氧化还原与滴定课件.ppt

1、第九章第九章 氧化还原反应与氧化还原滴定法氧化还原反应与氧化还原滴定法制作人：陶文娟制作人：陶文娟第一节第一节 氧化还原反应氧化还原反应第二节第二节 原电池与电极电势原电池与电极电势第三节第三节 氧化还原滴定法氧化还原滴定法第一节第一节 氧化还原反应氧化还原反应一一 氧化数氧化数二二 氧化与还原氧化与还原三三 氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应氧化还原反应第一节第一节第九章第九章银饰变黑银饰变黑银饰表面被氧化，进而变色失去光泽。燃烧是物质迅速氧化，产生大量光和热。一、氧化数一、氧化数定义：某元素一个原子的电荷数，该电荷数是假定义：某元素一个原子的电荷数，该电荷数是假设

2、把每个化学键中的电子指定给电负性更大的原设把每个化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。并规定得电子的原子氧化数为负值，子而求得。并规定得电子的原子氧化数为负值，在数字前加在数字前加”-”号；失电子的原子氧化数为正值，号；失电子的原子氧化数为正值，在数字前加在数字前加”+”号。号。第一节第一节第九章第九章（一）确定氧化数的一般原则（一）确定氧化数的一般原则第一节第一节第九章第九章1.在单质分子中，元素的氧化数为零。在单质分子中，元素的氧化数为零。例如：例如：H2、Cl2、N2等分子中原子的氧化数为零。等分子中原子的氧化数为零。2.对单原子离子，元素的氧化数等于离子对单原子离子，元素的氧化数

3、等于离子的电荷数。例如：的电荷数。例如：Ca2+，钙的氧化数为，钙的氧化数为+2。3.在共价型化合物中，假定把每一化学键中的电子制定在共价型化合物中，假定把每一化学键中的电子制定给电负性较大的原子，则各元素原子所带的形式电荷分给电负性较大的原子，则各元素原子所带的形式电荷分别是它们的氧化值。例如：别是它们的氧化值。例如：H2O中中O为为-2，NH3中中N为为-3。（一）确定氧化数的一般原则（一）确定氧化数的一般原则第一节第一节第九章第九章5.氢在化合物中，一般氧化数为氢在化合物中，一般氧化数为+1；在金属氢化物中，氧化数；在金属氢化物中，氧化数为为-1。例如：。例如：KH中，氢为中，氢为-1。

4、6.在化合物分子中，各元素氧化数的代数和等于零；在多原子离在化合物分子中，各元素氧化数的代数和等于零；在多原子离子中，各元素氧化数的代数和等于离子所带电荷数。如子中，各元素氧化数的代数和等于离子所带电荷数。如MnO4-中中Mn的氧化数为的氧化数为+7，O的氧化数为的氧化数为-2。4.氧在化合物中，一般氧化数为氧在化合物中，一般氧化数为-2；在过氧化物中为；在过氧化物中为-1；在超氧；在超氧化物中为化物中为-1/2；氟的氧化物；氟的氧化物OF2中，氧的氧化数为中，氧的氧化数为+2。（二）氧化数与化合价之别（二）氧化数与化合价之别第一节第一节第九章第九章氧化数氧化数是人为规定的，其数值可以是整数、

5、分数、零、小是人为规定的，其数值可以是整数、分数、零、小数。例如：数。例如：Ni(CO)4中中Ni的氧化数是的氧化数是0、Fe3O4中中Fe的氧化的氧化数是数是+8/3。化合价化合价是原子间形成化学键数目的表示，只有整数。例是原子间形成化学键数目的表示，只有整数。例如：如：CH4、C2H6、C2H4、C2H2中碳的氧化数分别为中碳的氧化数分别为-4、-3、-2、-1，而碳的化合价是，而碳的化合价是4。例题讲解例题讲解通过计算确定下列化合物中通过计算确定下列化合物中S S原子的氧化值：原子的氧化值：（a）H2SO4 （b）S2O32-（c）S4O62-第一节第一节第九章第九章解解：设题给化合物中

6、设题给化合物中S S的氧化值分别为的氧化值分别为x x1 1,x,x2 2,x,x3 3，根据，根据上述有关规则可得：上述有关规则可得：（a）2(+1)+1(x1)+4(-2)=0 x1=+6（b）2(x2)+3(-2)=-2 x2=+2（c）4(x3)+6(-2)=-2 x3=+2.5分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数。分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数。CH3Cl,CH4,CHCl3,CH2Cl2,CCl4思考题思考题第一节第一节第九章第九章答：答：（1 1）碳的共价键数目均为）碳的共价键数目均为4 4 （2）氧化数分别为氧化数分别为CH3Cl（-2）,CH4（-4）,

