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1、第十章氧化还原反应第十章氧化还原反应第1页，此课件共68页哦第一节第一节 氧化还原的基本概念氧化还原的基本概念一、氧一、氧 化化 数数1、氧化数的概念、氧化数的概念 氧化数是某元素一个原子在与其它氧化数是某元素一个原子在与其它元素的原子化合时的荷电数，这种荷电元素的原子化合时的荷电数，这种荷电数是人们将键合电子指定给电负性大的数是人们将键合电子指定给电负性大的原子后求得的。原子后求得的。第2页，此课件共68页哦二、确定氧化数的一些规定：二、确定氧化数的一些规定：n单质中，元素的氧化数为零，单原子离子的氧化单质中，元素的氧化数为零，单原子离子的氧化数等于离子所带的电荷数；数等于离子所带的电荷数；
2、n在多原子分子中，所有原子的氧化数的代数和为零；在多原子分子中，所有原子的氧化数的代数和为零；在复杂离子中，所有原子的氧化数的代数和等于复在复杂离子中，所有原子的氧化数的代数和等于复杂离子的电荷数。杂离子的电荷数。n氧在化合物中的氧化数一般为氧在化合物中的氧化数一般为2，在过氧化物中为，在过氧化物中为1，在氟化物中为正。，在氟化物中为正。n氟在化合物中的氧化数为氟在化合物中的氧化数为-1，其它卤素除在氧化物，其它卤素除在氧化物和卤素互化物中为正外，一般为和卤素互化物中为正外，一般为1。第3页，此课件共68页哦二、氧化还原反应的基本概念二、氧化还原反应的基本概念 n1、凡是反应前后有元素的氧化数
3、发生变、凡是反应前后有元素的氧化数发生变化的反应称为氧化还原反应。氧化数升高化的反应称为氧化还原反应。氧化数升高的过程称为氧化，氧化数降低的过程称为的过程称为氧化，氧化数降低的过程称为还原。还原。n2、在反应中，所含元素氧化数降低的物、在反应中，所含元素氧化数降低的物质称为氧化剂；所含元素氧化数升高的物质称为氧化剂；所含元素氧化数升高的物质称为还原剂。在反应中氧化剂被还原，质称为还原剂。在反应中氧化剂被还原，还原剂被氧化。还原剂被氧化。第4页，此课件共68页哦三、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（一）、氧化数法（一）、氧化数法n关键：氧化剂和还原剂中有关元素的：氧化剂和还原
4、剂中有关元素的 氧化数升高值与降低值相等。氧化数升高值与降低值相等。n难点：未发生氧化数变化的原子的配：未发生氧化数变化的原子的配 平，特别是氢和氧原子的配平。平，特别是氢和氧原子的配平。n基本步骤：1、根据事实写出反应物和生成物；、根据事实写出反应物和生成物；2、求元素氧化数的变化值；求元素氧化数的变化值；3、调整系数使氧化数变化值相等；、调整系数使氧化数变化值相等；4、配平其它原子、配平其它原子第5页，此课件共68页哦例：配平配平KMnO4+HCl-MnCl2+Cl2+KCl+H2O 解：首先根据事实写出反应物和主要产物解：首先根据事实写出反应物和主要产物 KMnO4+HClMnCl2+C
5、l2 按实际存在形式调整分子式前的系数按实际存在形式调整分子式前的系数 KMnO4+2HClMnCl2+Cl2+KCl+H2O 求氧化数变化值，使其升高值等于降低值求氧化数变化值，使其升高值等于降低值 KMnO4:+7+2 降降5 2 HCl -1 0 升升2 5 2KMnO4+10HCl2MnCl2+5Cl2 配平其它原子数配平其它原子数,一般先配其它原子一般先配其它原子,后配氢氧原子。后配氢氧原子。2KMnO4+16HCl2MnCl2+5Cl2+2KCl 2KMnO4+16HCl=2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O 第6页，此课件共68页哦（二）离子电子法（二）离子电子法 n在水溶
