1、無機(jī)他曇，味體電&教案第四章氧化還原反應(yīng)第二節(jié)電極電勢(shì)421原電池1原電池的概念餐錄原電池4-2電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置2原電池的表示方法用“II”表示鹽橋負(fù)極寫在左邊正極寫在右邊1原電池的概念（動(dòng)畫演示）Zn + Cu2+ Zn2+ Cu化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡婓鳚舛入姌O正極（Cu極）（電子流入的電方 負(fù)極（Zn極）叵電極反應(yīng)Cu2+ 2e f Cu氧化反應(yīng)Zn 2e f Zn2+還原反應(yīng)（電子流出的電極）電池反應(yīng)Cu2+ Zn f Cu + Zn2+原電池：使氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的裝置加棒由同一種元素的氧化型物質(zhì)和還原型物質(zhì)構(gòu)成Cu2+（氧化型物質(zhì)）Cu（還原型物質(zhì)）Cu2VCu氧化還原

2、電對(duì)ZM+（氧化型物質(zhì)）Zn（還原型物質(zhì)）Zn2+/Zn氧化還原電對(duì)原電池氧化還原電對(duì)：由同一種元素的氧化型物質(zhì)和還原型物質(zhì)構(gòu)成氧化還原電對(duì)表示方法 氧化型物質(zhì)/還原型物質(zhì)Cu2+/Cu、Zn2+/Zn.川叫Sn4+/Sn2+氧化型物質(zhì)，還原型物質(zhì)Cu2%Cu. Zn2+，Zn、H+也、Sn4Sn2+4一1H2.原電池的表示方法ZnfCU2(C2) |CU(+)若組成電極物質(zhì)中無金屬吋， 應(yīng)插入惰性電極。惰性電極：如Pt,石墨能導(dǎo)電而不參入電極反應(yīng)的電極Fe3+(cJ, Fe2+(c2) I Pt (+)(-)Pt, Cl2(p) I Cl- (c)2.原電池的表示方法,411JEZZn|CU

3、2(C2) |CU(+)組成電極中的氣體物質(zhì)應(yīng)在導(dǎo) 體這一邊，后廂應(yīng)注明壓力。H+(cJ I H2(p), Pt(+)(-)Pt, O2(p)IOH-(Cj)(-)Zn I加2+)|叫)I H2(p), Pt(+)電極中含有不同氧化態(tài)同種離 子時(shí)，高氧化態(tài)離子靠近鹽橋, 低氧化態(tài)離子靠近電極，中間 用 r ”分開。S+(Ci) ), Sn2+(c2) I Pt (+)2.原Zn|CU2(C2) |CU(+)2.原電池的表示方法艷)Zn2+(q) | W-(勺)|Cu(+)：整/：v：孟忌IlHCgzO, H+( (C2) ), Cr3+(c3) I Pt (+)(-)Pt, O2(p) I H

4、2O, OH (cjCr2O72+6C1+X4H+ 2Cr3+3Cl21 +7H2O-2CI - 2e Cl2氧化Cr2O72+14H+ 6e 2Cr3+7H2O還原原電池符號(hào)(.)pt,ci2(p)|cr(c)|Cr2672-(C1),H+(C2),C(C3) )|Pt(+)參入電極反應(yīng)其它的物質(zhì)也應(yīng) 寫入電池符號(hào)中2H2+ O2 - 2H2O電極反應(yīng)H2 2e- - 2H+氧化O2+ 4H+ 4e- - 2H2O還原原電池符號(hào)() Pt,比如I H“) )IIH+(c J,碼0 I O2S) )，Pt( (+) )4-2-2電極電勢(shì)的產(chǎn)生把金屬M(fèi)與其鹽M+溶液接觸面之間的電 勢(shì)差， 稱為該

5、金屬的 忙平衡電極電勢(shì)，即金 屬離子與金屬單質(zhì)構(gòu) 成的氧化還原電對(duì)(M+/M)的電極電勢(shì), 記為(M+/M)4-2-3電極電勢(shì)的測(cè)定DWJ3-3PDWJ3-3P U5DWU5DW JPJDDPJPJPJDDPJP , ,WMWMJPJRdDPJ-JPJRdDPJ-1 標(biāo)準(zhǔn)氫電極（動(dòng)畫演示）H2(10()kpa) f=5HlmobL1)標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)電極苻號(hào)(-)Pt, H2(100kPa) | H+(lmol L i)H+(lmol L i) | H,(100kPa), Pt (+)2.電極電勢(shì)的測(cè)定欲確定某電極的電極電勢(shì)可把該電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池測(cè)其電動(dòng)勢(shì)(E)則E即為待測(cè)電極的