7、CHCl3（+2）,CH2Cl2（0）,CCl4（+4）二二 氧化与还原氧化与还原第一节第一节第九章第九章2Cu+O2 =2CuO 铜的氧化反应铜的氧化反应0+2失去电子，氧化数升高失去电子，氧化数升高2CuO+H2 =2Cu +H2O 氧化铜的还原反应氧化铜的还原反应+20得到电子，氧化数降低得到电子，氧化数降低（一）氧化和还原的定义（一）氧化和还原的定义第一节第一节第九章第九章氧化：在一个反应中，元素氧化值升高的过程。氧化：在一个反应中，元素氧化值升高的过程。还原：元素氧化值降低的过程。还原：元素氧化值降低的过程。氧化还原反应：在化学反应过程中，元素的原子或离氧化还原反应：在化学反应过程中

8、，元素的原子或离子在反应前后氧化值发生变化的一类反应。反应中氧子在反应前后氧化值发生变化的一类反应。反应中氧化数升高的总数与氧化数降低的总数相等。化数升高的总数与氧化数降低的总数相等。（二）氧化剂和还原剂（二）氧化剂和还原剂第一节第一节第九章第九章氧化剂：化学反应中发生还原反应的物质氧化剂：化学反应中发生还原反应的物质表现：氧化数降低的物质表现：氧化数降低的物质氧化性：氧化剂氧化其它物质的性质氧化性：氧化剂氧化其它物质的性质反应产物：氧化剂反应后的产物叫还原产物。反应产物：氧化剂反应后的产物叫还原产物。（二）氧化剂和还原剂（二）氧化剂和还原剂第一节第一节第九章第九章还原剂：化学反应中发生氧化反

9、应的物质。还原剂：化学反应中发生氧化反应的物质。表现：氧化数升高的物质表现：氧化数升高的物质氧化性：还原剂还原其它物质的性质。氧化性：还原剂还原其它物质的性质。反应产物：还原剂反应后的产物是氧化产物。反应产物：还原剂反应后的产物是氧化产物。第一节第一节第九章第九章2Cu+O2 =2CuO 氧化还原反应氧化还原反应0+2失去电子，氧化数升高失去电子，氧化数升高0-2得到电子，氧化数降低得到电子，氧化数降低O O2 2是氧化剂，具有氧化性，发生还原反应。是氧化剂，具有氧化性，发生还原反应。O O原子得到原子得到2 2个电子，氧化数降低，生成的产物个电子，氧化数降低，生成的产物O O2-2-是还原产

10、物。是还原产物。CuCu是还原剂，具有还原性，发生了氧化反应。是还原剂，具有还原性，发生了氧化反应。CuCu原子失原子失去去2 2个电子，氧化数升高，生成的产物个电子，氧化数升高，生成的产物CuCu2+2+是氧化产物。是氧化产物。例题讲解例题讲解氧氧化化剂剂反应反应还原还原氧化数氧化数降低降低常说是常说是被还原了被还原了具有的性质具有的性质氧化性氧化性还还原原剂剂反应反应氧化氧化氧化数氧化数升高升高常说是常说是被氧化了被氧化了具有的性质具有的性质还原性还原性第九章第九章（二）氧化剂和还原剂（二）氧化剂和还原剂第一节第一节第九章第九章（二）氧化剂和还原剂（二）氧化剂和还原剂第一节第一节常见的氧化

11、剂常见的氧化剂活泼的非金属活泼的非金属如：如：X X2 2(卤素卤素)、氧气。、氧气。高价的金属离子高价的金属离子如：如：FeFe3+3+、SnSn4+4+、CuCu2+2+等。等。具有最高或较高氧化数的含氧化合物。具有最高或较高氧化数的含氧化合物。如：如：KMnOKMnO4 4、HClOHClO、KClOKClO3 3、KClOKClO4 4、K K2 2CrCr2 2O O7 7、HNOHNO3 3、浓、浓H H2 2SOSO4 4某些氧化物和过氧化物某些氧化物和过氧化物如：如：MnOMnO2 2、H H2 2O O2 2等。等。第九章第九章（二）氧化剂和还原剂（二）氧化剂和还原剂第一节第

12、一节常见的还原剂常见的还原剂活泼金属及某些非金属活泼金属及某些非金属如：如：NaNa、MgMg、AlAl、ZnZn、FeFe、H H2 2等。等。低价金属离子低价金属离子如：如：FeFe2+2+、SnSn2+2+、CuCu+等。等。具有低或较低化合价的化合物。具有低或较低化合价的化合物。如：如：COCO、SOSO2 2、H H2 2S S、K K2 2S S2 2O O3 3、NaNONaNO2 2、KIKI等。等。（三）歧化反应（三）歧化反应第一节第一节第九章第九章 歧化反应：氧化数的升、降都发生在同一物质中的歧化反应：氧化数的升、降都发生在同一物质中的同一元素上，则这种氧化还原反应称为歧化

13、反应。同一元素上，则这种氧化还原反应称为歧化反应。2H2O2 2H2O +O2 -2 0-1得到电子，氧化数降低得到电子，氧化数降低失去电子，氧化数升高失去电子，氧化数升高请指出下列化合物哪些是氧化剂，哪些是还原剂，哪请指出下列化合物哪些是氧化剂，哪些是还原剂，哪些既是氧化剂又是还原剂？些既是氧化剂又是还原剂？F2、Na、KMnO4、MnO2、H2O2、KI、Fe2+、Fe3+、O2、HClO、NH3、H2SO4(浓浓)、HNO3、Cu+思考题思考题第一节第一节第九章第九章答：答：（1）氧化剂：）氧化剂：F2、KMnO4、HNO3、Fe3+、HClO、H2SO4(浓浓)（2）还原剂：还原剂：N

