氧化還原與電極電位.元素的氧化數(shù)確定原則①在單質(zhì)中元素的氧化數(shù)為零。

②在所有的含氟化合物中，由于氟是電負(fù)性最大的元素，因此氟的氧化數(shù)為-1。

③在簡單離子中，元素的氧化數(shù)等于該離子所帶的電荷數(shù)。④氧的氧化數(shù)為-2(H2O2,KO2,OF2等例外）⑤氫的氧化數(shù)為+1（CaH2等例外）。

⑥分子中各元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于零。

例1、求Na2S4O6中S的氧化數(shù)。

解：設(shè)Na2S4O6中S的氧化數(shù)為x，因為鈉的氧化數(shù)為+1，氧的氧化數(shù)為-2，則：

2×1+4x+6×（-2）=0例2、求CH4中C的氧化數(shù)。

解：設(shè)CH4中C的氧化數(shù)為x，因為氫的氧化數(shù)為+1，則：

x+4×1=0x=-4氧化還原基本概念氧化還原反應(yīng)：電子得失或轉(zhuǎn)移(本質(zhì)）

氧化反應(yīng)：失電子（氧化數(shù)升高）（過程）還原反應(yīng)：得電子（氧化數(shù)降低）（過程）還原劑：在反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)氧化劑：反應(yīng)中得電子的物質(zhì)Zn+Cu2+Zn2++Cu氧化還原基本概念氧化還原半反應(yīng)：氧化還原電對：氧化型物質(zhì)Zn2+/Zn、Cu2+/Cu還原型物質(zhì)氧化還原反應(yīng)規(guī)律氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)同時發(fā)生；得失電子總數(shù)相等氧化還原反應(yīng)方向：強強弱弱還原劑1+氧化劑2→還原劑2+氧化劑1二、氧化還原方程式的配平①反應(yīng)過程中得、失去電子總數(shù)相等；②質(zhì)量守恒。配平原則

配平步驟

①確定氧化劑和還原劑，并用離子式寫出主要的反應(yīng)物和生成物。②分別寫出氧化劑被還原和還原劑被氧化的兩個半反應(yīng)式并配平兩個半反應(yīng)方程式。③根據(jù)得失電子數(shù)目相等的原則寫出總的離子方程式；有時根據(jù)需要，可將其改寫為分子方程式。醫(yī)學(xué)全在線網(wǎng)站

例、配平反應(yīng)方程式：H+

KMnO4+K2SO3MnSO4+K2SO4OH-第二節(jié)電極電位原電池一、原電池Zn+Cu2+Zn2++Cu電極反應(yīng)電池反應(yīng)電極正極負(fù)極半電池Zn-2e-Zn2+Cu2++2eCu負(fù)：正：電池符號及其書寫原則

①一般將負(fù)極寫在左邊，正極寫在右邊。

②寫出電極的化學(xué)組成及物態(tài)，氣態(tài)要注明壓力(單位為kPa)，溶液要注明濃度。

③單線“︱”表示極板與電極其余部分的界面。

④同一相中不同物質(zhì)之間以及電極中其它相界面均用逗號“，”分開。

⑤用雙線“‖”表示鹽橋。

⑥氣體或液體不能直接作為電極，必須附以不活潑金屬(如鉑)作電極板起導(dǎo)體作用。純氣體、液體如H2(g)、Br2(l)緊靠電極板。

電極反應(yīng)

電池反應(yīng)

電池表示式

(-)Pt︱Sn2+(c1)，Sn4+(c2)‖F(xiàn)e3+(c3)，F(xiàn)e2+(c4)︱Pt(+)Sn2+-2eSn4+Fe3++eFe2+

負(fù)：正：2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+

電池符號及其書寫原則

二、電極電位的產(chǎn)生雙電層理論電極電位（electrodepotential)三、電極電位的測定標(biāo)準(zhǔn)氫電極100kPaH+(1mol·L-1)，H2(100kPa)︱Pt標(biāo)準(zhǔn)電極電位的定義參與電極反應(yīng)的各有關(guān)物質(zhì)均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(離子濃度為1mol·L-1，氣體物質(zhì)的分壓為100kPa)時，其電極電位稱為該電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，用符號φθ表示。

三、電極電位的測定標(biāo)準(zhǔn)電極電位的測定標(biāo)準(zhǔn)電極電位表與氫電極組成原電池，測電動勢E;標(biāo)準(zhǔn)電動勢

Eθ標(biāo)準(zhǔn)電極電位的測量例、將標(biāo)準(zhǔn)Zn2+︱Zn電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池：Pt︱H2（100kPa）,H+（1mol·L-1）‖Zn2+(1mol·L-1)︱Zn。298K時，測得Eθ=-0.7628（V）。試求Zn2+︱Zn電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位φ