6、液中进行的氧化还原反应，可在水溶液中进行的氧化还原反应，可以用离子电子法。以用离子电子法。n配平原则：反应中氧化剂得到的电子配平原则：反应中氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。总数等于还原剂失去的电子总数。第7页，此课件共68页哦例：配平高锰酸钾与亚硫酸钾在碱性条件例：配平高锰酸钾与亚硫酸钾在碱性条件 下反应的化学反应方程式下反应的化学反应方程式 解：根据事实写出反应物和主要产物的离子式：解：根据事实写出反应物和主要产物的离子式：MnO4-+SO32-MnO42-+SO42-将上述反应拆分为两个半反应：将上述反应拆分为两个半反应：MnO4-+e MnO42-SO32-2eSO42-根
7、据反应介质配平氢氧原子数：根据反应介质配平氢氧原子数：MnO4-+e MnO42-SO32-+2OH-2e SO42-+H2O 第8页，此课件共68页哦配平电子得失数：配平电子得失数：2MnO4-+2e2MnO42-SO32-+2OH-2eSO42-+H2O 合并：合并：2MnO4-+SO32-+2OH-2MnO42-+SO42-+H2O改成分子方程式：改成分子方程式：2KMnO4+K2SO3+2KOH=2K2MnO4+K2SO4+H2O第9页，此课件共68页哦第二节第二节 电极电势电极电势一、原电池和电极电势一、原电池和电极电势（一）原电池（一）原电池1、原电池的构成、原电池的构成 在两个烧
8、杯中分别装入硫酸锌和硫酸铜在两个烧杯中分别装入硫酸锌和硫酸铜溶液，将锌片插入硫酸锌溶液中，铜片插入溶液，将锌片插入硫酸锌溶液中，铜片插入硫酸铜溶液中，两个烧杯之间用盐桥连接，硫酸铜溶液中，两个烧杯之间用盐桥连接，再将锌片和铜片用导线连接，有电流产生，再将锌片和铜片用导线连接，有电流产生，电流的方向是从铜电极流向锌电极。电流的方向是从铜电极流向锌电极。第10页，此课件共68页哦 这种把化学能直接转化成电这种把化学能直接转化成电能的装置叫原电池。能的装置叫原电池。第11页，此课件共68页哦 原电池都是由两个电极和盐桥原电池都是由两个电极和盐桥组成，习惯上将放出电子（发生氧组成，习惯上将放出电子（发
9、生氧化反应）的电极称为负极，而将接化反应）的电极称为负极，而将接受电子（发生还原反应）的电极称受电子（发生还原反应）的电极称为正极。即原电池的负极发生氧化为正极。即原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应。反应，正极发生还原反应。第12页，此课件共68页哦 电极由导体和电对组成，电对电极由导体和电对组成，电对由氧化剂和对应的还原剂组成，在由氧化剂和对应的还原剂组成，在电极反应中，氧化剂又称为氧化型，电极反应中，氧化剂又称为氧化型，还原剂又称为还原型，电对可写成还原剂又称为还原型，电对可写成氧化型氧化型/还原型，其关系为：还原型，其关系为：氧化型氧化型ne还原型还原型第13页，此课件共68页哦
10、2、原电池的表示方法、原电池的表示方法 n负极写在左边，正极写在右边负极写在左边，正极写在右边n用用“”表示电极与离子溶液之间的物相表示电极与离子溶液之间的物相界面；界面；n不存在相界面，用不存在相界面，用“，”分开。加上不分开。加上不与金属离子反应的金属惰性电极。与金属离子反应的金属惰性电极。n 用用“”表示盐桥表示盐桥n 表示出相应的离子浓度或气体压力。表示出相应的离子浓度或气体压力。第14页，此课件共68页哦以铜锌原电池为例以铜锌原电池为例（-）Zn/Zn2+(C1)/Cu2+(C2)/Cu (+)n其中（）、（）表示电池的负极和其中（）、（）表示电池的负极和正极，习惯上负极写在左边，正