14、a、KI、Fe2+、NH3 （3）氧化及还原剂：氧化及还原剂：MnO2、H2O2、Cu+电数相等：氧化剂的氧化数降低总数和还原剂电数相等：氧化剂的氧化数降低总数和还原剂的氧化数升高总数相等。的氧化数升高总数相等。个数相等：反应前后每一元素的原子个数必须个数相等：反应前后每一元素的原子个数必须相等。相等。三、氧化还原反应方程式的配平三、氧化还原反应方程式的配平第一节第一节第九章第九章配平方法有氧化数法和离子配平方法有氧化数法和离子-电子法。电子法。氧化数法氧化数法（一）配平原则（一）配平原则写出反应式；写出反应式；标出氧化数有变化的元素的氧化数，根据标出氧化数有变化的元素的氧化数，根据元素的氧化

15、数升高和降低的总数必须相等的元素的氧化数升高和降低的总数必须相等的原则，按最小公倍数确定氧化剂和还原剂化原则，按最小公倍数确定氧化剂和还原剂化学式前面的系数。学式前面的系数。配平其他原子配平其他原子三、氧化还原反应方程式的配平三、氧化还原反应方程式的配平第一节第一节第九章第九章（二）配平步骤（二）配平步骤氧化数法氧化数法第一节第一节第九章第九章例题讲解例题讲解例：例：在酸性介质中，在酸性介质中，K2Cr2O7氧化氧化FeSO4,生成生成 Fe2(SO4)3 和绿色和绿色Cr2(SO4)3,配平此反应方程式。配平此反应方程式。解：解：1 1）写出反应物、产物及反应条件）写出反应物、产物及反应条件

16、 CrCr2 2O O7 72-2-+Fe +Fe2+2+H +H+Fe Fe3+3+Cr +Cr3+3+2 2）写出各氧化数）写出各氧化数 CrCr2 2O O7 72-2-+Fe +Fe2+2+H +H+Fe Fe3+3+CrCr3+3+6+6 3 3）配平氧化剂、还原剂前系数）配平氧化剂、还原剂前系数 CrCr2 2O O7 72-2-+6 6FeFe2+2+H +H+6 6FeFe3+3+2 2CrCr3+3+4 4）用）用H H2 2O O等进行总配平等进行总配平 CrCr2 2O O7 72-2-+6Fe +6Fe2+2+1414H H+6 6FeFe3+3+2Cr +2Cr3+3

17、+7H7H2 2O O重点：氧化还原反应方程式的配平重点：氧化还原反应方程式的配平节小结节小结第一节第一节第九章第九章配平注意事项：配平注意事项：写出的方程式必须与实验事实相符合写出的方程式必须与实验事实相符合反应介质：反应介质：酸性介质中，不能出现酸性介质中，不能出现 OHOH 碱性介质中，不能出现碱性介质中，不能出现 H H难溶或弱电解质应写成分子形式难溶或弱电解质应写成分子形式注明沉淀的生成，气体的产生等注明沉淀的生成，气体的产生等章章 节节第二节第二节 原电池与电极电势原电池与电极电势一一 原电池原电池二二 电极电势电极电势三三 能斯特方程式能斯特方程式四四 电极电势的应用电极电势的应

18、用一、原电池一、原电池第二节第二节第九章第九章电池在我们的生活中常常见到，那么它的结构是电池在我们的生活中常常见到，那么它的结构是怎样的，是怎样产生电的呢？怎样的，是怎样产生电的呢？原电池装置原电池装置锌锌铜铜硫酸锌硫酸锌硫酸铜硫酸铜盐桥盐桥 A第二节第二节第九章第九章前面装置中，每一个烧杯部分就是一个电极，原前面装置中，每一个烧杯部分就是一个电极，原电池是由两个电极，通过盐桥电池是由两个电极，通过盐桥(也有用离子交换膜也有用离子交换膜或多孔陶瓷或多孔陶瓷)连接，电极两端用外接导线连通得到。连接，电极两端用外接导线连通得到。原电池是由化学能转化为电能的装置。原电池是由化学能转化为电能的装置。一

19、、原电池一、原电池第二节第二节第九章第九章原电池实验原电池实验盐桥盐桥铜铜-锌原电池锌原电池ZnZn半电池半电池CuCu半电池半电池一、原电池一、原电池第二节第二节第九章第九章构成构成原电池由两个电极原电池由两个电极(两个半电池两个半电池)构成构成每个电极主要由电极反应中的氧化态和还原态构成。每个电极主要由电极反应中的氧化态和还原态构成。一、原电池一、原电池第二节第二节第九章第九章化学反应化学反应负极负极(阳极阳极)Zn -2e Zn2+正极正极(阴极阴极)Cu2+2e Cu氧化氧化还原还原Zn+Cu2+Zn2+Cu氧化还原氧化还原一、原电池一、原电池Zn 和和Zn2+构成了一个电极。构成了一

