本章要求熟练掌握氧化还原的概念及氧化还原反应式的配平方课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本章要求熟练掌握氧化还原的概念及氧化还原反应式的配平方,31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不穿。(名言网),32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者的牢骚，这是羊群中的瘟疫，我不能被它传染。我要尽量避免绝望，辛勤耕耘，忍受苦楚。我一试再试，争取每天的成功，避免以失败收常在别人停滞不前时，我继续拼搏。,33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命就永远只能是死水一潭。,34、当你眼泪忍不住要流出来的时候，睁大眼睛，千万别眨眼!你会看到世界由清晰变模糊的全过程，心会在你泪水落下的那一刻变得清澈明晰。盐。注定要融化的，也许是用眼泪的方式。,35、不要以为自己成功一次就可以了，也不要以为过去的光荣可以被永远肯定。,本章要求熟练掌握氧化还原的概念及氧化还原反应式的配平方本章要求熟练掌握氧化还原的概念及氧化还原反应式的配平方31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不穿。(名言网),32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者的牢骚，这是羊群中的瘟疫，我不能被它传染。我要尽量避免绝望，辛勤耕耘，忍受苦楚。我一试再试，争取每天的成功，避免以失败收常在别人停滞不前时，我继续拼搏。,33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命就永远只能是死水一潭。,34、当你眼泪忍不住要流出来的时候，睁大眼睛，千万别眨眼!你会看到世界由清晰变模糊的全过程，心会在你泪水落下的那一刻变得清澈明晰。盐。注定要融化的，也许是用眼泪的方式。,35、不要以为自己成功一次就可以了，也不要以为过去的光荣可以被永远肯定。第七章 氧化还原反应,电化学基础7/17/20212本章要求,熟练掌握氧化还原的概念及氧化还原反应式的配平方法；熟练掌握奈斯特方程及其应用，电极电势及元素电势图的应用,重点：电极电势及元素电势图的应用第七章 氧化还原反应 电化学基础7/17/20213,节奏，本是一个音乐术语，它与旋律一样，是构成音乐的基本要素，似乎与枯燥的数学课堂没有什么关系。但“节奏是一切艺术的灵魂”，教学也是一门艺术；“数学是思维的体操”，我们实在无法想象没有节奏感的体操是什么样子，所以，数学课堂教学也应有明晰的节奏。教育心理学告诉我们：学生在学习过程中，其大脑兴奋中心是随时间的变化进程呈曲折变化，随外界因素而不断转移的，教师调控下的数学课堂的节奏感，就是要与学生的这一变化“合拍”。因此，精心打造富有节奏感的数学课堂，对激发学生学习兴趣、增强数学课堂的美感与趣味性、提高课堂教学效益非常重要。,一是以教学内容安排的张弛错落形成数学课堂的节奏感。内容决定形式，教学内容决定课堂教学节奏的基调。如音乐一般，旋律和节奏都是为表现一定的主题服务的。对初中数学而言，似乎每节课的教学内容与教学目标是相对固定的，教师没有太多的选择余地，但新课程标准指出：教材编写“题材宜多样化，呈现方式应丰富多彩。”教材如此，每节课的教学内容也不可能只有一种固有的模式呈现。作为优秀的数学教师，要把握课标使用教材，在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础上，根据课程标准确定教学内容与教学目标，必要时对教材内容进行增删。如华师版九年级数学下第28章第一节，教材安排两课时，内容包括圆的相关想念、对称性、等对等定理、垂径定理、圆周角相关定理等，这些在以后的学习中应用都非常广泛。在两节课的时间内完成以上内容往往是以讲授为主，学生缺乏探索与练习。笔者在安排此部分时，就分为三课时，增加练习与变式训练，形成以“探索-点拔-练习”为主线的教学内容，增强节奏感。,二是以教学方式的动静结合凸显数学课堂的节奏感。课堂教学过程中的动态，指的是课堂教学活动中的一种活跃状态，如学生积极参与，大胆讨论、争辩等；所谓静态，指的是课堂教学中的一种相对安静状态，如学生静心听课、深入思考等。一节课如果动态占了优势，学生就会长时间处于兴奋状态，造成课堂过于失控；反之，如果静态超时，就合造使得课堂气氛沉闷，进而抑制学生的思维，教学收不到理想的效果。这就要求教师必须掌握好调控课堂教学中动静交替的节奏，使整个教学过程潮起潮落，如波涛起伏。动静结合，才能让持学生保持高度的注意力，活跃学生思维。,三是以教学语言的抑扬顿挫渲染数学课堂的节奏感。语言的节奏感表现为语速、力度、语调等。教学时，语速上要考虑学生的接受能力，应该比日常讲话的速度稍慢。同时要结合语调，语调是增强语言生动性，体现感情的主要因素。在讲解重、难点或转移话题时，语速应慢些，语调要高些，以引起学生的注意，并有思考的余地。而声音的恰当力度则是每一位学生都能清楚听课、集中精神的保证。要特别注意的是，作为数学教师，要掌握一定的数学语言。斯托利亚尔在数学教育学一书中指出：“数学教学也就是数学语言的教学”。数学语言是一种由数学符号，数学术语和经过改进的自然语言组成的科学语言，为此教师要注意自己的语言修养，使自己在课堂上的讲述既能保持教材内的逻辑联系，又能在细节问题的处理上做到具体生动、形象鲜明，能直接付诸学生的理智和心灵，使教者的语言节奏与学生的生理及思维节奏合拍，使学生能在和谐的课堂氛围中获得知识、掌握技能。