11、极写在正极，习惯上负极写在左边，正极写在右边。右边。n溶液中离子的浓度或气体的分压，写溶液中离子的浓度或气体的分压，写在相应物质的右方。在相应物质的右方。第15页，此课件共68页哦电极反应为：电极反应为：锌电极：锌电极：ZnZn2+2e 铜电极：铜电极：Cu2+2eCu上述装置的总反应为：上述装置的总反应为：Zn+Cu2+=Zn2+Cu电池电动势电池电动势 E=+-第16页，此课件共68页哦当把金属放入含有该金属离子的盐溶液当把金属放入含有该金属离子的盐溶液时，有两种反应倾向存在：一方面，金属时，有两种反应倾向存在：一方面，金属表面的离子进人溶液和水分子结合成为水表面的离子进人溶液和水分子结合
12、成为水合离子：合离子：ZnZnZnZn2+2+（aqaq）+2e+2e-另一方面，溶液中的水合离子有从金属另一方面，溶液中的水合离子有从金属表面获得电子，沉积到金属上的倾向：表面获得电子，沉积到金属上的倾向：ZnZn2+2+（aqaq）+2e+2e-ZnZn金属的溶解和沉积能形成动态平衡。金属的溶解和沉积能形成动态平衡。（二）、电极电势差（二）、电极电势差第17页，此课件共68页哦如果金属表面附近的溶液中，维持如果金属表面附近的溶液中，维持着一定数量的正离子；在金属表面上，着一定数量的正离子；在金属表面上，则保留着相应数量的自由电子（对于不则保留着相应数量的自由电子（对于不同的电极，可能出现不
13、同的情况）。这同的电极，可能出现不同的情况）。这样，在金属和溶液之间就产生了电势差。样，在金属和溶液之间就产生了电势差。影响电极电势差的因素有电极的本性、影响电极电势差的因素有电极的本性、温度、介质、离子浓度等。温度、介质、离子浓度等。第18页，此课件共68页哦 当外界条件一定时，电极电势差的当外界条件一定时，电极电势差的高低就取决于电极的本性。对于金属电高低就取决于电极的本性。对于金属电极，则取决于金属离子化倾向的大小。极，则取决于金属离子化倾向的大小。金属越活泼，溶解成离子的倾向越金属越活泼，溶解成离子的倾向越大，离子沉积的倾向越小。达成平衡时，大，离子沉积的倾向越小。达成平衡时，电极的电
14、势越低；反之，电极的电势越电极的电势越低；反之，电极的电势越高。高。第19页，此课件共68页哦电极电势的绝对值迄今仍无法测量。电极电势的绝对值迄今仍无法测量。但但只要能得到各种电极的电极电势的相对只要能得到各种电极的电极电势的相对大小，就能够利用它来比较氧化还原的大小，就能够利用它来比较氧化还原的相对强弱。相对强弱。一、一、标准电极电势标准电极电势第20页，此课件共68页哦 由两个电极组成的原电池的电动势由两个电极组成的原电池的电动势是能测定的，因此，只要指定一个电是能测定的，因此，只要指定一个电极的电极电势值，就能确定其它电极极的电极电势值，就能确定其它电极的相对电极电势值。的相对电极电势值
15、。通常把标准氢电极作为我们的测通常把标准氢电极作为我们的测定标准。定标准。第21页，此课件共68页哦第三节第三节 标准标准电极电势电极电势（一）、标准氢电极（一）、标准氢电极 1、标准氢电极的构成：将镀有铂黑的铂片置、标准氢电极的构成：将镀有铂黑的铂片置于氢离子浓度为于氢离子浓度为1.00mol/L的酸溶液中，并的酸溶液中，并不断通入不断通入101.3kPa的氢气，使铂黑电极上的氢气，使铂黑电极上吸附的氢气达到饱和。这样就构成了一个氢吸附的氢气达到饱和。这样就构成了一个氢电极。吸附在铂黑上的氢与酸中的氢离子之电极。吸附在铂黑上的氢与酸中的氢离子之间保持下列平衡而形成间保持下列平衡而形成氢电极氢