20、个电极。Cu和和Cu2+构成了一个电极。构成了一个电极。两个电极合起来构成一个原电池。两个电极合起来构成一个原电池。第二节第二节第九章第九章一、原电池一、原电池第二节第二节第九章第九章书写方法书写方法电极电极负极负极(阳极阳极)(-)Zn|Zn2+(c1)正极正极(阴极阴极)Cu2+(c2)|Cu(+)原电池原电池 (-)Zn|Zn2+(c1)|Cu2+(c2)|Cu(+)一、原电池一、原电池原电池书写规则原电池书写规则第二节第二节第九章第九章“|”表示表示相界面相界面“|”表示表示盐桥盐桥,表示两液相间的液体接界电势用表示两液相间的液体接界电势用盐桥消除，离子可以在自由移动盐桥消除，离子可以

21、在自由移动c表示表示溶液的浓度溶液的浓度 (-)Zn|Zn2+(c1)|Cu2+(c2)|Cu(+)一、原电池一、原电池该原电池是由锌和锌盐溶液、铜和铜盐溶液所该原电池是由锌和锌盐溶液、铜和铜盐溶液所构成的两个半电池所组成。其中构成的两个半电池所组成。其中ZnZn片和片和CuCu片用导线片用导线连接起来，而锌盐和铜盐溶液用盐桥连接起来，连接起来，而锌盐和铜盐溶液用盐桥连接起来，盐盐桥在这起到什么作用呢？桥在这起到什么作用呢？第二节第二节第九章第九章一、原电池一、原电池盐桥的作用：盐桥的作用：随着反应的进行，随着反应的进行，Zn被氧化成被氧化成Zn2+进入溶液中，使得原溶液的电中性状态被打进入溶

22、液中，使得原溶液的电中性状态被打破，带上正电荷；而破，带上正电荷；而Cu2+还原成还原成Cu沉积在沉积在Cu片片上，使上，使CuSO4溶液因溶液因Cu2+的减少而带上负电荷。的减少而带上负电荷。这样使反应难以继续进行，而有了盐桥后，盐桥这样使反应难以继续进行，而有了盐桥后，盐桥中的中的K+和和Cl-则会分别向则会分别向CuSOCuSO4 4溶液和溶液和ZnSOZnSO4 4溶液扩溶液扩散，且散，且K+和和Cl-的迁移速度近似相等的迁移速度近似相等，于是保持了，于是保持了两边溶液呈两边溶液呈电中性电中性，使电池反应得以继续进行下，使电池反应得以继续进行下去。去。第二节第二节第九章第九章一、原电池

23、一、原电池第二节第二节第九章第九章思考题思考题写出下列反应组成的原电池符号写出下列反应组成的原电池符号(各物质均处于标准状态各物质均处于标准状态)。在稀在稀H2SO4溶液中，溶液中，KMnO4和和FeSO4发生以下反应：发生以下反应：MnO4-+H+Fe2+Mn2+Fe3+答：答：电极为离子电极，即将一金属铂片插入到含有电极为离子电极，即将一金属铂片插入到含有Fe2+、Fe3+溶液中，另一铂片插入到含有溶液中，另一铂片插入到含有MnO4-、Mn2+及及H+的溶液中，的溶液中，分别组成负极和正极：分别组成负极和正极：负极反应负极反应：Fe2+Fe3+e正极反应：正极反应：MnO4-+8H+5e

24、Mn2+4H2O电池反应：电池反应：MnO4-+8H+5Fe2+Mn2+5Fe3+4H2O原电池符号：原电池符号：(-)Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)|MnO4-(c3),H+(c4),Mn2+(c5)|Pt(+)第二节第二节第九章第九章二、电极电势二、电极电势(一一)电极电势的产生电极电势的产生 金属插入盐溶液中，一方面金属溶解以水合离金属插入盐溶液中，一方面金属溶解以水合离子进入溶液中；另一方面溶液中的金属离子沉积在子进入溶液中；另一方面溶液中的金属离子沉积在金属表面上。金属以离子的形式进入溶液后，将电金属表面上。金属以离子的形式进入溶液后，将电子留在金属片上，出现了双电层，产生

25、电极电势。子留在金属片上，出现了双电层，产生电极电势。+Mn+Mn+Mn+金属电极的双电层结构金属电极的双电层结构第二节第二节第九章第九章(一一)电极电势的产生电极电势的产生Mn+电极表面带负电电极表面带负电电极表面带正电电极表面带正电反应反应定义定义这种金属与溶液之间因形成双电层而产生的这种金属与溶液之间因形成双电层而产生的稳定电势称为电极电势。稳定电势称为电极电势。M(s)Mn+(ag)+ne第二节第二节第九章第九章(一一)电极电势的产生电极电势的产生电极电势大小电极电势大小金属越易失电子，留在金属片上的电子就越多，金属越易失电子，留在金属片上的电子就越多，电极电势也就越低。反之就越高。电