在初中数学教学中，教师一般不宜直接使用数学语言作为讲授语言，而必须根据学生的知识基础和心理特征，将数学语言转化为容易被学生所接受的语言。一方面要注意数学语言的逻辑性和严密性，不能是里嗦的，而应是简短有力，一语中的，不说废话、避免无意义的机械重复。另一方面，也要尽量避免平?直叙的枯燥，结合必要的夸张、拟人、比喻等语文上的修辞手法，能收到意想不到的效果。,四是以快速度高密度的练习提升数学课堂的节奏感。课堂练习是数学课堂的重要组成部分。学生学习新知以后，如果没有一定数量的练习，会显得很不扎实。除了系列的书面习题练习，还可以运用听算式形式的学生口述练习，加速巩固教学效果，必要时还要补充练习题，课堂练习在教学过程中不是一个整块，而应是疏密有间的分布在整个教学过程中。课堂练习的节奏重在一个“快”字：快节奏的预习练习、快节奏的巩固练习、快节奏的变式训练、快节奏的能力提高。课前练习要选择相对较易的几个题迅速唤起学生对上节课知识的回忆并承接本节课的新知、对需要熟练掌握的巩固练习，要运用快节奏的反应训练形成条件反射；对变式训练要逐一变量循序渐进；对能力提高要趁热打铁一气呵成。课堂教学如果不能实现练习的快节奏，就会增加了课外学生的课业负担与教师自身负担。如果能保证每堂课都有20多分钟的高效练习时间，那么那些课的教学节奏感无疑是很强的。我常对学生说，如果你们能在上课时间多做一些题，那么课后的作业就会少一些。学生都会乐于配合教师，事实上，我留给学生的课外作业也是本校数学教师中最少的。,一言以蔽之，准确把握教学中的节奏变换，可以使学生兴奋、愉悦、情绪激昂，注意力更加集中，情感体验得到满足，生成知识的速度更快、效果更佳。,语言的学习需要一定的天赋，有的大学生对英语非常敏感，不费什么力气就能很轻松的学得很好；学习语言还需要有良好的基础；因为在英语的学习中；肯定会有发音；记忆等在里面；有的大学生记忆还得靠发声来刺激记忆；再者就是学习兴趣了；在英语学习中，不管是在英语学科还是在其他的学科中都有不同程度的表现，尤其在英语学习中比较明显。,一、兴趣对英语学习的影响,（一）兴趣的定义,兴趣是指一个人积极探究某种事物及爱好某种活动的心理倾向。它是人认识需要的情绪表现，反映了人对客观事物的选择性态度，是需要的一种表现方式，人们的兴趣往往与他们的直接或间接需要有关。一个人对某种事物感兴趣，就会产生接近这种事物的倾向，并积极参与有关活动，表现出乐此不疲的极大热情。,（二）直接兴趣对学英语学习的影响,有一些学生觉得英语学习很轻松，他们在学习中找到了成就感。他们对英语学习的兴趣非常大。有的在下午有空的时候还主动到办公室要求老师教他们音标发音类似的问题。这一方面说明他们对现学的知识掌握得好“吃不饱”；另一方面也说明了他们对英语学习的不满足和对新的知识的渴望，渴望学习英语，这对他们的英语学习是非常的有益，他们的英语学习也就性成了良性的循环发展。,（三）间接兴趣对英语学习的影响,随着英语国际化的趋势，越来越多的国人意识到英语的重要性。并且在间接兴趣的影响下开始着手学习英语。而且据调查，这些因间接兴趣而学习英语的人，他们的成绩往往还比较好。按常理来说，应该是前者因直接兴趣影响的同学学的好一点，结果为什么会是这样的。一方面可能由于成年人的定力要好一点，有毅力一些。另一方面可能事由于成年人学习东西带有很强的目的性，学以致用，现学现用，在用的时候你会感觉不够用，所以这也就会促使他花更多的功夫来学习英语，故而就学的更好。,二、兴趣对大学生英语学习的影响,为生动的说明兴趣对学习的影响再举个简单的例子，父母安排甲从小就开始接触学习英语。尽管甲在培训班中英语成绩不是很理想，但是当他离开培训班或者在其他未进入培训班和接触英语的同学里面，当他们首次接触英语的时候，甲是不是在英语学习上就有一点优越感呢？而这优越感就会促使他去学习。记得初中的时候，我们班刚转来一男生，英语特棒。由于我们刚接触到英语碰巧班主任也是英语老师，而且也很器重他，所以全班上下对这位刚转来的男生非常崇拜。遇到不懂的问题都毫不客气的询问他。这男生因为班主任的器重，同学的认可，我们不难想象这位同学在这阶段的学习情况。可是初中毕业后，由于班主任、同学周围环境的改变。班主任的不再器重同学的不崇拜、周围到处都是使用英语的一个比一个好。结果成绩逐步下滑。我们简单的分析一下，可能存在的两个原因：1.是我这个初中同学本身不喜欢英语，因此培训班让自己在初中同学面前就英语方面就要有优势一点。这就鼓励着他去学习英语，而后来这中偶然的因素消失了，无人高看崇拜他所以最初学习的动力就消失了，对此失去了兴趣。2 .这问同学本身是喜欢英语的，不否认在初中阶段那种崇拜对他是有一些促进作用，在后来步入高中，自己认识到有这么多的人会学英语，而且比自己好的大有人在。一方面想到自己与别人的差距，另一方面自己是有兴趣很努力的在学习取得就是目前的一个现状，那些学的比我好的人又是带着怎样的心态背后有付出了多少的汗水呢？想到此可能会产生一点惰性而影响他后面的学习。,三、大学生英语学习兴趣的培养,首先老师必须了解学生认为可以增长他们英语兴趣的事物，以及什么是使他们失去学习兴趣的因素。这些因素可以是具体的，比如说语法，单词，也可以是抽象的，比如说学生对老师的好恶以及学生学习的自信心。大部分学生喜欢学习英语歌曲，以及看英语原声电影。教师可以在课堂中穿插一些英语歌曲的学唱环节，选一些比较适合中学生学习的歌曲（或者让学生自行选歌），教师可以将歌词中出现的最近所学的语法和单词给学生们进行进一步讲解，更加加深学生的印象，并且也能提高学生的兴趣。老师不能因为学生没有兴趣就跳过去，老师应该知道怎样把这些枯燥的知识变得生动有趣。