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1、精选优质文档-倾情为你奉上氧化还原反应和氧化还原平衡一,实验目的,1, 学会装配原电池。2, 掌握电极的本性,电对的氧化形成还原型物质的浓度,介质的酸度等因素对电极电势,氧化还原反应的方向,产物,速率的影响。3, 通过实验了解化学电池电动势。二,实验用品,1, 仪器;试管(离心,10ml),烧杯(100ml,250ml),伏特计(或酸度计),表面皿,U形管。2, 固体药品;琼脂,氟化铵3, 液体药品;HCl(浓)HNO3(2mol/L 浓),HAc(6mol/L),H2SO4(1mol/L),NaOH(6mol/L 40%),NH3H2O(浓),ZnSO4(1mol/L),CuSO4(0.01
2、mol/L 1mol/L),KI(0.1mol/L),KBr(0.1mol/L),FeCl3(0.1mol/L),Fe2(SO4)(0.1mol/L),FeSO4(1mol/L),H2O2(3%),KIO3(0.1mol/L),溴水(饱和),碘水(0.1mol/L),氯水(饱和),KCl(饱和),CCl4,酚酞指示剂,淀粉溶液(0.4%)。4, 材料;电极(锌片及铜片),回形针,红色石蕊试纸(或酚酞试纸),导线,砂纸,滤纸。三,基本操作;试管操作,参见第三章三。四,实验内容(一) 氧化还原反应和电极电势(1),在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液和两滴0.1mol/LFeCl3溶
3、液,摇匀后加入0.5mlCCl4,充分震荡,观察CCl4层颜色有无变化。(2),用0.1mol/LKBr溶液代替KI溶液惊醒同样的实验,观察现象。(3),往两支试管中分别加入3滴碘水,溴水,然后加入约0.5ml0.1mol/LFeSO4溶液,摇匀后,注入0.5mlCCl4,充分振荡,观察CCl4层有无变化。根据以上实验结果,定性的比较Br2/Br,I2/I和Fe3+/Fe2+三个电对的电极电势。 思考题1. 上述电对中哪个物质是最强的氧化剂?哪个是最强的还原剂?2. 若用适量的氯水分别于溴化钾,碘化钾溶液反应并加入CCl4,估计CCl4层的颜色。(二) 浓度对电极电势的影响(1),往一只小烧杯
4、中加入约30ml 1mol/LZnSO4溶液,在其中插入锌片,往另一只小烧杯中加入约30ml 1mol/L的CuSO4溶液,在其中插入铜片。用盐桥将二烧杯相连,组成一个原电池。用导线将锌片和铜片分别与伏特计(或酸度计)的负极和正极相接,测量两极之间的电压。(图93)。 在CuSO4溶液中注入浓氨水至生成沉淀溶解为止,形成深蓝色的溶液, Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)42+ 93 测量电压,观察有何变化。 再于ZnSO4溶液中加入浓氨水至生成的沉淀完全溶解为止; Zn2+ + 4NH3 = Zn(NH3)42+ 测量电压,观察又有什么变化。利用Nernest方程式来解释实验现象。(2
5、),自行设计并测定下列浓度差电池电动势,将实验值与计算值比较。Cu|CuSO4(0.01mol/L)|CuSO4(1mol/L) |Cu在浓差电池的两极个连一个回形针,然后在表面皿上放一小块滤纸,滴加1mol/LNa2SO4溶液,使滤纸完全润湿,再加入酚酞2滴。将两极的回形针压在纸上,使其相距约1mm,稍等片刻,观察所压处,哪一端显红色。思考题1. 利用浓差电池作电源电解Na2SO4水溶液实质是什么物质被电解?使酚酞出现红色的一极是什么极?为什么?2. 酸度对Cl2/Cl,Br2/Br,I2/I,Fe3+/Fe2+,Cu2+/Cu,Zn2+/Zn电对的电极电势有无影响?为什么?(三),酸度和浓
6、度对氧化还原反应的影响1,酸度的影响(1).在3支均盛有0.5ml 0.1mol/LNa2SO3溶液的试管中,分别加入0.5ml 1mol/L H2SO4溶液及0.5ml 蒸馏水和0.5ml 6mol/L的NaOH溶液,混合均匀后,再各滴入2滴0.01mol/KMnO4溶液,观察颜色的变化有何不同,写出反应式。(2).在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液和2滴0.1mol/L KIO3溶液,在加几滴淀粉溶液,混合后观察溶液颜色有何变化。然后加2到3滴1mol/L H2SO4溶液酸化混合液,观察有什么变化,最后滴加2到3滴6mol/L NaOH式混合液显碱性,又有什么变化,写出有关
7、反应式。2,浓度的影响(1).往盛有H2O,CCl4和0.1mol/L Fe2(SO4)3各0.5ml的试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液,振荡后观察CCl4层的颜色。(2),往盛有CCl4,1mol/L FeSO4和0.1mol/L Fe2(SO4)3个0.5ml 的试管中,加入0.5ml 0.1mol/L KI溶液,振荡后观察CCl4层的颜色。与上一实验中CCl4层颜色有何区别?(3).在实验(1)的试管中,加入少许NH4F固体,振荡,观察CCl4层颜色的变化。说明浓度对氧化还原反应的影响。四,酸度对氧化还原反应速率的影响在两支各盛有0.5ml 0.1mol/L的KBr溶液的
8、试管中,分别加入0.5ml 1mol/L H2SO4和6mol/L 的HAc溶液,然后各加入2滴0.01mol/L的KMnO4溶液,观察2支试管中紫红色褪去的速度。分别写出有关的反应方程式。思考题这个实验是否说明KMnO4溶液在速度较高时,氧化性较强,为什么?五,氧化数据中的物质的氧化还原性。(1).在试管中加入0.5ml 0.1mol/L KI和2到3滴1mol/L的H2SO4,再加入1到2滴3%H2O2,观察试管中溶液颜色的变化。(2).在试管中加入2滴0.01mol/L的KMnO4溶液,再加入3滴1mol/L的H2SO4溶液,摇匀后滴加2滴3%的H2O2,观察溶液颜色的变化。思考题为什么
9、H2O2既具有氧化性,又具有还原性?试从电极电势予以说明。实验习题1. 从实验结果讨论氧化还原反应和哪些因素有关2. 电解硫酸钠溶液为什么得不到金属钠?3. 什么叫浓差电池?写出实验二(2)电池符号,电池反应式,并计算电池电动势。4. 介质对KMnO4的氧化性有何影响?用本实验事实及电极电势予以说明。附注盐桥的制法称取1g琼脂,放在100ml KCl饱和溶液浸泡一会,在不断搅拌下,加热煮成糊状,趁热倒入U形玻璃管中(管内不能留有气泡,否则会增加电阻),冷却即成。更为简便的方法可用KCl饱和溶液装满U形玻璃管,两管口以小棉花球塞住(管内不留有气泡),作为盐桥使用。实验中还可用素烧瓷筒用作盐桥。电极的处理;电极的锌片,铜片要用烧纸擦干净,以免增大电阻。专心-专注-专业