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退 出下 页上 页 一 、 实 验 目 的1. 掌 握 电 极 电 势 对 氧 化 还 原 反 应 的 影 响2.了 解 氧 化 型 或 还 原 型 物 质 浓 度 、 溶 液 酸度 改 变 对 电 极 电 势 的 影 响 。3. 进 一 步 理 解 氧 化 还 原 反 应 的 可 逆 性 。4. 了 解 原 电 池 的 装 置 和 反 应 。 退 出下 页上 页 二 、 实 验 原 理氧 化 还 原 过 程 也 就 是 电 子 的 转 移 过 程 。电 极 电 势 能 斯 特 ( Nernst) 方 程 式 )( )(lg0.0592V(298K)(298K) 氧 化 型还 原 型cczEE ,298.15K时T 退 出下 页上 页 二 、 实 验 原 理浓 度 和 酸 度 影 响 氧 化 还 原 反 应 的 方 向 。 MF MF 0.0592V(298K) (298K) lgJz E E 退 出下 页上 页 二 、 实 验 原 理EMF( 或 EMF) 值 仅 从 热 力 学 角 度 衡 量反 应 的 可 能 性 和 进 行 的 程 度 , 它 和 平 衡到 达 的 快 慢 , 即 反 应 速 率 的 大 小 无 关 。 E = 0.50V 0 退 出下 页上 页 三 、 实 验 用 品1. 仪 器伏 特 计 或 万 用 表 , 烧 杯 二 只 ( 50mL) ,盐 桥 ( 充 有 琼 脂 的饱 和 KCl溶 液 的 U型 管 ) 。2. 药 品酸 : HCl (1mol L1,浓 ), H2SO4 (2mol L1, 3moL L1), HAc (6mol L1)碱 : NaOH (6mol L 1), NH3H2O( 1: 1) 退 出下 页上 页 三 、 实 验 用 品盐 : Pb(NO3 )2 (0.5mol L1), CuSO4 (0.1mol L1 , 0.5moL L1), ZnSO4 (0.1mol L1 , 0.5mol L1) , KI (0.1mol L1 ), FeCl3 (0.1mol L1), FeSO4 (0.1mol L1), K2Cr2O7 (0.1mol L1), KMnO4 (0.01mol L1), KBr (0.1mol L1), AgNO3 (0.1 mol L1), MnSO4 (0.002 mol L1)固 体 : MnO2, K2S2O8, KIO3, MnSO42H2O, 铅 粒 , 锌 片 ,作 电 极 用 锌 片 , 铜 片 , 铁 片 , 炭 棒 , 丙 二 酸3. 其 它 : CCl 4,溴 水 , 碘 水 , H2O2(3%), 淀 粉 , 砂 纸 , 导线 , 淀 粉 KI试 纸 退 出下 页上 页 四 、 实 验 内 容 及 要 求 ( 1、 2部 分 实 验 两 人 合 做 )1. 电 极 电 势 与 氧 化 还 原 反 应 的 关 系( 1) 分 别 在 5滴 Pb(NO3)2 (0.5mol L 1)和 5滴 CuSO4 (0.5mol L1)点 滴 板 穴 中 , 各 放 入 一 块 表 面 擦 净 的 锌 片 ,观 察 锌 片 表 面 和 溶 液 颜 色 有 无 变 化 ? 以 表 面 擦 净 的 铅 粒( 或 铅 片 ) 代 替 锌 片 , 分 别 与 ZnSO4(0.5mol L1)和CuSO4(0.5mol L1)溶 液 反 应 , 观 察 有 无 变 化 ? 根 据 实 验结 果 定 性 比 较 Zn、 Pb、 Cu电 极 电 势 的 大 小 。 根 据 实 验 结 果 , 说 明 电 极 电 势 与 氧 化 还 原 反 应 方 向 的 关 系 。 退 出下 页上 页 2. 浓 度 和 酸 度 对 电 极 电 势 及 氧 化 还 原 反 应 的 影 响 。 ( 1) 浓 度 的 影 响 ( a ) 在 两 只 3 0 m L 的 烧 杯 中 , 分 别 注 入 5 m L ZnSO4(0.1mol L1)和 5mL CuSO4(0.1 mol L1)溶 液 , 在ZnSO4中 插 入 锌 片 , CuSO4中 插 入 铜 片 , 组 成 两 电 极 。中 间 以 盐 桥 相 通 。 用 导 线 将 锌 片 和 铜 片 分 别 与 伏 特 计( 或 万 用 表 代 替 ) 的 负 极 和 正 极 相 连 , 近 似 测 量 两 极 间的 电 势 差 。 取 出 盐 桥 , 在 CuSO4溶 液 中 注 入 1:1氨 水 ( 约 15滴 ) 至生 成 的 沉 淀 溶 解 为 止 , 形 成 深 蓝 色 溶 液 , 再 放 入 盐 桥 ,观 察 电 池 的 电 势 差 有 何 变 化 ? 再 在 ZnSO 4溶 液 中 加 1:1氨水 ( 约 18滴 ) 至 生 成 沉 淀 完 全 溶 解 为 止 , 观 察 电 势 差 又有 何 变 化 ? 利 用 能 斯 特 方 程 式 解 释 实 验 现 象 。 退 出下 页上 页Cu-Zn原 电 池 退 出下 页上 页 ( 2) 酸 度 的 影 响(a) 在 两 只 30mL的 小 烧 杯 中 , 分 别 注 入 5mL FeSO4 (0.1mol L1)和 K2Cr2O7 (0.1 mol L1)溶 液 。 