第八章+氧化还原反应3
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第八章氧化还原电极电势(基).
-＞电极电位的测量
（一）标准氢电极
比与溶液中H+可达到以下平衡:
2H+ + 2e- H H2
lOOkPa^气饱和了的钳片和氢离子浓度
为lmolL＞的酸溶液之间所产生的电势
差就是标准氢电极的电极电位，定为零：
SHE： Pt, H2(l««kPa) JI+(m =1)
（二）标准电极电位标准氢电极与其它各种标准状态下的电极组成原电池，标准氨电极
定在左边，用实验方法测得这
个原电池的电动势数值，就是
该电极的标准电极电位。
比较氧化剂或还原剂的强弱
标准电极电势值越大，电对中氧化型得电 子倾向越大，是强氧化剂；其共觇的还原型失 电子倾向越弱。
标准电极电势值越小，电对中 还原型失电子倾向越大，是强还原剂；其共 的氧化型得电子倾向越小。
判断氧化还原反应自发进行的方向.对角线规则
试判断标准态下反应2Fe2++ i2=2Fe3++2厂自 发进行的方向。
两电对中0°值高的氧化型物质为较强的
6
氧化剂，0值低的还原型物质为较强的还原剂。
Fe 2+ (aq) 0(Fe^/Fe^ ) = 0.77 IV
反应将逆向（由右向左）自发进行。
即:
2Feh + 21- = 2Fe2+ +
1
1 ■
强氧化剂| +强还原剂2
弱还原剂| +弱氧化剂2
bU/I )=0.5355^
【2 (s)+
2e" 广
(aq)
Fe*(aq) + e'。
第八章氧化还原反应与电极电位.ppt
负值；
若待测电极中还原型物质的还原性 < H2，则待测电 极作正极极，标准氢电极作负极，得到的电极电位
为正值。
（四）标准电极电位的应用
1. 比较氧化剂和还原剂的相对强弱：电极电位值越高， 氧化还原电对中氧化态的氧化性越强，则还原态的还 原性越弱；电极电位值越低，氧化还原电对中还原态 的还原性越强，则氧化态的氧化性越弱。
lg K
n(
)
9.50
0.05916
K 3.16109
K
[HAc]2
[H ]2[ Ac ]2
1
{K (HAc)}2
K a
2. 判断氧化还原反应的方向
较强的氧化剂和较强的还原剂作用，生成较弱
的还原剂和较弱的氧化剂。
(Cu2+/Cu)
强Ox1 + 强Red2 === 弱Ox2 + 弱Red1 = 0.3419V
Cu 2 Zn Zn 2 Cu
(Zn2+/Zn)
第三节 电池电动势与Gibbs自由能 = -0.7618V
还原型物质的还原能力增强
Ox6 /Red6
三、氧化还原反应方程式的配平 氧化值法和离子-电子法。
（一）氧化值法 *写出反应物和生成物的化学式； *标出氧化值有变化的组成元素的氧化值，计算
氧化值升高和降低的数值； *根据元素氧化值降低的数值=元素氧化值升高
的数值，利用最小公倍数确定氧化剂和还原剂的化 学计量数；
三、标准电极电位
标准状态：气体物质，p=p ；溶液中的溶质，cB=c ；
温度，298.15K作为参考温度。
（一）标准氢电极
电极组成式：
若待测电极中还原型物质的还原性 < H2，则待测电 极作正极极，标准氢电极作负极，得到的电极电位
为正值。
（四）标准电极电位的应用
1. 比较氧化剂和还原剂的相对强弱：电极电位值越高， 氧化还原电对中氧化态的氧化性越强，则还原态的还 原性越弱；电极电位值越低，氧化还原电对中还原态 的还原性越强，则氧化态的氧化性越弱。
lg K
n(
)
9.50
0.05916
K 3.16109
K
[HAc]2
[H ]2[ Ac ]2
1
{K (HAc)}2
K a
2. 判断氧化还原反应的方向
较强的氧化剂和较强的还原剂作用，生成较弱
的还原剂和较弱的氧化剂。
(Cu2+/Cu)
强Ox1 + 强Red2 === 弱Ox2 + 弱Red1 = 0.3419V