16、电极：H2=2H+2e 将这一电极电势称为氢的标准电极电势。将这一电极电势称为氢的标准电极电势。2、规定：标准氢电极的电极电势为零。、规定：标准氢电极的电极电势为零。即：即：H0.0000V第22页，此课件共68页哦（二）、标准电极电势（二）、标准电极电势 1、概念：凡是组成电极的离子浓度为、概念：凡是组成电极的离子浓度为1mol/L,气体的分压为气体的分压为101.3kPa，液体，液体和固体为纯的状态称之为标准状态。和固体为纯的状态称之为标准状态。标准状态下，某电极与标准氢电极标准状态下，某电极与标准氢电极之间的电势差叫做该电极的标准电极电之间的电势差叫做该电极的标准电极电势。势。第23页，
17、此课件共68页哦2、测定、测定将标准氢电将标准氢电极与其它各种标极与其它各种标准状态下的电极准状态下的电极组成原电池，标组成原电池，标准氢电极定在左准氢电极定在左边，用实验方法边，用实验方法测得这个原电池测得这个原电池的电动势数值，的电动势数值，就是该电极的标就是该电极的标准电极电势。准电极电势。第24页，此课件共68页哦3、标准电极电势表、标准电极电势表 将各种电极的标准电极电势按由负到正将各种电极的标准电极电势按由负到正的顺序，从上向下排列就得到标准电极电势的顺序，从上向下排列就得到标准电极电势表。表。在在 Mn+ne=M 电极反应中，电极反应中，Mn+为物质的氧化型，为物质的氧化型，M为
18、为物质的还原型，物质的还原型，即：氧化型即：氧化型ne 还原型还原型 两者之间互相依存，称为电对。两者之间互相依存，称为电对。第25页，此课件共68页哦 氧化型的氧化性越强，则对应的还原型的还原性就越氧化型的氧化性越强，则对应的还原型的还原性就越弱。在标准电极电势表中，由上到下，还原型的还原性依弱。在标准电极电势表中，由上到下，还原型的还原性依次减弱，氧化型的氧化性依次增强。次减弱，氧化型的氧化性依次增强。第26页，此课件共68页哦注注 意意 不同介质中，电极的反应不同，相应不同介质中，电极的反应不同，相应的电极电势也就不同。因此查表时，应根的电极电势也就不同。因此查表时，应根据具体情况选择不
19、同的标准电极电势表。据具体情况选择不同的标准电极电势表。1、在电极反应中无论在反应物或产物中出、在电极反应中无论在反应物或产物中出 现现H+，均查酸表。，均查酸表。2、在电极反应中无论在反应物或产物中出、在电极反应中无论在反应物或产物中出 现现OH-，均查碱表。，均查碱表。3、电极反应中，既无、电极反应中，既无H+，有无，有无OH-时，要时，要 根据物质的存在形式进行判断。根据物质的存在形式进行判断。4、标准电极电势的正负号不因电极反应的、标准电极电势的正负号不因电极反应的 写法而改变。写法而改变。第27页，此课件共68页哦二、标准电极电势表的应用二、标准电极电势表的应用（一）、判断氧化剂和还
20、原剂的强弱（一）、判断氧化剂和还原剂的强弱n标准电极电势的数值越小，其还原型的标准电极电势的数值越小，其还原型的还原性就越强，氧化型的氧化性就越弱。还原性就越强，氧化型的氧化性就越弱。例如：锌的标准电极电势为例如：锌的标准电极电势为-0.7628V，铜，铜的为的为0.337V,因此锌的还原性比铜强，因此锌的还原性比铜强，Cu2+的氧化性却比的氧化性却比Zn2+强强。第28页，此课件共68页哦(二二)、用标准电极电势判断反应的、用标准电极电势判断反应的方向和求平衡常数方向和求平衡常数 1、判断反应方向、判断反应方向 将某个氧化还原反应分为两个电极将某个氧化还原反应分为两个电极反应，将两个电极组成