26、极电势也就越低。反之就越高。电极电势表示电极电势表示Ox/Red第二节第二节第九章第九章(一一)电极电势的产生电极电势的产生 Cu-Zn原电池，正是由于两电极的平衡电极电原电池，正是由于两电极的平衡电极电势不同，当用导线将两极连接起来，则两极之间就势不同，当用导线将两极连接起来，则两极之间就有一定电势差，从而产生电流。有一定电势差，从而产生电流。原电池电动势原电池电动势 (E E)定义定义:两个电极之间的电势差两个电极之间的电势差电动势表示电动势表示)()(负正E第二节第二节第九章第九章(一一)电极电势的产生电极电势的产生第二节第二节第九章第九章(二二)标准电极电势标准电极电势 -标准氢电极标

27、准氢电极V000002./HH标准电极电势：标准电极电势：指定温度指定温度(25)，浓度均为，浓度均为 1 mol/L1 mol/L，气体的分压都是标准压力（气体的分压都是标准压力（101.3 kPa),),固体及液体固体及液体都是纯净物状态下的电极电势。用都是纯净物状态下的电极电势。用 来表示。来表示。规定规定第二节第二节第九章第九章2 H+2e H2 铂片上表面镀一层海绵铂片上表面镀一层海绵状铂（铂黒，很强的吸附状铂（铂黒，很强的吸附H H2 2的能力）插入的能力）插入H H+浓度为浓度为1mol/L1mol/L的溶液中，的溶液中，2525下，下，不断地通入标准压力的纯不断地通入标准压力的

28、纯 H H2 2气流，与溶液中的气流，与溶液中的H H+达达平衡。平衡。1 1、标准氢电极、标准氢电极V000002./HH(二二)标准电极电势标准电极电势 -标准氢电极标准氢电极第二节第二节第九章第九章(二二)标准电极电势标准电极电势欲确定某电极的标准电极电势，可把该电极与欲确定某电极的标准电极电势，可把该电极与标准氢电极组成原电池，测其电动势标准氢电极组成原电池，测其电动势E E ，即可求出，即可求出该电极的电极电势。该电极的电极电势。E=+-例：例：测定锌电极的标准电极电位。将标准锌电极测定锌电极的标准电极电位。将标准锌电极与标准氢电极组成原电池，锌为负极，氢为正极，与标准氢电极组成原电

29、池，锌为负极，氢为正极，测得测得 E 0.763(V)。ZnZnHHE/22ZnZn/20763.0V763.0/2ZnZn第二节第二节第九章第九章例题讲解例题讲解解：解：各电极的标准电极电势可通过手册查阅，教材上给出的是各电极的标准电极电势可通过手册查阅，教材上给出的是在水溶液中的标准电极电势。在水溶液中的标准电极电势。若干电对的标准电极电势（若干电对的标准电极电势（298.15K)298.15K)电对氧化型ne-还原型/VK/KZn2/ZnFe2/FeH/H2Cu2/CuAg/AgF2/F-Ke-KZn2 2e-ZnFe2 2e-Fe2H 2e-H2Cu2 2e-CuAg e-AgF2 2

30、e-F-2.9250.7630.440.0000.340.79992.87第二节第二节第九章第九章氧氧化化能能力力增增强强还还原原能能力力增增强强数数值值增增大大 根据根据值的大小可以判断氧化型物质氧化能力和还原型物质值的大小可以判断氧化型物质氧化能力和还原型物质还原能力的相对强弱。还原能力的相对强弱。(二二)标准电极电势标准电极电势第二节第二节第九章第九章三、能斯特方程式三、能斯特方程式非标准状况下，电极电势可用能斯特方程求算。非标准状况下，电极电势可用能斯特方程求算。RedOxlnnFRTT为温度。为温度。R 为气体常数为气体常数(8.314JK-1mol-1)F法拉第常数法拉第常数(96

31、487Cmol-1)对任一电极反应：对任一电极反应：aOx +ne-bRed RedOxlgn0.059 将式中的常数项将式中的常数项R=8.314 JK-1mol-1,F=96485 Jmol-1V-1代入代入,并将自然对数改成常用并将自然对数改成常用对数，在温度为对数，在温度为298.15K298.15K时，简化为：时，简化为：第二节第二节第九章第九章三、能斯特方程式三、能斯特方程式应用能斯特方程时，应注意：应用能斯特方程时，应注意：（1 1）如果组成电对的物质是固体或液体，则它们的）如果组成电对的物质是固体或液体，则它们的浓度项不列入方程式中；如果是气体，则要以气浓度项不列入方程式中；如