Cu 2 Zn Zn 2 Cu
(Zn2+/Zn)
第三节 电池电动势与Gibbs自由能 = -0.7618V
还原型物质的还原能力增强
Ox6 /Red6
三、氧化还原反应方程式的配平 氧化值法和离子-电子法。
（一）氧化值法 *写出反应物和生成物的化学式； *标出氧化值有变化的组成元素的氧化值，计算
氧化值升高和降低的数值； *根据元素氧化值降低的数值=元素氧化值升高
的数值，利用最小公倍数确定氧化剂和还原剂的化 学计量数；
三、标准电极电位
标准状态：气体物质，p=p ；溶液中的溶质，cB=c ；
温度，298.15K作为参考温度。
（一）标准氢电极
电极组成式：
氧化还原反应课件
反应。因此组成原电池时，电对 MnO4 Mn2+ 为正
极，电对 Cl2 Cl
为负极。原电池符号为：
====
()Pt|Cl2(p)|Cl (c1) H+ (c2 ),Mn2+ (c3),MnO4 (c4 )|Pt(+)
原电池的表示方法课堂练习
Cr2O72-+6Cl-+14H+ → 2Cr3++3Cl2↑+7H2O
① H2O2 +2H+ +2e- = 2H2O
EA = 1.776V
② O2 +2H+ +2e- = H2O2
EA = 0.595V
从① 可分别判断H2O2氧化性。
从② 可分别判断H2O2还原性。
(3) 对于同一电对,标准电极电势值不因半反应 式的写法不同而变化。
这有两层意思：
其一 ，半反应式可以按还原反应写， 也可按氧化反应写，标准电极电势值不变。 （但国外有些书不同）
斯自由能变的关系 六、能斯特方程
在Cu-Zn原电池中，为什么检流计的指针只偏 向一个方向，即电子由Zn传递给Cu2+，而不 是从Cu传递给Zn2+？这是因为原电池中Zn电 极的电极电势比Cu电极的电极电势更负（或 更低）。
电极电势是怎样产生的？是什么原因引起各 个电极的电势不同呢？
一、电极电势的产生
例如：
(-)Pt|H2(100KPa)|H+(1.0mol/L)ǁCr2O72(10mol/L ）,Cr3+(1.0mol/L), H+(1.010-mol/L)|Pt(+)
负极:H2 2H+ + 2e-
土壤酸碱性和氧化还原反应
第一节 第二节
土壤酸碱性 土壤标
（1）熟悉土壤酸碱性及其成因，掌握土壤酸碱变化 规律，明确酸碱性对林木生长和土壤养分的影响。 （2）掌握土壤氧化还原性能的衡量指标
a
2
第一节 土壤酸碱性
a
3
a
4
中国土壤酸碱性分布规律
中国土壤的酸碱性反应，大多数在 pH4.5~8.5之间。在地理分布上有“东南酸 西北碱”的规律性。大致可以长江为界（北 纬33~35），长江以南的土壤为酸性或强酸 性，长江以北的土壤多为中性或碱性。我国 土壤的酸碱性南北差异很大，由南向北土壤 pH相差7个数量级。
常用缓冲容量来表示土壤缓冲酸碱 能力的大小，即缓冲一个pH单位所需要 的酸或碱的数量。
a
21
土壤具有缓冲性的意义
土壤具有缓冲性，使土壤的pH不致因施肥、根 系呼吸、有机质分解等引起剧烈变化，为植物生长和 微生物活动创造一个稳定良好的土壤环境条件。所以 ，土壤缓冲性能是影响土壤肥力的重要性质。
a
22
沉淀而失去对碱的缓冲能力。
a
25
第三节 土壤的氧化还原反应
♣一、土壤中的氧化还原体系 ♣二、土壤的氧化还原电位 ♣三、影响土壤氧化还原电位的因素
a
26
一、土壤中的氧化还原体系
•
土壤中主要的氧化剂是大气中的氧
进入土壤中，与土壤中的化合物起作用，
得到两个电子而还原为O2-，土壤中生
物化学过程的方向与强度，在很大程度
a
23
• 2.弱酸及其盐类的缓冲作用 土壤中大量存在的碳酸、磷酸、硅
酸、腐殖酸和其他有机酸及其盐类构成 许多缓冲对，也可以缓冲酸和碱的作用。
当加入酸时：CaCO3+H2SO4
第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法.