比如说，学生认为语法知识很枯燥，老师可以在讲解语法的时候加进去一些与学生互动的教学游戏进去，既提高了学生的兴趣，又加深了他们对新知识的印象；老师还可以将学生分成几个小组，进行小组间的背单词比赛，赏罚分明，这样一来学生就不会把背单词当成是一个无聊的作业，而是有趣的比赛，学生对待背单词的态度变了，当然效果也会更好。还有很多方法需要老师们在日常的教学中多总结和相互学习。,第七章 氧化还原反应,电化学基础,11/26/2024,2, 共价型化合物中，共用电子对偏向于得电子能力强的原子，两原子的形式电荷数即为它们的氧化值，如：HCI。, 中性分子中，各元素原子氧化值的代数和为零。复杂离子中，各元素原子氧化值的代数和=离子的总电荷。 Fe,3,O,4,3x+(-2)4=0 x=+8/3,S,4,O,6,2-,4x+(-2)6=-2 x=2.5,H,5,IO,6,I:+7 ;,S,2,O,3,2-,S:+2,氧化值可为整数，也可是分数或小数。,练习：P,214,2.,11/26/2024,7,二、氧化还原反应的特征,Cu,2+,+ Zn = Cu + Zn,2+,Cu氧化值：+20,得电子，氧化值降低,被还原, 还原过程。,Cu,2+,做氧化剂。,Zn氧化值：0+2,氧化值升高,失电子，被氧化,氧化过程。,Zn做还原剂。,整个氧化还原反应可看成由2个半反应构成,还原半反应：Cu,2+,+2,-,Cu,氧化半反应：ZnZn,2+,+2,-,氧化反应和还原反应总是同时发生，相辅相成。,11/26/2024,8,自氧化还原反应：,氧化值的升和降都发生在同一个化合物中的氧化还原反应。,2KCIO,3,=2KCI+3O,2,歧化反应：,同一物质中，处于同一氧化态的同一元素（三同），其氧化值发生相反变化的自氧化还原反应。,CI,2,+H,2,O=HCIO+HCI,4KCIO,3,=3KCIO,4,+KCI,11/26/2024,9,三、氧化还原电对,在氧化还原半反应中（Cu,2+,+2,-,Cu），,同一元素的不同氧化值的物种,可构成氧化还原电对。电对中高氧化态物种称氧化型，低氧化态物种称还原型。,电对通式：,氧化型/还原型,Cu,2+,/Cu ;Zn,2+,/Zn,;H,+,/H,2,; O,2,/OH,-,说明: 电对不需配平,氧化型或还原型物种必须是能稳定存在的。,MnO,4,-,/MnO,2,(,),MnO,4,-,/Mn,4+,(,),Mn,7+,/MnO,2,(,),11/26/2024,10,一个氧化还原电对 对应一个半反应（要配平）,H,+,/H,2,2H,+,+2,-,H,2,Zn,2+,/Zn Zn,2+,+2,-,Zn,一个氧化还原反应是由两个或两个以上的氧化还原电对共同作用的结果。,Cu,2+,+ Zn = Cu + Zn,2+,一个电对中，氧化型的氧化能力越强，则其共轭还原型的还原能力越弱；如还原型的还原能力越强，则其共轭氧化型的氧化能力越弱。,11/26/2024,11,写出下列两个电对在酸性介质中的半反应和总反应,MnO,4,-,/Mn,2+,和SO,4,2-,/SO,3,2-,MnO,4,-,+8H,+,+5,-,Mn,2+,+4H,2,O,SO,4,2-,+2H,+,+2,-,SO,3,2-,+H,2,O,2MnO,4,-,+6H,+,+5SO,3,2-,= 2Mn,2+,+5SO,4,2-,+3H,2,O,11/26/2024,12,四、 氧化还原反应方程式的配平,1、氧化值法,配平原则：氧化值的升降值相等,反应前后各元素的原子总数相等。,配平步骤：, 写出基本反应式, 找出元素原子氧化值的升降值, 调整系数使氧化值变量相等, 用观察法配平氧化值未改变的元素原子数目,11/26/2024,13, S + HNO,3, SO,2,+ NO + H,2,O, 3S + 4HNO,3,= 3SO,2,+4NO +2H,2,O, S + HNO,3, SO,2,+ NO + H,2,O,升（+4）,降（-3）, 3S + 4HNO,3, 3SO,2,+4NO + H,2,O,升（+4）3,降（-3）4,11/26/2024,14,KCIO,3,+2FeSO,4,+H,2,SO,4,KCI+Fe,2,（SO,4,）,3,（NH,4,）,2,Cr,2,O,7,N,2,+Cr,2,O,3,+H,2,O,（NH,4,）,2,Cr,2,O,7,=N,2,+Cr,2,O,3,+4H,2,O,(+3)2,(-3)2,KCIO,3,+32FeSO,4,+3H,2,SO,4,=KCI+3Fe,2,（SO,4,）,3,+3H,2,O,（-6）,（+1）2,3,11/26/2024,15,2、离子-电子法,配平原则,(1)电荷守恒：得失电子数相等。,(2)质量守恒：反应前后各元素原子总数相等,。,配平步骤,（1）用离子式写出主要反应物和产物（,气体、纯液体、固体和弱电解质写分子式,）。,（2）将反应分解为两个半反应式，并配平两个半反应的电荷数和原子数。,11/26/2024,16,（3）根据,电荷守恒,，调整两式系数使得失电子数相等，然后两式合并，整理，即得配平的离子方程式；有时根据需要可将其改为分子方程式。