32、果是气体，则要以气体物质的分压来表示。体物质的分压来表示。（2 2）如果电极反应中，除了氧化态和还原态物质外，）如果电极反应中，除了氧化态和还原态物质外，还有参加电极反应的其他物质，如还有参加电极反应的其他物质，如H+H+、OH-OH-存在，存在，则应把这些物质也表示在能斯特方程中。则应把这些物质也表示在能斯特方程中。（3 3）半反应中的计量系数作为指数。）半反应中的计量系数作为指数。第二节第二节第九章第九章三、能斯特方程式三、能斯特方程式8HMnOccOx42MncRed第二节第二节第九章第九章例题讲解例题讲解例：例：MnO4-+8H+5Fe2+Mn2+5Fe3+4H2O电极反应：电极反应：

33、MnO4-+8H+5e Mn2+4H2OMnHMnOlg5059.0284/MnMnO/MnMnO2424第二节第二节第九章第九章例题讲解例题讲解电极反应：电极反应：5Fe3+5e 5Fe2+3FecOx2FecRedFeFelg059.023/FeFe/FeFe2323 计算计算E E时，氧化剂的分别用时，氧化剂的分别用Ox1和和Red1；还；还原剂分别用原剂分别用Ox2和和Red2第二节第二节第九章第九章四、电极电势的应用四、电极电势的应用（一）判断氧化剂和还原剂的强弱（一）判断氧化剂和还原剂的强弱电极电势越大，氧化剂的氧化能力越强，反之成立。电极电势越大，氧化剂的氧化能力越强，反之成立。

34、标准状态下，用标准状态下，用 比较；非标准状态，用能斯特方比较；非标准状态，用能斯特方程计算后，用程计算后，用 比较。比较。第二节第二节第九章第九章例题讲解例题讲解例：例：在标准状态下在标准状态下AgAg+和和CuCu2+2+，谁的氧化能力强？，谁的氧化能力强？解：解：查表得查表得fCu2/Cu0.34197996.0/AgAg7996.0/AgAgfCu2/Cu0.3419AgAg的氧化能力更强。的氧化能力更强。(二二)判断氧化还原反应进行的方向判断氧化还原反应进行的方向第二节第二节第九章第九章四、电极电势的应用四、电极电势的应用0)()(E反应正向自发进行反应正向自发进行0)()(E反应逆

35、向自发进行反应逆向自发进行0)()(E反应达到平衡反应达到平衡第二节第二节第九章第九章例题讲解例题讲解解：解：例：例：若溶液中若溶液中Fe3+=1.010-3molL-1，Fe2+=1.0molL-1，I-=1.010-3molL-1，问，问2Fe3+2I-2Fe2+I2反应向哪反应向哪个方向进行？标准状态向哪个方向？个方向进行？标准状态向哪个方向？标准状况下标准状况下0235.0535.0770.0/II/FeFe223E反应向正方向进行反应向正方向进行非标准状况下非标准状况下V593.0177.0770.00.1100.1lg059.0770.0FeFelg10591.0323/FeFe/

36、FeFe2323第二节第二节第九章第九章例题讲解例题讲解第二节第二节第九章第九章例题讲解例题讲解V712.0177.0535.0)100.1(1lg2059.0535.0IIlg20591.0232-2/II/II-2-20119.0712.0593.0E反应逆向进行。反应逆向进行。难点：应用能斯特方程式计算氧化还原电对的电极电势难点：应用能斯特方程式计算氧化还原电对的电极电势重点重点：（：（1）写出原电池的构成与化学反应）写出原电池的构成与化学反应 （2）标准电极电位标准电极电位 （3）氧化还原电对的电极电位）氧化还原电对的电极电位节小结节小结第二节第二节第九章第九章RedOxlgn0.05

37、9章章 节节第三节第三节 氧化还原滴定法氧化还原滴定法一一 概述概述二二 高锰酸钾法高锰酸钾法三三 碘量法碘量法四四 亚硝酸钠法亚硝酸钠法一、概述一、概述第三节第三节第九章第九章(一一)氧化还原滴定法的特点及条件氧化还原滴定法的特点及条件氧化还原反应：氧化还原反应：电子转移反应电子转移反应氧化还原滴定法：氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础的滴定以氧化还原反应为基础的滴定Zn +CuSO4Cu +ZnSO42e得电子得电子失电子失电子(一一)氧化还原滴定法的特点及条件氧化还原滴定法的特点及条件第三节第三节第九章第九章1 1、定量定量完全。完全。2 2、迅速迅速 无副反应无副反应3 3、有适当方

38、法、有适当方法确定终点确定终点(一一)氧化还原滴定法的特点及条件氧化还原滴定法的特点及条件第三节第三节第九章第九章1 1、温度：温度：每增高每增高1010，速度增加，速度增加2 23 3倍倍2 2、浓度：浓度：增加反应物浓度可以加快反应速度增加反应物浓度可以加快反应速度Cr2O7-+6I-+14H+2Cr 3+3I2+7 H2O vIH,注：(一一)氧化还原滴定法的特点及条件氧化还原滴定法的特点及条件第三节第三节第九章第九章3 3、催化剂催化剂 高锰酸钾法，加入高锰酸钾法，加入MnMn2+2+催化反应，自动催化反催化反应，自动催化反应应4 4、避免副反应发生避免副反应发生 高锰酸钾法用硫酸调节