第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法第一节氧化还原反应的基本概念第二节氧化还原反应方程式的配平、教学目的掌握氧化还原反应的基本概念，能配平氧化还原反应方程式二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：氧化数的概念，方程式的配平2. 难点：氧化数的概念三、教学过程内容安排：第一节课：介绍氧化还原反应的基本概念第二节课：介绍离子- 电子法配平氧化还原反应方程式课堂交流：关于氧化数的理解课堂练习：186页1、3第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的课堂交流：对电极电势的理解第三节电极电势掌握电极电势的基本概念，能用能斯特方程进行有关计算二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：理解电极电势的概念，能用能斯特方程进行有关计算2. 难点：电极电势的概念三、教学过程第二节课：介绍能斯特方程内容安排：第一节课：介绍原电池、电极电势第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的课堂练习：186页4课堂交流：对电极电势的理解第八章 氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的掌握电极电势在有关方面的应用 二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：能计算原电池电动势， 判断氧化还原反应的方向， 能确定氧化还原反应 的平衡常数2.难点：判断氧化还原反应的方向，K sp ®, K 稳的计算三、教学过程第一节课：介绍计算原电池电动势，判断氧化还原反应的方向第二节课：介绍确定氧化还原反应的平衡常数介绍K sp ", K 稳的计算课堂练习：186页 12第四节 电极电势的应用课堂交流： 对确定氧化还原反应的平衡常数的理解内容安排：第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法第四节元素电势图及其应用、教学目的掌握元素电势图及其应用二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：元素电势图及其应用2. 难点：元素电势图及其应用三、教学过程内容安排：第一节课：介绍元素电势图第二节课：介绍元素电势图的应用课堂交流：对元素电势图的理解第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的第二节课：氧化还原滴定曲线课堂交流：氧化还原滴定曲线第六节氧化还原滴定法了解氧化还原滴定法中指示剂类型及氧化还原滴定法特点二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：氧化还原滴定曲线及氧化还原滴定法指示剂2. 难点：氧化还原滴定曲线三、教学过程内容安排：第一节课：氧化还原滴定法特点第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法第六节氧化还原滴定法、教学目的了解氧化还原滴定法中指示剂类型二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：氧化还原滴定法指示剂2. 难点：氧化还原滴定法指示剂三、教学过程内容安排：第一节课：氧化还原滴定法指示剂第二节课：常用的氧化还原滴定法课堂交流：氧化还原滴定法指示剂第八章氧化还原反应和氧化还原滴定法第七节常用的氧化还原滴定法、教学目的熟练掌握氧化还原滴定法主要方法和应用二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：氧化还原的预处理2. 难点：氧化还原的预处理三、教学过程内容安排：第一节课：重铬酸钾法标准溶液配制，预处理第二节课：重铬酸钾法应用示例课堂交流：重铬酸钾法课堂练习：186 页17第八章 氧化还原反应和氧化还原滴定法、教学目的第二节课：碘量法应用示例课堂交流：第七节 常用的氧化还原滴定法熟练掌握氧化还原滴定法主要方法和应用 二、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：碘量法标准溶液配制，应用示例2. 难点：碘量法应用示例 三、教学过程课堂练习： 225 页 18内容安排： 第一节课：碘量法标准溶液配制第九章配位平衡和配位滴定法第一节配合物的组成和命名、教学目的1、掌握配位化合物的定义、组成、命名和分类、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：配位化合物的定义、组成、命名和分类2. 难点：中心原子、配位原子、配位数三、教学过程内容安排：第一节课：介绍配位化合物的定义、组成第二节课：介绍配位化合物的命名和分类课堂交流：对中心原子、配位原子、配位数的理解课堂练习：218 页1 、2第九章配位平衡和配位滴定法第二节配位化合物的价键理论、教学目的1、掌握配位化合物价键理论、教材分析（包括重点、难点、关键等）1. 重点：配位化合物价键理论2. 难点：配位化合物价键理论三、教学过程内容安排：第一节课：介绍配位化合物的命名和分类第二节课：介绍配位化合物价键理论课堂交流：对配位化合物价键理论的理解课堂练习：349 页5第三节配位平衡第四节EDTA 及其与金属离子的配合物、教学目的1、掌握配位平衡和配位平衡常数的意义及其有关计算2、理解配位平衡的移动及第九章配位平衡和配位滴定法与其他平衡的关系。