θZn2+/Zn。

Eθ=φθZn2+/Zn

-

φθH+/H2=φθZn2+/Zn

–0φθZn2+/Zn=Eθ=-0.7628（V）

解：實際電池符號應(yīng)為：(-)Zn︱Zn2+(1mol·L-1)‖H+(1mol·L-1),H2(100kPa)︱Pt(+)標(biāo)準(zhǔn)電極電位表①電極反應(yīng)中氧化型和還原型物質(zhì)（包括電極反應(yīng)所需的H+，OH-）濃度1mol·L-1，氣體則分壓100kPa。標(biāo)準(zhǔn)電極電位表②表6-1采用的是還原電位。不論電極進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)，電極電位符號不改變。

Zn-2eZn2++2eZn2+Zn③標(biāo)準(zhǔn)電極電位值與電極反應(yīng)中物質(zhì)的計量系數(shù)無關(guān)。

Ag++e-

Ag2Ag++2e-

2Ag標(biāo)準(zhǔn)電極電位表醫(yī)學(xué)全在線網(wǎng)站

④φθ愈高，氧化型愈容易接受電子，氧化能力愈強，而它的還原型的還原能力愈弱。標(biāo)準(zhǔn)電極電位表⑤電極電位和標(biāo)準(zhǔn)電極電位。四、影響電極電位的因素（能斯特方程式）當(dāng)溫度為298K時

四、影響電極電位的因素（能斯特方程式）①電極反應(yīng)式中純固體、純液體及介質(zhì)水的濃度不列入方程式中，氣體物質(zhì)用標(biāo)準(zhǔn)分壓。②若電極反應(yīng)式中氧化型、還原型物質(zhì)前的系數(shù)不等于1時，則在方程式中它們的濃度項應(yīng)以對應(yīng)的系數(shù)為指數(shù)。

③氧化型、還原型物質(zhì)包括與它們同時參與電極反應(yīng)的有關(guān)物質(zhì)。

寫出下列電對的能斯特方程式（3）AgCl+e-Ag+Cl-2Cr3++7H2O（4）Cr2O72-+14H++6e-

（1）H2-2e-2H+（2）I2+2e-2I-例1、計算298K時，Pt︱Fe3+(1mol·L-1)，F(xiàn)e2+(0.001mol·L-1)電極的電極電位。

Fe3++e-

Fe2+解：例2、求電極反應(yīng)：在pH=5的溶液中的電極電位（其它條件均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)φ

θMnO4-/Mn2+=1.491(V)。

解、例3、計算298K時，電池Cu︱Cu2+(0.1mol·L-1)‖F(xiàn)e3+(0.lmol·L-1)，F(xiàn)e2+(0.01mol·L-1)︱Pt的電動勢，并指出正負(fù)極，列出電池反應(yīng)式。

解：E=φ2－φ1＝0.83－0.31＝0.52V電極反應(yīng)負(fù)極CuCu2++2e-（氧化反應(yīng)）正極Fe3++e-Fe2+

（還原反應(yīng)）

電池反應(yīng)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+

Cu2+/Cu為負(fù)極，F(xiàn)e3+/Fe2+為正極。例4、計算在[Cu2+]=[I-]=1.0

mol·L-1條件下，Cu2+/Cu+電對的電極電位。

（已知φθCu2+/Cu+=0.16V，Ksp，CuI=1.1×10-12）Cu2++eCu+解：影響電極電位的因素：溫度、濃度、酸度、生成沉淀、生成配合物第三節(jié)電極電位的應(yīng)用判斷氧化劑、還原劑的相對強弱電極電位大的其氧化態(tài)是較強的氧化劑，還原態(tài)是較弱的還原劑；電極電位小的其還原態(tài)是較強的還原劑，氧化態(tài)是較弱的氧化劑。判斷氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向強氧化劑+強還原劑→弱氧化劑+弱還原劑電位高的氧化態(tài)作氧化劑，電位低的還原態(tài)作還原劑時能自發(fā)進(jìn)行。（Eθ＞0.2V時直接用φθ判斷）例、已知φθ

Sn2+/Sn=-0.14V，φθ

Pb2+/Pb=-0.13V，試判斷：（1）[Sn2+]=[Pb2+]=1.0mol·L-1；

（2）[Sn2+]=1.0mol·L-1，[Pb2+]=0.10mol·L-1時，反應(yīng)：Pb2++SnPb+Sn2+進(jìn)行的方向。解：(1)φθSn2+/Sn

＜φPb2+/Pb

，反應(yīng)正向進(jìn)行。

（2）φPb2+/Pb=φPb2+/Pb+]Pblg[2059.02+

=-0.13+10.0lg2059.0

=-0.16V

φPb2+/Pb

＜φSn2+/Sn=

φSn2+/Sn=-0.14V，反應(yīng)逆向進(jìn)行。

θθθ判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度

n—反應(yīng)中得失電子總數(shù)；

φ

θ1—作為氧化劑的電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電位；

φ

θ2—作為還原劑的電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電位。

例、計算下列反應(yīng)在298K時的平衡常數(shù)。并判斷此反應(yīng)進(jìn)行的程度。

K=1080.63=4.27×1080

解：電位法測定溶液的pH值

參比電極：飽和甘