21、原电池，计算原反应，将两个电极组成原电池，计算原电池的电动势，电池的电动势，若若E 0，则反应自发向右进行，则反应自发向右进行，若若E 0 所以反应向右进行。所以反应向右进行。第30页，此课件共68页哦例例:试解释在标准状态下，三氯化试解释在标准状态下，三氯化 铁溶液为什么可以溶解铜板铁溶液为什么可以溶解铜板?解：解：Cu2+2e-Cu=0.337V Fe3+e-Fe2+=0.770V 对于反应：对于反应：2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+Fe3+/Fe2+是氧化电对，作电池的正极；是氧化电对，作电池的正极；Cu2+/Cu是还原电对，作电池的负极。是还原电对，作电池的负极。因为因为:E=+-=0
22、.770-0.3370，反应向，反应向 右自发进行。右自发进行。所以三氯化铁溶液可以氧化铜板。所以三氯化铁溶液可以氧化铜板。第31页，此课件共68页哦 自发进行的反应自发进行的反应 rG0。两者之间的关系为：。两者之间的关系为：rG=-nFE rG是自由能变是自由能变(kJ)，n是反应中电子的转移数，是反应中电子的转移数，F是法拉第常数是法拉第常数96.487kJV-1mol-1，E是电动势是电动势(V)。由：由：rG=-2.303RTlgK得：得：nFE=2.303RTlgK当当T=298.15K时时2、求平衡常数、求平衡常数第32页，此课件共68页哦解：根据解：根据E=+-=0.337V-
23、(-0.7628V)=1.10V例例:求电池反应：求电池反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu 在在298K的平衡常数。的平衡常数。K=1.581037答答:平衡常数平衡常数K=1.581037第33页，此课件共68页哦例例:由标准电极电势求由标准电极电势求Ag+Cl-=AgCl(s)的的K和和Ksp解：将解：将Ag+生成生成AgCl(s)的反应方程式两边的反应方程式两边 各加各加1个个Ag，得下式：，得下式：Ag+Cl-+AgAgCl(s)+Ag负极负极:AgCl(s)/Cl-+Ag电对电对;0.2223V 正极正极:Ag+/Ag电对，电对，0.7996V。lgK=(0.7996V-0.2223
24、V)/0.0592=9.75K=5.62109 Ksp=1/K=1.7810-10答答:（略）（略）第34页，此课件共68页哦3、应用标准电极电势时应注意的问题、应用标准电极电势时应注意的问题 n标准电极电势与反应速度无关；标准电极电势与反应速度无关；n标准电极电势与电极反应中的计标准电极电势与电极反应中的计量系数无关；量系数无关；n标准电极电势只适用于水溶液中，标准电极电势只适用于水溶液中，不适用于非水体系。不适用于非水体系。第35页，此课件共68页哦一、奈斯特方程一、奈斯特方程（一）、奈斯特方程一）、奈斯特方程电池在使用过程中因电解液中离子的浓电池在使用过程中因电解液中离子的浓度发生了变化
25、而导致的电动势降低。度发生了变化而导致的电动势降低。以以Cu-Zn原电池来说，电极反应为：原电池来说，电极反应为：Zn+Cu2+=Zn2+Cu通过热力学推导，可以得到：通过热力学推导，可以得到：第四节第四节 影响电极电势的因素影响电极电势的因素第36页，此课件共68页哦对于任一反应：对于任一反应：aA+bBdD+eE这个方程叫奈斯特（这个方程叫奈斯特（Nernst）方程）方程当当T=298K时，时，第37页，此课件共68页哦当当T=298时，时，Cu-Zn原电池的奈斯特方程为：原电池的奈斯特方程为：第38页，此课件共68页哦MnO2+4H+2e-Mn2+2H2O=1.228VO2+4H+4e-