,11/26/2024,17,(1) MnO,4,-,+SO,3,2-,SO,4,2-,+Mn,2+,(2) MnO,4,-,+8H,+,+5,-,=Mn,2+,+4H,2,O,SO,3,2-,+H,2,O=SO,4,2-,+2H,+,+2,-,(3) 2MnO,4,-,+16H,+,+10,-,=2Mn,2+,+8H,2,O,+) 5SO,3,2-,+5H,2,O=5SO,4,2-,+10H,+,+10,-,2MnO,4,-,+5SO,3,2-,+6H,+,= 2Mn,2+,+5SO,4,2-,+3H,2,O,2KMnO,4,+5K,2,SO,3,+3H,2,SO,4,= 2MnSO,4,+6K,2,SO,4,+3H,2,O,例：KMnO,4,+K,2,SO,3,MnSO,4,+K,2,SO,4,(酸性溶液中）,11/26/2024,18,KMnO,4,+C,6,H,12,O,6,+H,2,SO,4,MnSO,4,+CO,2,+K,2,SO,4,（练习）,MnO,4,-,+C,6,H,12,O,6,Mn,2+,+CO,2,(1) MnO,4,-,+8H,+,+5,-,=Mn,2+,+4H,2,O,(2) C,6,H,12,O,6,+6H,2,O=6CO,2,+24H,+,+24,-,(1)24+（2）5,24MnO,4,-,+5C,6,H,12,O,6,+72H,+,=24Mn,2+,+30CO,2,+66H,2,O,24KMnO,4,+5C,6,H,12,O,6,+36H,2,SO,4,=24MnSO,4,+30CO,2,+66H,2,O+12K,2,SO,4,11/26/2024,19,H、O配平规律,酸性介质：,一边多n个O，加2n个H,+,，另一边加n个H,2,O,碱性介质：,一边多n个O，加n个H,2,O，另一边加2n个OH,-,中性介质：,左边多n个O，加n个H,2,O(,反应物),右边加2n个OH,-,右边多n个O，加2n个H,+,，左边加n个H,2,O(,反应物),总之：,酸中加H,+,和H,2,O；碱中加OH,-,和H,2,O；中性溶液，左加水，右加H,+,或OH,-,11/26/2024,20,一、原电池的构造,二、电解池与Faraday定律,三、原电池电动势的测定,四、原电池的最大功与Gibbs函数,7.2 电化学电池,11/26/2024,21,一、原电池的构造,1.原电池 (primary cell),11/26/2024,22,11/26/2024,23,Cu,2+,+Zn=Cu+Zn,2+,整个装置接通后，可观察到下列实验现象,(1)伏特表指针发生偏转 导线上有电流,电子由Zn片经导线到Cu片,(2)取出盐桥,表针回零;放回,表针重又偏转。, 盐桥沟通整套装置成通路,(3)Zn片溶解，Cu片上有Cu沉积, Zn比Cu易失电子，Cu,2+,比Zn,2+,易得电子,规定,电子流出的极为负极（-）（阳极）,电子流入的极为正极（+）（阴极）,11/26/2024,24,盐桥的主要成分是KCI饱和溶液，其作用就是消除两个半电池中由于电极反应发生的非电中性现象。,盐桥中的CI,-,向Zn半电池扩散和迁移，盐桥中的K,+,向Cu半电池扩散和迁移。从而维持了溶液的电中性，使反应继续进行。,这种使,化学能变为电能的装置叫做原电池。,11/26/2024,25,一个原电池是由两个“半电池”组成的。半电池有时也被称为电极。,电极反应（半电池反应）,负极（Zn)：Zn=Zn,2+,+ 2,-, 氧化反应,正极（Cu): Cu,2+,+2,-,= Cu ，还原反应,电池反应：,Cu,2+,+Zn=Zn,2+,+Cu,一个实际原电池可用简单符号表示，也称电池符号（包含了氧化还原物种、盐桥、电极等）,11/26/2024,26,2.电极的类型与原电池的表示方法,(1)金属-金属离子电极,金属置于含有同一金属离子的盐溶液中构成,Zn,2+,/Zn 电极符号：Zn(s)Zn,2+,(c),Cu,2+,/Cu 电极符号：Cu(s)Cu,2+,(c),“”表示两相界面,Cu,Zn本身是导体，可做电极,11/26/2024,27,(2)气体-离子电极,2H,+,+2,-,=H,2,电极反应中无导体，需借助于惰性电极（铂或石墨）来完成电对电子的转移。,电极符号：PtH,2,(g)H,+,(c),(3)金属-金属难溶盐或氧化物-阴离子电极,金属表面涂上该金属的难溶盐(或氧化物)，然后将它浸在与该盐具有相同阴离子的溶液中。,AgCI+,-,=Ag+CI,-,电极符号: AgAgCI(s)CI,-,(c),11/26/2024,28,(4) “氧化还原”电极,Fe,3+,+,-,=Fe,2+,PtFe,3+,(c,1,),Fe,2+,(c,2,),两种不同的电极组合起来即构成原电池。每个电极叫半电池。原电池可用简易的符号表示出来。,Cu-Zn原电池符号,(-)ZnZnSO,4,(c,1,)CuSO,4,(c,2,)Cu(+),(-)PtH,2,（1.01310,-5,Pa)H,+,(1moldm,-3,),Cu,2+,(c),Cu(+),11/26/2024,29,书写原电池符号的规则, 负极“-”在左边，正极“+”在右边，盐桥用“”表示。, 半电池中两相界面用“”分开，同相不同物种用“,”分开，溶液、气体要注明c，P。, 纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“,”或“”分开。,盐桥两边为溶液,。, 组分物质为,参与电子转移的氧化还原电对,。不包含H,+,和OH,-,离子等。,11/26/2024,30,将下列反应设计成原电池并以原电池符号表示,2Fe,2+,(1.0moldm,-3,)+ CI,2,(101325Pa)= 2Fe,3+,(0.1 0moldm,-3,)+2CI,-,(2.0moldm,-3,),正极:CI,2,+2,-,2CI,-,负极:Fe,2+,Fe,3+,+,-,电池符号:,(-)PtFe,2+,(1.0moldm,-3,),Fe,3+,(0.10moldm,-3,),CI,-,(2.0moldm,-3,)CI,2,(101325Pa),Pt(+),11/26/2024,31,练习：,电池反应如下,Hg,2,CI,2,(s)+Zn=Zn,2+,+2Hg(s)+2CI,-,写出电极反应式及原电池符号,电极反应:,负极:,正极:,电池符号,（-）ZnZn,2+,(c,1,),CI,-,(c,2,),Hg,2,CI,2,Hg (+),11/26/2024,32,二、电解池与Faraday定律,1.