39、酸度高锰酸钾法用硫酸调节酸度 讨论在高锰酸钾法中用硝酸或盐酸对滴定反应产讨论在高锰酸钾法中用硝酸或盐酸对滴定反应产生什么影响？生什么影响？思考题思考题第九章第九章第三节第三节答：答：发生副反应发生副反应（1）盐酸酸性条件下：）盐酸酸性条件下：（2）硝酸酸性条件下：硝酸具有氧化性，会与还原硝酸酸性条件下：硝酸具有氧化性，会与还原性物质发生反应。性物质发生反应。(二二)氧化还原滴定法的分类氧化还原滴定法的分类第三节第三节第九章第九章1 1、高锰酸钾法、高锰酸钾法2 2、碘量法、碘量法3 3、亚硝酸钠法、亚硝酸钠法4 4、其他氧化还原滴定法、其他氧化还原滴定法 重铬酸钾法重铬酸钾法 硫酸铈法硫酸铈法

40、 溴酸钾法溴酸钾法 溴量法溴量法 高碘酸钾法高碘酸钾法以滴定液分类以滴定液分类(三三)氧化还原滴定法的指示剂氧化还原滴定法的指示剂第三节第三节第九章第九章1 1、自身指示剂、自身指示剂 高锰酸钾法高锰酸钾法优点：无须选择指示剂，利用自身颜色变化指示终点优点：无须选择指示剂，利用自身颜色变化指示终点MnOMn42 深棕色深棕色 II2第三节第三节第九章第九章1 1、自身指示剂、自身指示剂 高锰酸钾法高锰酸钾法(三三)氧化还原滴定法的指示剂氧化还原滴定法的指示剂第三节第三节第九章第九章2 2、专属指示剂、专属指示剂 淀粉指示剂淀粉指示剂指示剂特点：反应可逆，应用于直接或间接碘量法指示剂特点：反应可

41、逆，应用于直接或间接碘量法淀粉+I3 深兰色配合物 （5.010-6mol/L 显著蓝色显著蓝色）(三三)氧化还原滴定法的指示剂氧化还原滴定法的指示剂3 3、氧化还原指示剂：具氧化或还原性，、氧化还原指示剂：具氧化或还原性，其氧化型和还其氧化型和还原型的颜色不同，氧化还原滴定中由于电位的改变而发原型的颜色不同，氧化还原滴定中由于电位的改变而发生颜色改变，从而指示终点。生颜色改变，从而指示终点。In(0)In(R)0.0592nlgCIn(O)CIn(R)有关与)()(ffRInOIn一定条件一定，)()(fRInOIn度有关与氧化型或还原型的浓f第三节第三节第九章第九章颜色改变浓度比改变电位改

42、变(三三)氧化还原滴定法的指示剂氧化还原滴定法的指示剂指指 示示 剂剂 /V /Vc(Hc(H+)=1 mol)=1 mol L L颜色变化颜色变化氧化形氧化形还原形还原形次甲基蓝次甲基蓝0.360.36蓝蓝无色无色二苯胺二苯胺0.760.76紫紫无色无色二苯胺磺酸钠二苯胺磺酸钠0.840.84红紫红紫无色无色邻苯胺基苯甲酸邻苯胺基苯甲酸0.890.89红紫红紫无色无色邻二氮杂菲邻二氮杂菲亚铁亚铁1.061.06浅蓝浅蓝红红硝基邻二氮杂菲硝基邻二氮杂菲亚铁亚铁1.251.25浅蓝浅蓝紫红紫红一些氧化还原指示剂的条件电极电势及颜色变化一些氧化还原指示剂的条件电极电势及颜色变化 ln第三节第三节第

43、九章第九章(三三)氧化还原滴定法的指示剂氧化还原滴定法的指示剂颜色可辨)(10)()(OInCCRInOIn指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内指示剂的条件电位尽量与化学计量点电位相一致ROCCRInOIn指示剂颜色从从10110)()(nRInIn059.0)()0(f指示剂的变色范围：颜色可辨)(101)()(RInCCRInOIn3 3、氧化还原指示剂：、氧化还原指示剂：第三节第三节第九章第九章(三三)氧化还原滴定法的指示剂氧化还原滴定法的指示剂二、高锰酸钾法二、高锰酸钾法第三节第三节第九章第九章利用利用MnO4-的强氧化性建立的滴定分析方法。的强氧化性建立的滴定分析方法。（一）基

44、本原理（一）基本原理MnO4-+5e+8H+Mn2+4H2O 1.51VKMnO4的氧化能力与溶液的酸度有关的氧化能力与溶液的酸度有关:强酸 (MnO4-/Mn2+)=1.51 v中性、弱酸性或弱碱性(MnO4-/MnO2)=0.58 v强碱性(MnO4-/MnO42-)=0.56 v第三节第三节第九章第九章（二）滴定液的配制与标定（间接法配制）（二）滴定液的配制与标定（间接法配制）KMnO4自行分解反应：自行分解反应：4KMnO4 +2H2O =4MnO2+4KOH +3O2易受水、空气中还原性物质影响，间接法配置：易受水、空气中还原性物质影响，间接法配置：加热煮沸加热煮沸 暗处保存暗处保存