26、2H2O=1.229V由上可看出，当离子浓度改变时，电极由上可看出，当离子浓度改变时，电极电势也会发生改变。电势也会发生改变。第39页，此课件共68页哦（二）、使用奈斯特方程式时的二）、使用奈斯特方程式时的 注注 意意 事事 项项 1、氧化型浓度或还原型浓度是指电极反应氧化、氧化型浓度或还原型浓度是指电极反应氧化型一边各物质浓度之积；或还原型一边各物型一边各物质浓度之积；或还原型一边各物质浓度之积，而且电极反应各物质的计量系质浓度之积，而且电极反应各物质的计量系数为它们的方次。数为它们的方次。例如：例如：MnO4-/Mn2+电对在酸性介质中的电极反应为电对在酸性介质中的电极反应为 MnO4-8
27、H+5e Mn2+4H2O +(0.0592/5)lgMnO4-H+8/Mn2+第40页，此课件共68页哦2、电极反应中，如果有气体则用分、电极反应中，如果有气体则用分压表示，而纯固体和纯液体不计压表示，而纯固体和纯液体不计入方程式中。入方程式中。第41页，此课件共68页哦二、奈斯特方程式的应用二、奈斯特方程式的应用 （一）、离子浓度改变（一）、离子浓度改变 对电极电势的影响对电极电势的影响第42页，此课件共68页哦例：求例：求298K时金属锌放在时金属锌放在0.1mol/LZn2+溶液中的电极电势。溶液中的电极电势。解：解：Zn2+2e-Zn 答：答：(略）。略）。结论：电对的电极电势随氧化
28、型浓度的增加结论：电对的电极电势随氧化型浓度的增加 而增大；随还原型浓度的增加而减小。而增大；随还原型浓度的增加而减小。第43页，此课件共68页哦（二）、离子浓度改变（二）、离子浓度改变对氧化还原反应方向的影响对氧化还原反应方向的影响第44页，此课件共68页哦例：判断例：判断2Fe3+2I-=2Fe2+I2在标准状态下和在标准状态下和Fe3+=0.001mol/L,I-=0.001mol/L,Fe2+=1mol/L时反应方向如何时反应方向如何?解：在标准状态：解：在标准状态：I2+2e-2I-=0.535VFe3+e-2Fe2+=-0.770VE=0.770-0.5350反应正向进行反应正向进
29、行。若在非若在非标准态时标准态时:E=E-(0.0592/2)lg121/(0.00120.0012)=-0.121V即反应逆向进行。即反应逆向进行。结论：离子浓度改变可能影响氧化还原反应结论：离子浓度改变可能影响氧化还原反应方向。方向。第45页，此课件共68页哦（三）、介质的酸度对（三）、介质的酸度对 氧化还原反应的影响氧化还原反应的影响 及及pH电势图电势图第46页，此课件共68页哦1、介质酸度对氧化还原反应的影响例题：、介质酸度对氧化还原反应的影响例题：已知已知MnO4-8H+5e Mn2+4H2O 的的 标准电极电势为标准电极电势为1.51V，（1）若）若MnO4-Mn2+1.0mol
30、/L,H+1x10-4 mol/L，求，求；（2）若）若MnO4-=1x10-4 mol/L，Mn2+=H+=1.0mol/L，求电对，求电对MnO4-/Mn2+的的。第47页，此课件共68页哦解：1.+(0.0592/5)lg MnO4-H+8/Mn2+1.51+(0.0592/5)lg（110-4)8 1.510.38 1.13（V）2.+(0.0592/5)lg MnO4-H+8/Mn2+1.51+(0.0592/5)lg（110-4)8 1.510.047 1.46（V）答：（略）答：（略）计算结果表明，有氢离子参加的电极计算结果表明，有氢离子参加的电极反应，其氢离子浓度的影响往往比氧