第八章 氧化还原反应与电极电位xlq
在原电池中，流出电子的电极称为负
极，流入电子的电极称为正极。
半电池反应:
正极反应: Cu2+ + 2e
Cu
+）负极反应: Zn
Zn2 + + 2e
原电池反应: Zn + Cu2+ Cu + Zn2 +
由此可见，电池反应就是氧化还原反应。 正极反应就是还原半反应；负极反应就 是氧化半反应。构成两个半反应的电子 转移是经由导线实现的。
+8/3
二、氧化还原反应 （一）氧化还原反应
----元素的氧化值发生了变化的化学反应
还原剂:电子供体
0→-2,氧化值降低,还原反应
CH4 (g)＋2O2 (g)
CO2 (g) ＋2H2O (g)
-4→4,氧化值升高,氧化反应 氧化剂:电子受体
注：电子的偏移。
还原剂
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 氧化剂
一、氧化值（Oxidation Number） 吸电子较强
----把成键电子指定给电负性大的原子时， 该元素的一个原子的 “表观荷电数”。
电负性：XH=2.18, XCl=3.16, XO=3.44
+1
-1
-2
O
H
Cl
+1 H
H +1
确定氧化值的规则：
1.单质分子中：元素的氧化值为零。 H2 O2 F2 Fe Zn Ag
Mn2+ + 4H2O
负 2Cl- - 2e-
Cl2
2MnO4-+16H++10Cl-
2Mn2++ 5Cl2 + 8H2O
基础化学第八章(氧化还原与电极电位)
越强的氧化剂
非标准状态下： (Ox/Red)
检流计
e
Zn A
(salt bridge)
e
Cu
饱和 KCl溶 液配制 的琼脂 凝胶
ZnSO4
CuSO4
1mol.L-1
1mol.L-1
铜锌原电池
[Example]: Under standard conditions, determine the strength of the following reducing agent and oxidizing agent
1、适用于水溶液中，不适用于非水溶液 系统和高温下的固相液相反应。 2、 θ没有加合性，其数值与反应系数 无关。 例如：Fe3+ + e- Fe2+ 或 2Fe3+ + 2e2Fe2+ θ(Fe3+/Fe2+)= + 0.771V
(四)标准电极电位的应用
(the table of standard electrode potential) （1）判断标准态下氧化还原能力相对强弱 aOx + nebRed 标准状态下(under standard conditions) ： θ (Ox/Red)越大： 越易得到电子 越难失去电子 越弱的还原剂
M
Mz+ Mz+ Mz+
Mz+
二、电极电位(electrode potential)
M
e e e
Mz+
Mz+
M(s)
(dissolve) 溶解
z+ M (aq)+ze
Mz+ Mz+
二、电极电位(electrode potential)
第八章氧化还原反应全套PPT
高分子化学
第八章 氧化还原反应与氧化还原滴定
氧化数 1970年 IUPAC确定元素的氧化数（又称氧化值）表示化
合态的一个原子所带的电荷(即形式电荷)数，具体而言： 1、单质中，元素的氧化数为0。
2、化合物中几种元素的氧化数规定：
（1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外， 其余氢的氧化数为+1。 （2） 氧的氧化数一般为-2，例外的有：H2O2及过氧化物中氧的 氧化数为-1；KO2中为-0.5; OF2中为+2。
荷数等于其各元素氧化数的代数和。 （1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
（1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
（2） 氧的氧化数一般为-2，例外的有：H2O2及过氧化物中氧的氧化数为-1；
129、7化0年合I物UP中AC几确种定元元素素的的氧氧化化4数数、规（定又在：称氧共化值价）表化示化合合物态的中一个，原子把所带属的电于荷(即两形原式电子荷)数的，具共体而用言：电子对指定给电负性较大
的原子时，分别在两原子上留下的表观电荷数为它们的氧化数。 （1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
（1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
其他卤素除了与电负性更大的卤素结合时（如ClF、ICl3）或与氧结合时具有正的氧化数外，其余氧化数均为-1。
、独立离子的氧化数等于离子电荷数。分子或复杂离子的总电 3 （1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
第八章 氧化还原反应与氧化还原滴定
氧化数 1970年 IUPAC确定元素的氧化数（又称氧化值）表示化
合态的一个原子所带的电荷(即形式电荷)数，具体而言： 1、单质中，元素的氧化数为0。
2、化合物中几种元素的氧化数规定：
（1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外， 其余氢的氧化数为+1。 （2） 氧的氧化数一般为-2，例外的有：H2O2及过氧化物中氧的 氧化数为-1；KO2中为-0.5; OF2中为+2。