原,电池和电解池,原电池中的氧化还原反应是通过电子自发地从负极流向正极来实现。而其逆反应则不能自发进行。,电极反应：,负极（Zn)：Zn=Zn,2+,+ 2,-, 氧化反应,正极（Cu): Cu,2+,+2,-,= Cu ，还原反应,电池反应：,Cu,2+,+Zn=Zn,2+,+Cu,11/26/2024,33,对一些不能自发进行的氧化还原反应，可利用外加电压迫使其发生反应，这样电能就能转化为化学能。,这种,利用外加电压迫使氧化还原反应进行的过程称为电解。实现电解过程的装置称为电解池。,11/26/2024,34,I,V,阳极,阴极,NaOH溶液,-,阳极是电子流出的电极，发生的是氧化反应；阴极是电子流入的电极，发生的是还原反应,。,11/26/2024,35,2.Faraday定律,电解定律：电解过程中，电极上发生电解的物质的量n与通过电解池的电量Q成正比。,Q=It=nF,F为Faraday常量，,即1摩尔电子的电量96485C/mol,11/26/2024,36,三、原电池电动势的测定,原电池构成通路后，有电流通过，证明两极间有电势差存在。即构成原电池的两个电极各自具有不同的电极电势。,当通过原电池的电流趋于零时，两极间的最大电势差称为原电池的电动势，用E,MF,表示。 E,MF,标准电动势,11/26/2024,37,在可逆电池中，进行自发反应产生的电流可作非体积功电功。,W,max,=-zFE,MF,(z:配平反应中的得或失电子数）,r,G,m,=W,max,=-zFE,MF,原电池对外所做的最大功恰好等于体系吉布斯自由能的减少。,四、原电池的最大功与Gibbs函数,11/26/2024,38,例： Ni+CI,2,=Ni,2+,+2CI,-,E,MF,=1.61V，,r,G,m,=-2964851.61,3.110,5,J.mol,-1,电池中电子将自发地从镍电极流向氯电极，反之，上述逆反应不可能自发进行。,例74,作业：P,214-215,3、4做在书上,11/26/2024,39,*,7.3 电极电势,一、标准氢电极和甘汞电极,二、标准电极电势,三、Nernst方程,四、E-pH图及其应用,11/26/2024,40,一、标准氢电极和甘汞电极,原电池的电动势是构成原电池的两个电极间的最大电势差，即,E,MF,= E,(+),- E,(-),电极电势的绝对值尚无法测得,通常选标准氢电极作为比较的基准，称其,为参比电极。,11/26/2024,41,1.标准氢电极（SHE）,E,(H,+,/H,2,)=0.00V,PtH,2,(P,)H,+,（1.0molL,-1,),11/26/2024,42,在金属Hg的表面覆盖一层氯化亚汞（Hg,2,CI,2,），然后注入氯化钾溶液。,电极符号：,Hg(l)Hg,2,CI,2,(s)CI,-,(aq),电极反应：,Hg,2,CI,2,(s)+2,-,=2Hg(l)+2CI,-,(aq),E,(Hg,2,CI,2,/Hg)=0.2415V,2.甘汞电极（SCE）:,11/26/2024,43,二、标准电极电势,标准状态,：组成电极的溶液中离子、分子浓度为1molL,-1,，气体分压为100KPa，液体或固体为纯净物。此时测得的电极电势为标准电极电势，用符号E,表示。,用标准氢电极（或甘汞电极）与其它各种标准状态下的电极组成原电池，测得这些电池的电动势（E,MF,），从而计算各种电极的标准电极电势。,E,MF,=E,(+),-,E,(-),11/26/2024,44,11/26/2024,45,(-) PtH,2,(P,)H,+,（1.0moldm,-3,),Cu,2+,(,1.0moldm,-3,)Cu (+),Cu,2+,+H,2,=Cu+2H,+,E,MF,=E,(+),-,E,(-),0.34= E,(Cu,2+,/Cu)- E,（H,+,/H,2,),E,(Cu,2+,/Cu)=+0.34V,“+”做正极,Cu失电子的倾向小于H,2,。,11/26/2024,46,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,E,MF,=0.0-E,(Zn,2+,/Zn )=0.762V；,E,(Zn,2+,/Zn)=-0.762V,“-” 做负极；Zn失电子的倾向大于H,2,。,11/26/2024,47,用类似方法可测得一系列电对电极电势。,见附表(六)。,说明：,(1) E,无加和性。,Zn,2+,+2,-,=Zn ， E,(Zn,2+,/Zn）=-0.7621V,2Zn,2+,+4,-,=2Zn ， E,(Zn,2+,/Zn）=-0.7621V,(2)只适合于标准状态下的水溶液,，,在此条件下，可直接根据E,值判断物质氧化还原能力的大小。非水溶液、非标准状态不适用。如：C+O,2,CO,2,，Cu+浓H,2,SO,4,。,11/26/2024,48,三、Nernst方程,影响电极电势的因素主要有：,(1)电极的本性，它决定了E,的大小；,(2)溶液中离子的浓度、气体压强;,(3)温度（常温下影响较小）。,E,=-0.7621V E,=+0.769V,11/26/2024,49,电极反应:氧化型+z,-,=还原型,上式为电极电势的,奈斯特方程式,E :某浓度下的电极电势，E,:标准电极电势,z是,电极反应,中得到或失去的电子数。