Na2SO3溶液，觀察現(xiàn)象有何不同。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)方程式。b.酸度對(duì)氧化還原反應(yīng)方向的影響(鹵素在不同介質(zhì)中的歧化反應(yīng)及其逆反應(yīng))點(diǎn)滴板的一個(gè)凹穴中滴加1滴碘水，往其中滴加6molL-1的NaOH至顏色剛好褪去，然后再往其中滴加3molL-1H2SO4，觀察溶液顏色的變化(如果現(xiàn)象不明顯，可往其中滴入1滴淀粉溶液)。c.酸度對(duì)某些物質(zhì)氧化還原能力的影響(1)取1滴0.2molL-1K2Cr2O7溶液于點(diǎn)滴板凹穴中，往其中加2滴0.5molL-1Na2SO3溶液,顏色有無(wú)變化?再往其中加1~2滴3molL-1H2SO4，又有何變化?(2)取1滴0.5molL-1MnSO4于點(diǎn)滴板的凹穴中，加1滴2molL-1NaOH，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，放置后再觀察。用電極電勢(shì)解釋所觀察到的現(xiàn)象。（3）濃度對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響：(1)在2支小試管中，各加入5滴0.1molL-1KI和2滴0.2molL-1FeCl3溶液，再向其中1支試管中加入少量NH4F固體，搖動(dòng)試管，觀察兩支試管的顏色有什么不同?(加入NH4F后將有配離子FeF2+生成，使反應(yīng)物Fe(2)往小試管中加0.5mL0.1molL-1KI，2滴0.5molL-1K3Fe(CN)6]和2滴CCl4，振蕩觀察有無(wú)I2的生成?再往其中加入幾滴0.2molL-1ZnSO4，充分振蕩后靜置，觀察現(xiàn)象。相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式如下：用電極電勢(shì)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（4）催化劑對(duì)氧化還原反應(yīng)速度的影響a.均相催化在井穴板中的C1~C3井穴中，各加入0.2molL-1H2C2O4，3molL-1H2SO4各5滴，然后往一個(gè)井穴中加1滴0.5molL-1MnSO4溶液，往另一個(gè)井穴中加1滴1molL-1NH4F溶液,最后往三個(gè)井穴中都各加入1滴0.01molL-1KMnO4溶液，比較三個(gè)井穴中紫紅色褪去的快慢(注：F-與Mn2+可形成配合物)。b.非均相催化取3mL6%H2O2于小試管中,加入少量MnO2，將帶有余燼的火柴放于試管口，觀察現(xiàn)象并解釋。向10mL0.5molL-1的CuSO4溶液中分別加入等質(zhì)量的Zn粉和Zn粒，比較現(xiàn)象有何不同，說(shuō)明原因。（5）原電池和電解(此實(shí)驗(yàn)在井穴板中進(jìn)行)以原電池為電源電解Na2SO4溶液。取一塊5mL井穴板按圖裝好實(shí)驗(yàn)裝置。在1#、5#井穴中分別加入4mL0.5molL-1CuSO4溶液。在2#、4#井穴中分別加入4mL0.5molL-1ZnSO4溶液。將盛有ZnSO4和CuSO4的井穴用鹽橋連接，在1#、5#井穴中插入Cu片，在2#、4#井穴中插入Zn片，把1#、4#井穴中的Cu、Zn片用銅絲連接，將兩個(gè)原電池串聯(lián)起來(lái)，在2#、5#的Zn、Cu片上分別連接上一根Ni-Cr絲。在3#井穴中加入4mL0.5molL-1Na2SO4溶液和2滴酚酞，將連有Cu、Zn片的兩根Ni-Cr絲插入有Na2SO4溶液的井穴中。觀察連接Zn片的那根Ni-Cr絲周?chē)娜芤河泻巫兓?兩極上有何現(xiàn)象發(fā)生，寫(xiě)出電解池兩極上發(fā)生的反應(yīng)式，并解釋之。（6）濃度改變對(duì)原電池電動(dòng)勢(shì)的影響(1)采用“原電池和電解冶實(shí)驗(yàn)所用的一個(gè)原電池裝置，用pH計(jì)或伏特計(jì)測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì)。(2)取下鹽橋，往盛CuSO4溶液的井穴中滴加濃氨水，邊加邊攪拌至生成沉淀溶解為止。此時(shí)形成深藍(lán)色Cu(NH3)42+溶液，使Cu2+的濃度明顯下降。再測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì),數(shù)值有何變化?同上操作，用另外一組原電池，加濃氨水使Zn2+的濃度下降，電動(dòng)勢(shì)又有何變化?用Nernst方程解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（7）金屬電化學(xué)腐蝕與防護(hù)(1)在井穴板的三個(gè)井穴中分別加入0.5molL-1NaCl溶液2mL，將三個(gè)打磨好的小鐵釘中的一個(gè)用棉線綁上Zn片，第二個(gè)綁上Cu片，第三個(gè)是鐵釘自身，用棉線分別懸掛在三個(gè)井穴中，線的另一端綁在井穴上的廢火柴梗上，20~30min后，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(2)在井穴板的井穴內(nèi)加入0.3molL-1H2SO4(用3molL-1H2SO4稀釋)1mL，放進(jìn)一小片純鋅片，觀察有何現(xiàn)象?