荷数等于其各元素氧化数的代数和。 （1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
（1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
（2） 氧的氧化数一般为-2，例外的有：H2O2及过氧化物中氧的氧化数为-1；
129、7化0年合I物UP中AC几确种定元元素素的的氧氧化化4数数、规（定又在：称氧共化值价）表化示化合合物态的中一个，原子把所带属的电于荷(即两形原式电子荷)数的，具共体而用言：电子对指定给电负性较大
的原子时，分别在两原子上留下的表观电荷数为它们的氧化数。 （1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
（1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
其他卤素除了与电负性更大的卤素结合时（如ClF、ICl3）或与氧结合时具有正的氧化数外，其余氧化数均为-1。
、独立离子的氧化数等于离子电荷数。分子或复杂离子的总电 3 （1） 除金属氢化物（如LiH、CaH2）中氢的氧化数为-1外，其余氢的氧化数为+1。
第八章 氧化还原反应与电极电位2014
氧化(oxidation)：失去电子，氧化数增加的过程
还原(reduction)： 得到电子，氧化数降低的过程 还原剂： 提供电子的物质 ( 电子供体)， 氧化剂： 得到电子的物质 (电子受体)，
失2e-
例2：
Zn0 + Cu2+SO4 = Zn2+ SO4 + Cu0 得 2e-
还原剂： Zn 电子供体，发生氧化反应
+ SO42- + H2O
(1) (2)
Cr2O72- + H+
Cr3+ + H2O
SO32-+ H2O
Cr2O72- + 14H+
SO42- + H+
2Cr3++ 7H2O
SO32-+ H2O
+ + 6eCr2O7214H +
SO42- + 2H+
2Cr3+ + 7H2O
(3)
SO32-+
H2O - 2e-
氧化剂Cu2+ ： Cu2+ + 2e
氧化型物质
Cu 还原半反应
还原型物质
•意义：氧化还原半反应反映了化学变化的实际过程
半反应的通式： （还原半反应）
氧化型物质(Ox) + n e 2. 氧化还原电对
还原型物质(Red)
同一元素原子氧化型物质和还原型物质构成
形式：氧化型 / 还原型 （Ox / Red） Zn2+/ Zn, Cu2+/Cu
1. 单质中原子的氧化值为零；
H2 (0); O2 (0)
2. 单原子离子中原子的氧化值等于离子的电荷。
还原(reduction)： 得到电子，氧化数降低的过程 还原剂： 提供电子的物质 ( 电子供体)， 氧化剂： 得到电子的物质 (电子受体)，
失2e-
例2：
Zn0 + Cu2+SO4 = Zn2+ SO4 + Cu0 得 2e-
还原剂： Zn 电子供体，发生氧化反应
+ SO42- + H2O
(1) (2)
Cr2O72- + H+
Cr3+ + H2O
SO32-+ H2O
Cr2O72- + 14H+
SO42- + H+
2Cr3++ 7H2O
SO32-+ H2O
+ + 6eCr2O7214H +
SO42- + 2H+
2Cr3+ + 7H2O
(3)
SO32-+
H2O - 2e-
氧化剂Cu2+ ： Cu2+ + 2e
氧化型物质
Cu 还原半反应
还原型物质
•意义：氧化还原半反应反映了化学变化的实际过程
半反应的通式： （还原半反应）
氧化型物质(Ox) + n e 2. 氧化还原电对
还原型物质(Red)
同一元素原子氧化型物质和还原型物质构成
形式：氧化型 / 还原型 （Ox / Red） Zn2+/ Zn, Cu2+/Cu
1. 单质中原子的氧化值为零；
H2 (0); O2 (0)
2. 单原子离子中原子的氧化值等于离子的电荷。
第八章氧化还原和电极电位
介质种类
反应物中
多一个O原子
少一个O原子
酸性介质
碱性介质 中性介质
O2- +2H + H 2O
2-
+H 2 O 2H + O 22-
O +H 2O 2OH +2OH H 2 O+O
O2- +H 2O 2OH - +H 2 O 2H + O 2-
例
用离子-电子法配平下列氧化还原反应：
对于铜锌电池：
负极反应 正极反应
Zn → Zn2+ + 2e- （氧化反应） Cu2+ + 2e- → Cu （还原反应）
由正极反应和负极反应所构成的总反应，称为电池 反应(cell reaction)： Zn + Cu2+ = Cu + Zn 2+ 由此可见，电池反应就是氧化还原反应。正极反应 就是还原半反应；负极反应就是氧化半反应。 从理论上讲：任一自发的氧化还原反应都可以设 计成一个原电池。
一般：X>2.0, 非金属元素 X<2.0, 金属元素
(二) 氧化值(数)（oxidation number）
1970年IUPAC给出的定义是：氧化值是 某元素一个原子的表观荷电数（apparent charge number），这种荷电数是假设把每一 个化学键中的电子指定给电负性更大的原子 而求得。
K 2Cr2O7 +KI+H 2SO4 K 2SO4 +Cr2 (SO4 )3 +I 2 +H 2O
解：先写成离子反应式：
2 Cr2O7 +I +H + Cr 3+ +I 2 +H 2O