,11/26/2024,50,c(氧化型)电极反应中,氧化型一边,所有物种,相对浓度（c/c,)或相对压力(p/p,)幂次的乘积；,c(还原型)电极反应中,还原型一边,所有物种,相对浓度（c/c,)或相对压力(p/p,)幂次的乘积；,注意：浓度单位：molL,-1,；压力单位：Pa,固体或纯液体或水的浓度视为1,练习：,写出下列各电极反应的奈斯特方程表达式,11/26/2024,51,11/26/2024,52,11/26/2024,53,1.氧化型、还原型离子浓度对E的影响,例1.已知 Fe,3+,(aq)+,-,=Fe,2+,(aq), E,=0.769V,求：c(Fe,2+,)/c(Fe,3+,)取不同值时的E值,解：E=E,0.0592lgc(Fe,2+,)/c(Fe,3+,),比值 100 10 1 10,-1,10,-2,E(V) 0.65 0.71 0.77 0.83 0.88,结论：,增大氧化型物质的浓度或降低还原型物质的浓度，E值增大。氧化型物质的氧化能力增强，稳定性减弱；还原型物质的还原能力减弱，稳定性增强。,11/26/2024,54,2.酸度对E的影响,例2 :Cr,2,O,7,2-,+14H,+,+6,-,=2Cr,3+,+7H,2,O E,=1.33V,求:当c(Cr,2,O,7,2-,)=c(Cr,3+,)=1.0 molL,-1,，c(H,+,)取不同值时的E值。,含氧酸盐的氧化能力随溶液酸性的增强而增强,解,:c(H,+,)=10,-3,molL,-1,E(Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,)=0.92V,c(H,+,)=10,molL,-1,E(Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,)=1.47V,11/26/2024,55,KMnO,4,K,2,Cr,2,O,7,KCIO,3,KIO,3,等在强酸性介质中均为强氧化剂。,K,2,Cr,2,O,7,+浓HCICI,2,+NaCI(稀HCI）不反应,KIO,3,+KI+H,2,O不反应,+H,2,SO,4,I,2,（大量棕黑色沉淀）,实验室制CI,2,: KMnO,4,K,2,Cr,2,O,7,MnO,2,HCI,反应进行所需的HCI浓度各不相同,11/26/2024,56,例3：已知 2H,+,+2,-,=H,2,，E,= 0.00 V；,求算c(HAc)=0.1molL,-1,p(H,2,)=100kPa时氢的电极电势E（H,+,/H,2,）,11/26/2024,57,3.沉淀生成对E的影响,例4.已知E,(Ag,+,/Ag)=0.7991V,在Ag-Ag,+,半电池中，加入NaCI至平衡时c(CI,-,)=1.0 molL,-1,.,求：E(Ag,+,/Ag),解：Ag,+,+CI,-,=AgCI (Ag,+,+,-,=Ag),c(Ag,+,)=K,SP,/c(CI,-,)=1.810,-10,molL,-1,E(Ag,+,/Ag)= E,(Ag,+,/Ag)-0.0592lg1/c(Ag,+,),=0.7991+0.0592lLg1.810,-10,=0.222(V),11/26/2024,58,上反应转换为电极反应：AgCI+,-,=Ag + CI,-,C(CI,-,)=1.0 molL,-1,，为标准状态下的电极反应,E,（AgCI/Ag)=E（Ag,+,/Ag),= 0.222(V),E,（AgBr/Ag)= 0.073(V),E,（AgI/Ag) =-0.1515(V),P,196,例:7-6,11/26/2024,59,结论：氧化型物质生成沉淀，则沉淀物的K,SP,越小，它的E,就越小，氧化型物质越稳定；相反，如还原型物质生成沉淀，则沉淀物的K,SP,越小，电对的E,就越大，还原型物质越稳定。,11/26/2024,60,4.配合物的形成对电极电势的影响,P,197,例7-7,Fe,3+,+,-,=Fe,2+,Fe(CN),6,3-,+,-,=Fe(CN),6,4-,E,（Fe,3+,/Fe,2+,)=0.769V,Fe,3+,(aq)+6CN,-,(aq)Fe(CN),6,3-,(aq),Fe,2+,(aq)+6CN,-,(aq),Fe(CN),6,4-,(aq),E（Fe,3+,/Fe,2+,),=E,（Fe(CN),6,3-,/Fe(CN),6,4-,）= 0.36V,11/26/2024,61,例5 已知:E,(Au,+,/Au)=1.68V, Au(CN),2,-,的K,f,=1.010,39,;,求算:E,Au(CN),2,-,/Au的值。,解：Au(CN),2,-,+,-,=Au+2CN,-,c(Au(CN),2,-,)=c(CN,-,)=1.0 molL,-1,Au(CN),2,-,=Au,+,+2CN,-,c(Au,+,)=1/K,f,=10,-39,molL,-1,E,Au(CN),2,-,/Au= E(Au,+,/Au) Au,+,+,-,=Au,=E,(Au,+,/Au)-0.0592,lg1/c(Au,+,),=-0.58V Au易被氧化,11/26/2024,62,E,Co,3+,/Co,2+,=1.95V,Co,3+,+H,2,OCo,2+,+O,2,E,Co(NH,3,),6,3+,/Co(NH,3,),6,2+,=0.1V,4Co(NH,3,),6,2+,+O,2,+2H,2,O=4Co(NH,3,),6,3+,+4OH,-,E,Co(CN),6,3-,/Co(CN),6,4-,=-0.83v,Co(CN),6,4-,+H,2,O H,2,+Co(CN),6,3-,11/26/2024,63,四,、E-pH图及其应用,在等温等浓度条件下，以电对的电极电势（E）为纵坐标，溶液的pH值为横坐标，绘出E 随pH变化的关系图，即是E-pH图。