6、電極電勢(shì)2電極電勢(shì)的測(cè)定例1.測(cè)定E(Cu2+/Cu)設(shè)計(jì)原電池(一)Pt, H2(100kPa) I H+(lmol L i) IICu2+(1 mobL-1) I Cu (+)測(cè)得原電池電動(dòng)勢(shì)：E=0.340 VE = E_ = Cu2+/Cu) - E (H+/H2)Cu2VCu) = E EIH+/H2) )=0.340 V- 0 V= +0.340 V設(shè)計(jì)原電池(一)Zn I Znlmol-L1) IIH+(lmol L 1) )I H2(100kPa), Pt (+)測(cè)得原電池電動(dòng)勢(shì)：E =0.7626 VE = E* Ea、=Ee(H+/H2) - Zn2+/Zn) Zn2+/Z

7、n) =2.電例2 測(cè)定MZn2+/Zn)Ee(H+/H2) E=0V- 0.7626 V= -0.7626 V3.標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)常用電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(298. 15K)該表中為還原電塊即該電對(duì)組成的電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池，待測(cè)電對(duì)為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，(M7M)為正值H+/H20.340ZTl/T21-所測(cè)得的電極電勢(shì)即為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)記為決(f/M)$n_cCu2+/CuOV2H+與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池時(shí)為正極為正極 發(fā)生還發(fā)生還原原反應(yīng)反應(yīng)0(Cu/Cu)為正值為正值常用電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(298. 15K)電對(duì)電極反應(yīng)Ee/VLi+/LiLiUeLi-3.040K

8、+/KK+eK-2.924Zn2+/ZnZn+2e =Zn-0.7626H+/H2-0Cu2+/Cu如Zn2+/Zn0.340與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池時(shí)為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng).W/Zn)為負(fù)值XeF/Xe(g)XeF + e =Xe(g) + F 3 4|電對(duì)Li+/LiEe/VL3.040HCuOE(Li+/L i)最小Li的還原性最強(qiáng)Li+的氧化性最弱29240.7626| 0|0.3401.2291.2293.053XcF/Xe(g)V 卜IV3.4ZnK+/K常用電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)響J5K)Ch/Ck=2HFFfaq)4 2 4影響電極電勢(shì)的因素vNemst方程氧化型+比二 還原型4-2-4影

9、響電極電勢(shì)的因素vNerns方程氧化型+疋=還原型付 WE.Ee氧化型、還原型R濃度分壓單位數(shù)值Vmol-L1PaJ. K1mol1& 314廠廠 J J J J廣 J J J J廣廠!廣F F J J J JJ J- -丄丄- 丄丄= 出丄=丄電對(duì)在某一濃度的電極電勢(shì)摩爾氣體常數(shù)熱力學(xué)溫度“zF m電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)反轉(zhuǎn)電反轉(zhuǎn)電極中極中的數(shù)的數(shù)電應(yīng)移電應(yīng)移子子第第拉數(shù)拉數(shù)法常法常氧化型還原型側(cè)各物種相對(duì)濃度幕的乘積RT氧化型 石還原型E = Ee+vNerns方程氧化型+疋=還原型L +zF m還原型 t .- . * - 1組成電對(duì)的物質(zhì)的本性，決定滬值 金屬越活潑,E 代數(shù)值越小

10、，E越小2氧化型物質(zhì)，還原型物質(zhì)的濃度、分壓3.酸度對(duì)某些電對(duì)有影響ZZZEZHZE：4-2-4影響電極電勢(shì)的因素 / * J J lr.lr. J J / w w自 - - TH7TH7mu-ymu-y 一nMnM JRWDWrfJRWDWrf J53J53WWWWWWWMWMWMWM W*W*JpJ*J3_DJpJ*J3_D JRWDWJRWDW wwww JRJ3PJRJ3P JpWD3PJpWD3P W W4-2-4. . 2+)/ molL11.0c(H+)/ mol-L11.010.0Ee(MnO/Mn2+)V+1.51+1.51(MnO4*/Mn2+)/V-d卜M FT3.生成難

11、溶電解質(zhì)=+0.22V例3：在含有Ag/Ag電對(duì)體系中，加入NaCl溶液，使溶液中c(Cl-)=1.00 mol-L-1,3.生成難溶電解質(zhì)AgClAgBrAglK常1.77X10小535X10138. 52X1017E (AgX/Ag)+0.22V+0.073V-0.15Ve(Ag+/Ag)+0.7991 V同理計(jì)算,結(jié)果如下KJ EgX/Ag)J41：例3:在含有二耳電也體系中,加入NaOAc溶液,使溶液中c(HOAc)=c(OAc-)=l. 0 mol-L-1,p(H2)=1.0X105Pa,計(jì)算:(H7H2)O解：c(Hg K塁H()AC)工、HOAc)/% 8X 105E(HVH2)