在 FeSO4中插 入 铁 片 , K2Cr2O7中 插 入 炭 棒 , 组 成 两 电 极 , 中 间 以盐 桥 相 通 。 将 铁 片 和 炭 棒 通 过 导 线 分 别 与 伏 特 计 的 负极 和 正 极 相 接 , 近 似 测 量 两 极 间 的 电 势 差 。 在 K2Cr2O7溶 液 中 , 加 入 9滴 H2SO4( 3mol.l 1) , 混 合 均 匀 , 观 察电 势 差 变 化 ; 再 逐 滴 加 入 2mL NaOH (6.0 mol L1),混 合 均 匀 , 观 察 电 势 差 又 有 何 变 化 ? 解 释 之 。 退 出下 页上 页 3. 催 化 剂 对 氧 化 还 原 反 应 速 率 的 影 响 在 1mL H2SO4(2 mol L1)中 , 加 入 3mL蒸 馏 水和 5滴 MnSO4(0.002 mol L1)溶 液 混 合 后 分 成 两份 : 往 一 份 中 加 入 黄 豆 大 小 量 的 K2S2O8, 微 热 ,观 察 溶 液 有 无 变 化 ; 往 另 一 份 中 加 1滴AgNO3(0.1mol L1)溶 液 和 同 样 量 K2S2O8, 微 热 ,观 察 溶 液 颜 色 变 化 。 写 出 有 关 反 应 , 解 释 之 。 退 出下 页上 页 4. 摇 摆 反 应 ( 过 氧 化 氢 的 氧 化 还 原 性 )( 1) 试 剂 配 制 ( 实 验 室 已 准 备 好 ) 配 制 A、 B、 C三 种 溶 液 。A:量 取 400 ml H2O2(30%)稀 释 到 1000mL;B:称 取 40g KIO3和 量 取 40mL H2SO4(2 mol L1), 稀 释 到1000mL; ( 此 溶 液 相 当 于 HIO3溶 液 ) C:( 辅 助 试 剂 ) : 称 取 15.5g丙 二 酸 , 3.5g MnSO42H2O和 0.5g淀 粉 ( 先 溶 于 热 水 ) 稀 释 到 1000mL。 退 出下 页上 页 4. 摇 摆 反 应 ( 过 氧 化 氢 的 氧 化 还 原 性 )(2 ) 实 验 方 法 : 往 试 管 中 按 任 意 顺 序 加 入 A、 B、 C三 种溶 液 各 1mL混 合 均 匀 , 少 许 时 间 溶 液 由无 色 变 蓝 色 , 又 由 蓝 色 变 无 色 , 如 此 反复 十 余 次 , 最 后 变 为 蓝 色 。 退 出下 页上 页 4. 摇 摆 反 应 ( 过 氧 化 氢 的 氧 化 还 原 性 )( 3) 反 应 机 理 : (a) 摇 摆 反 应 的 基 本 反 应 为 : (b) 辅 助 试 剂 起 到 调 节 ( 1) 、 ( 2) 反 应 速 率 的 作 用 。试 用 元 素 电 势 图 解 释 反 应 现 象 。 退 出下 页上 页 4. 摇 摆 反 应 ( 过 氧 化 氢 的 氧 化 还 原 性 )已 知 在 酸 性 介 质 中 元 素 电 势 图 : 退 出下 页上 页 思 考 题 ( 1) 如 何 根 据 电 极 电 势 , 确 定 氧 化 剂 或 还 原 剂 的 相 对 强弱 ?( 2) 在 CuSO4溶 液 中 加 入 过 量 NH3H2O, 其 电 极 电 势 怎样 改 变 ? 试 解 释 。( 3) 制 备 氧 气 为 什 么 用 二 氧 化 锰 与 浓 HCl反 应 ?( 4) 实 验 中 加 入 CCl4的 作 用 是 什 么 ? ( 5) 浓 度 和 酸 度 怎 样 影 响 氧 化 还 原 反 应 进 行 的 方 向 ,如 何 用 pH图 说 明 。 退 出下 页上 页 1.在 CuSO4溶 液 中 加 入 过 量 浓 NH3H2O, 其 电 极 电 势将 (Cu 2 / Cu)将 会 : ( )( A) 变 大 ;( B) 变 小 ;( C) 不 变 ; ( D) 影 响 不 大 。 Key: ( )选 择 题 退 出下 页上 页 2. 实 验 室 可 用 二 氧 化 锰 与 浓 HCl反 应 制 备 氯 气 , 是 因 为 :( )( A) (MnO2/ Mn2 )大 于 (Cl2/ Cl-); ( B) (MnO2/ Mn2 )小 于 (Cl2/ Cl-);( C) 浓 HCl中 的 H+和 Cl-的 浓 度 都 很 大 , 可 使 得 (MnO2/ Mn2 )大 于 (Cl2/ Cl-); ( D) 可 使 得 (MnO2/ Mn2 )小 于 (Cl2/ Cl-)。 Key: ( C)选 择 题 退 出下 页上 页 3. 摇 摆 反 应 的 反 应 机 理 是 : ( )( A) (IO3 / I2)大 于 (O2/ H2O2), 而 (H2O2/ H2O) 又 大 于(IO3 -/ I2);( B) (H2O2/ H2O)大 于 (O2/ H2O2); 而 (IO3 / I2)又 小 于(H2O2/ H2O);( C) 只 是 由 于 (H2O2/ H2O)大 于 (IO3 -/ I2), 而 (IO3 / I2)大 于 (O2/ H2O2)影 响 不 大 ;( D) 只 是 由 于 (IO3 / I2)大 于 (O2/ H2O2), 而 (H2O2/ H2O)大 于 (IO 3 -/ I2)影 响 不 大 。 Key: ( A) 选 择 题
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