,许多氧化还原反应都是在水溶液中进行的，水本身也具有氧化还原性。,水的氧化还原性与两个电极反应有关。,11/26/2024,64,以pH对E(H,2,O/H,2,）作图，得一直线A,1.水做氧化剂被还原为氢气,11/26/2024,65,2.水做还原剂被氧化放出氧气,据此方程可得直线B,11/26/2024,66,由于动力学等因素的影响，实际测得值比理论值偏差0.5V，因此A线、B线各向外推出0.5V，实际为a,b线。,11/26/2024,67,Fe,2+,+,-,=Fe E,-0.4089V,Fe,3+,+,-,=Fe,2+,E,0.769V,Fe,3+,+3OH,-,=Fe(OH),3,pH=1.15,Fe,2+,+2OH,-,=Fe(OH),2,pH=5.84,Fe(OH),3,+,-,= Fe,2+,+3OH,-,E=0.98-0.18pH,Fe(OH),3,+,-,=Fe(OH),2,+OH,-,Fe(OH),2,+,-,=Fe,11/26/2024,68,一、,判断氧化剂和还原剂的强弱,二、判断原电池的正负极，求算E,三、判断氧化还原反应进行的方向,四、判断氧化还原反应进行的限度,五、求溶度积常数和弱电解质的解离常数,六、元素电势图及其应用,74 电极电势的应用,11/26/2024,69,7-4,电极电势的应用,一、判断氧化剂和还原剂的强弱,E,值越大，对应电对的氧化型物质的氧化能力越强，还原型物质的还原能力越弱。,E,（I,2,/I,-,）=0.5345V ；,E,(Fe,3+,/Fe,2+,)=0.769v,E,(Br,2,/Br,-,)=1.0774V,还原性：I,-,Fe,2+,Br,-,氧化性：Br,2,Fe,3+,I,2,11/26/2024,70,E,(Ag,+,/Ag)=+0.7991V;,E,(Zn,2+,/Zn)=-0.7621V,氧化性：Ag,+,Zn,2+,还原性：ZnAg,反应方向：Ag,+,(aq)+Zn=Ag+Zn,2+,(aq),E,大的电对的氧化型氧化E,小的电对的还原型,强氧化剂1+强还原剂2弱还原剂1+弱氧化剂2,非标准状态下用奈斯特方程求出E，再比较。,11/26/2024,71,二、判断原电池的正负极，求算E,例：将下列氧化还原反应：Cu(s)+CI,2,(g)Cu,2+,(aq),+2CI,-,(aq)组成原电池。已知:p(CI,2,)=101325Pa,C(Cu,2+,)=C(CI,-,)=0.1molL,-1,写出原电池符号，并计算原电池电动势。,解：E(Cu,2+,/Cu)=0.30745v,E(CI,2,/CI,-,)=1.4186v,E值大的CI,2,/CI,-,电对做正极，E值小的Cu,2+,/Cu 电对做负极。,11/26/2024,72,（-）CuCu,2+,(0.1molL,-1,),CI,-,(0.1molL,-1,)CI,2,（101325Pa)Pt(+),E,MF,=E(+)- E(-),=E(CI,2,/CI,-,)-E（Cu,2+,/Cu),=1.4186-0.30745=1.11(V),作业P,215-216,6、12,11/26/2024,73,三、判断氧化还原反应进行的方向,反应自发进行的条件为 ,r,G,m,= zFE,MF,0,即 E,MF, 0 反应正向自发进行,E,MF, 0 反应逆向自发进行,反应方向是：强氧化剂(1)+强还原剂(2),弱还原剂(1)+弱氧化剂(2),例：E,(Cu,2+,/Cu)=0.3394V,E,（Zn,2+,/Zn)=-0.7621V,反应方向：Cu,2+,(aq)+Zn(s)=Cu(s)+Zn,2+,(aq),11/26/2024,74,例：判断反应2Fe,3+,(aq)+Cu=2Fe,2+,(aq）+Cu,2+,(aq）在标准状态下能否自发向右进行？,E,MF,=E,（+）,-E,（-）,=0.769-0.3394=0.4296(V),0,标准状态下反应可以自发向右进行。,即FeCI,3,能腐蚀铜板。,11/26/2024,75,例：判断下列各组物质能否共存？为什么？,(1)Fe,3+,和Sn,2+,;,(2)Fe,2+,和Cr,2,O,7,2-,(酸性介质）;,(3)CI,-,、Br,-,和I,-,;,(4)Fe,2+,和Sn,4+,;,(5)I,2,和Sn,2+,;,(6)Fe,2+,和MnO,4,-,(酸性介质）。,11/26/2024,76,如反应是在非标准状态下进行，则需用奈斯特方程计算出E后再判断。,若两电对的,E,MF,0.2V，,一般情况下，浓度虽然会影响到,E,，但不会使E,MF,的正负号改变。在此情况下，可直接用E,MF,判断。,（生成极难溶沉淀或稳定配合物可能改变E的正负号）,如E,MF,值太小，则浓度的改变可能导致反应方向的改变。