45、(棕色瓶棕色瓶)滤去滤去MnO2 标定标定基准物：基准物：Na2C2O4、H2C2O42H2O、As2O3和纯铁等。和纯铁等。标定反应：标定反应：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O二、高锰酸钾法二、高锰酸钾法(1)(1)速度：速度：室温下反应速率极慢，利用反应本身产生的室温下反应速率极慢，利用反应本身产生的MnMn2+2+起起自身催化作用加快反应进行；自身催化作用加快反应进行；(2)(2)温度：温度：常将溶液加热到常将溶液加热到70708080。反应温度过高会使。反应温度过高会使C C2 2O O4 42-2-部分分解，低于部分分解，低于6060反应速率太慢

46、；反应速率太慢；(3)(3)酸度：酸度：保持的酸度保持的酸度(0.5(0.51.0 mol L1.0 mol L-1-1 H H2 2SOSO4 4)。为避免。为避免FeFe3+3+诱导诱导KMnOKMnO4 4氧化氧化 ClCl-的反应发生的反应发生,不使用不使用 HCl HCl 提供酸性介质提供酸性介质；(4)(4)滴定终点：滴定终点：高锰酸钾自身指示终点高锰酸钾自身指示终点(淡粉红色淡粉红色3030秒不退秒不退)。标定时的注意点标定时的注意点(三度一点）三度一点）：第三节第三节第九章第九章二、高锰酸钾法二、高锰酸钾法第三节第三节第九章第九章直接滴定法直接滴定法例：例：H2O2的含量测定的

47、含量测定（三）应用与示例（三）应用与示例二、高锰酸钾法二、高锰酸钾法三、碘量法三、碘量法第三节第三节第九章第九章利用利用I2的氧化性和的氧化性和I-的还原性建立的滴定分析方法。的还原性建立的滴定分析方法。（一）概述（一）概述注：注：pH 9 时，不受酸度影响，应用范围更为广泛时，不受酸度影响，应用范围更为广泛电极反应电极反应 I2 +2e 2I-VII5335.02f I2 +I-I3-（助溶）（助溶）I3-+2e 3 I-VII5345.03f1 1、直接碘量法直接碘量法:利用利用I2的弱氧化性质滴定还原物质的弱氧化性质滴定还原物质测定对象：具有还原性物质测定对象：具有还原性物质 可测：可测

48、：S2-，Sn()，S2O32-，SO32-酸度要求：酸度要求：强酸性介质：强酸性介质：I-发生氧化导致终点拖后；发生氧化导致终点拖后；淀粉水解成糊精导致终点不敏锐淀粉水解成糊精导致终点不敏锐 强碱性介质：强碱性介质：I I2 2发生歧化反应发生歧化反应 第三节第三节第九章第九章I3I三、碘量法三、碘量法2、间接碘量法：利用、间接碘量法：利用I-的还原性滴定氧化性物质的还原性滴定氧化性物质测定对象：具有氧化性物质测定对象：具有氧化性物质可测：可测：MnO4-，Cr2O7-，H2O2酸度要求：强酸性介质：S2O32-发生分解导致终点提前；I-发生氧化导致终点拖后碱性介质：I-与S2O32-发生副

49、反应，无计量关系第三节第三节第九章第九章三、碘量法三、碘量法第三节第三节第九章第九章3、碘量法误差的主要来源、碘量法误差的主要来源 （1 1）过量加入）过量加入KIKI助溶，防止挥发助溶，防止挥发 增大反应物浓度，提高速度增大反应物浓度，提高速度（2 2）溶液温度勿高）溶液温度勿高（3 3）碘量瓶中进行反应（磨口塞，封水）碘量瓶中进行反应（磨口塞，封水）（4 4）滴定中勿过分振摇）滴定中勿过分振摇三、碘量法三、碘量法第三节第三节第九章第九章3、碘量法误差的主要来源、碘量法误差的主要来源三、碘量法三、碘量法第三节第三节第九章第九章（二）淀粉指示剂（二）淀粉指示剂使用要求：使用要求：室温；弱酸性；

50、新鲜配制室温；弱酸性；新鲜配制加入时间：加入时间：直接碘量法直接碘量法滴定前加入（终点：无色滴定前加入（终点：无色深蓝色）深蓝色）间接碘量法间接碘量法近终点加入（终点：深蓝色消失）近终点加入（终点：深蓝色消失）变色原理：变色原理：注意：间接碘量法中淀粉指示剂过早加入，强烈吸附注意：间接碘量法中淀粉指示剂过早加入，强烈吸附I I2 2，造成终点拖后造成终点拖后三、碘量法三、碘量法 为什么直接碘量法淀粉指示剂可以在滴定开始时为什么直接碘量法淀粉指示剂可以在滴定开始时加入，而间接碘量法淀粉指示剂在近终点时加入？加入，而间接碘量法淀粉指示剂在近终点时加入？思考题思考题第九章第九章答：答：直接碘量法在反