12、= -0.15Vd、M M-生科電極電勢(shì)的應(yīng)用1.判斷原電池的正.負(fù)極計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì)原電池中,(+) (-)；電動(dòng)勢(shì)序(+) -皿-)(1)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下：只需比較Ee例吃固輛誌7曉根踞滋能躥贛電也一 孵動(dòng)勢(shì)。愆原電/心于號(hào)：(-)Pt | Sndmol L1), Snlmol L-1)C( (OAcJ/ce2H+2e HE-(ir7irifc( (n f 5口+仏&2例3:在含有二耳電也體系中,加入NaOAc溶液,使溶液中c(HOAc)=c(OAc-)=l. 0 mol-L-1,p(H2)=1.0X105Pa,計(jì)算:(H7H2)OE| Fe3+(lmobLu) Fe2+(lmol-L

13、u) | Pt (+) V=0.617V2判斷氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱誓大,電對(duì)中氧化型物質(zhì)的氧化能力越強(qiáng) 還原型物質(zhì)的還僚能力越弱 呃兒電對(duì)中還原型物質(zhì)的還原堂力越長 氧化型物質(zhì)的氧化能力超弱電對(duì)中氣化型弼的搴化観力祖 還原型物質(zhì)的還原能力越弱 礦越小電對(duì)中還原型物質(zhì)的還原能力潮a氧化型物質(zhì)的氧化能力越弱電對(duì)MnO47Mn2+ciyci-Fe3+/Fe2+E7V1.51# 1.3583 0.771解:氧化能力：KMnO4 Cl2 FeCI3例2:試比較KMnO4. Cl“ FeCl,在酸性介質(zhì)中的氧化能力電對(duì)Zn2+/Zns/H2SSn4+/Sn2+Ee/V-0.763 v0.144 H2S

14、 SnCl2例3:試比較SnCl2. Zn. H2S在酸性 介質(zhì)中的還原能力解:3.計(jì)算弱電解質(zhì)解離常數(shù) （論）例4:已知(HCN/H2) )= O545V,計(jì)算KaHCN)解：將HCN/比和H；/H2兩電對(duì)組成原電池一E(H+/H2)=Ee(H+/H2) + 9-Vlg c( (HJ/ce2 Q+ 址二H. + 2CN-p(H2)elk(CN-)/c叩Ee(HCN/H2)=Ee(H7H2)+ 0.0592V .c(CN-)/c c(C)/c叩283.計(jì)算弱電解質(zhì)解離常數(shù)（K&例4:已知(HCN/H2)= -0.545V,計(jì)算K占HCN)Ee(HCN/H2)=Ee(H7H2),0.05

15、92Vlac(CN )/ce2c(CN-)/ce228c(HCN)/c2E (HCN/H2)=Ee(H+/H2)+ 52VlgK(HCN)2Ee(HCN/H2)= 0.0592V lg K(HCN)12-0.545V= 0.0592V lg K款HCN)FOHCN) = 6X1010P(H2)飛御怎,匚c(HCN)/c(HCN)/ce2解：將PbS04/Pb和Pb2+/Pb兩電對(duì)組成原電池E(Pb2+/Pb)=Ee(Pb2+/Pb)+0592V)gc(pb2+)/ce |(PbS04/Pb)=Ee(PbS04/Pb) +啦攀l%( (so/) )/ceEe(PbS04/Pb)=Ee(Pb2+/

16、Pb)+ 0號(hào)2V居c( (pb2+) )/cej c(SO4-)/ce例4：已知e(PbS04/Pb)= -0.356V, Ee(Pb2+/Pb)= -0.125V,計(jì)算K戌PbSOJEe(PbS04/Pb)=e(Pb2+/Pb)+ 0器2V居c(Pb2+)/ce c(SO)/c6Ee(PbS04/Pb)=Ee(Pb27Pb)+ oe器2V.) )ge)( (PbSO4)-0.356V = -0.125V +()()岑2Vlgs|( (PbSO4)22e 二Pb + SO42-E:時(shí)4-4.計(jì)例4：已Ee(Pb2+/PK品(PbSOJu 1.7X10$無機(jī)他案第四章氧化還原反應(yīng)第二節(jié)結(jié)束濃度對(duì)氧化還原反應(yīng)方向的影響