,11/26/2024,77,例：判断下列氧化还原反应进行的方向,解,:,(1)E,MF,=E,(Pb,2+,/Pb)-E,(Sn,2+,/Sn),=-0.1262-(-0.1375),=,0.0113(v),0 反应自发向右进行,(2)E,MF,=E(Pb,2+,/Pb)-E,(Sn,2+,/Sn),=-0.1558-(-0.1375),=-0.0183(v)0 反应逆向自发进行,11/26/2024,78,11/26/2024,79,四、判断氧化还原反应进行的限度,反应进行的限度可由K,的大小来衡量,r,G,m,=-2.303RTlgK,(1),r,G,m,=-zFE,MF,(2),（z为电池反应中得失电子数）,T=298K时 2.303RTlgK,= zFE,MF,11/26/2024,80,例：计算298K时，反应,Cr,2,O,7,2-,(aq)+6Fe,2+,(aq)+14H,+,(aq)=,2Cr,3+,(aq)+ 6Fe,3+,(aq)+7H,2,O(l)的标准平衡常数,解：E,MF,=E,（Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,）-E,（Fe,3+,/Fe,2+,）,=1.33-0.769,=0.561（V）,lgK,=zE,MF,/0.0592=60.561/0.0592=56.86,K,=7.210,56,反应正向进行程度很大。,11/26/2024,81,浓差电池的应用,P,205,11/26/2024,82,根据E,MF,的大小，可以判断反应进行的方向（E,MF,0）和程度（热力学），但不能说明反应的快慢（动力学）。,2MnO,4,-,(aq)+5Zn(s)+16H,+,(aq)=,2Mn,2+,(aq)+5Zn,2+,(aq)+8H,2,O(l),E,MF,=1.512-(-0.7621)=2.274（V）,K,=1.37610,384,实际在酸性介质中纯Zn与KMnO,4,反应速率极慢，Fe,3+,可催化反应。,11/26/2024,83,五、求溶度积常数和弱电解质的解离常数,例：已知 E,（PbSO,4,/Pb)=-0.3555v,E,（Pb,2+,/Pb)=-0.1266V，求K,SP,（PbSO,4,）,解：电极反应 PbSO,4,(s)+2,-,= Pb(s)+SO,4,2-,(aq),Pb,2+,(aq)+2,-,= Pb(s),E,（PbSO,4,/Pb)= E（Pb,2+,/Pb),= E,（Pb,2+,/Pb)-(0.0592/2)lg1/c(Pb,2+,),-0.356=-0.1266-0.0296lg1/c(Pb,2+,),c(Pb,2+,)=1.7810,-8,K,SP,=c(Pb,2+,)c(SO,4,2-,),K,SP,=1.7810,-8,1=1.7810,-8,11/26/2024,84,例：已,知E,（HCN/H,2,）=-0.545V，,求：K,a,（HCN）,解：电极反应 2HCN(aq)+2,-,=H,2,(g)+2CN,-,(aq),2H,3,O,+,(aq)+2,-,=H,2,(g)+H,2,O(l),11/26/2024,85,六、元素电势图及其应用,1.,元素电势图,把同一元素的不同氧化态物种，按氧化值由,高到低,的顺序排列，每两种氧化态物种之间以直线相连，直线上标明对应电对的,E,。,这种表示同一元素不同氧化态物种之间E,变化的关系图，称元素的标准电极电势图。简称元素电势图。,11/26/2024,86,2.元素电势图的应用,(1)由已知电对的E,，求未知电对的E,),z,(,D,z,C,z,B,z,A,x,x,3,3,2,2,1,1,q,q,q,q,E,E,E,E,11/26/2024,87,例1:,解：,20.49=1,E,+10.545,E,= 20.49-0.545=+0.44（V）,例2： E,x,E,x,=0.76V,11/26/2024,88,(2)判断歧化反应能否进行,B若能歧化 即 BA+C,则 E,MF,= E,(+)- E,(-),= E,(右)- E,(左)0,E,(右) E,(左),若 E,(右) E,(左) A+CB,11/26/2024,89,E,(右)E,(左)，所以酸性溶液中Cu,+,不稳定，2Cu,+,(aq)=Cu,2+,(aq)+Cu,思考：Cu,2,SO,4,晶体溶于水有何现象？,E,(右)E,(左) ，Fe,2+,不能发生歧化反应,但有 Fe,3+,(aq)+Fe=2Fe,2+,(aq),歧化反应的逆反应。,作业P,216-217,16,20,21,11/26/2024,90,本章小结,7-1 氧化还原反应的基本概念,一、氧化值,化合物中某元素所带的形式电荷数。,二、氧化还原反应的特征,三、氧化还原电对,电对通式：氧化型/还原型,电对不需配平,氧化型或还原型物质必须是能稳定存在的。,11/26/2024,91,四 氧化还原反应方程式的配平,1.氧化值法,配平原则：(,1),氧化值的升降值相等,(2)反应前后各元素的原子总数相等。,2.离子-电子法,配平原则：(1)电荷守恒：得失电子数相等。,(2)质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。,7.2 电化学电池,一、原电池的构造,1.原电池,电子流出的极为负极（-）,电子流入的极为正极（+）,11/26/2024,92,2.电极的类型与原电池的表示方法,(1)金属-金属离子电极 Zn(s)Zn,2+,(2)气体-离子电极 PtH,2,(g)H,+,(3)金属-金属难溶盐或氧化物-阴离子电极,AgCI+-=Ag+CI,-,电极符号: AgAgCI(s)CI,-,(4) “氧化还原”电极,Fe,3+,+,-,=Fe,2+,PtFe,3+,Fe,2+,Cu-Zn原电池符号,(-)ZnZnSO,4,(C,1,)CuSO,4,(C,2,)Cu(+),11/26/2024,93,二、电解池与Faraday定律,Q=It=nF,三、原电池电动势的测定,当通过原电池的电流趋于零时，两极间的最大电势差称为原电池的电动势，用E,MF,表示。,E,MF,标准电动势,四、原电池的最大功与Gibbs函数,r,G,m,=W,max,=-zFE,MF,11/26/2024,94,7.3 电极电势,一、