31、化剂反应，其氢离子浓度的影响往往比氧化剂（或还原剂）本身浓度的影响。（或还原剂）本身浓度的影响。第48页，此课件共68页哦2、pH电势图电势图 在水溶液中进行的氧化还原反在水溶液中进行的氧化还原反应，由于水的电极电势也受酸度的影应，由于水的电极电势也受酸度的影响，水既有可能被氧化，又有可能被响，水既有可能被氧化，又有可能被还原。因此，在考虑水溶液中的氧化还原。因此，在考虑水溶液中的氧化还原反应时，还必须考虑可能与水反还原反应时，还必须考虑可能与水反应的问题。应的问题。第49页，此课件共68页哦 水的氧化还原性可以用以下水的氧化还原性可以用以下 两个电极反应表示：两个电极反应表示：1、水被氧化放
32、出氧气、水被氧化放出氧气:O2+4H+4e2H2O当当pO2101.3kPa,1.229V时时pH0，1.229VpH7，0.815VpH14，0.400V 1.229-0.0592pH第50页，此课件共68页哦2、水被还原放出氢气：、水被还原放出氢气：2H2O+2e=H2+2OH-当当pH2101.3kPa,-0.8277V时时 -0.8277+0.0592pOH -0.8277+0.0592(14-pH)-0.0592pHpH0，1.229VpH7，0.815VpH14，0.400V第51页，此课件共68页哦 以以pH为横坐标，为纵坐标作图，就得到水的为横坐标，为纵坐标作图，就得到水的pH
33、电电势图。势图。第52页，此课件共68页哦 图中下方的斜线称为氢线，表示图中下方的斜线称为氢线，表示水被还原放出氢气时，电极电势随水被还原放出氢气时，电极电势随pH的变化。的变化。与氢线平行的一条直线称与氢线平行的一条直线称为氧线表示水被氧化放出氧气时电极为氧线表示水被氧化放出氧气时电极电势随电势随pH的变化。的变化。第53页，此课件共68页哦 任何氧化剂，电极电势在氧线以上，则任何氧化剂，电极电势在氧线以上，则可以从水溶液中析出氧气；可以从水溶液中析出氧气；任何还原剂，电极电势在氢线以下，任何还原剂，电极电势在氢线以下，则可以从水溶液中析出氢气。则可以从水溶液中析出氢气。测定结果表明，两种气
34、体析出的实际测定结果表明，两种气体析出的实际值比理论值平均大值比理论值平均大0.5V,所以氢线和氧线所以氢线和氧线都各自推出都各自推出0.5V，得两条虚线。，得两条虚线。第54页，此课件共68页哦第五节第五节 化学电源和电解化学电源和电解一、化学电源一、化学电源 从理论上来说，任何两个电极电从理论上来说，任何两个电极电势不同的电对组合起来就可以形成提势不同的电对组合起来就可以形成提供电能的化学电源。事实运用中则要供电能的化学电源。事实运用中则要考虑多种因素。目前已制得多种有实考虑多种因素。目前已制得多种有实际用途的化学电源。际用途的化学电源。第55页，此课件共68页哦1、干电池、干电池 干电池
35、的锌片外壳是负极，在电池中作为还原剂。干电池的锌片外壳是负极，在电池中作为还原剂。中间的碳棒是正极，它的周围用石墨和中间的碳棒是正极，它的周围用石墨和MnO2的混合的混合物填充固定。正极和负极间装入氯化锌和氯化铁的水物填充固定。正极和负极间装入氯化锌和氯化铁的水溶液作为电解质，为了防止溢出，与浆糊制成糊状物。溶液作为电解质，为了防止溢出，与浆糊制成糊状物。电池放电时反应如下：电池放电时反应如下：Zn+2MnO2+H2OZn(OH)2+Mn2O3普通干电池中学已经介绍过了，我们看一下普通干电池中学已经介绍过了，我们看一下叠层式叠层式干电池干电池和和扣式电池扣式电池。第56页，此课件共68页哦2、
36、燃料电池、燃料电池第57页，此课件共68页哦二、电解原理二、电解原理电解是在外电源作用下被迫发生的氧电解是在外电源作用下被迫发生的氧化还原过程，把电能转变为化学能。而在化还原过程，把电能转变为化学能。而在原电池中正好相反，是自发地把化学能转原电池中正好相反，是自发地把化学能转变为电能。变为电能。第58页，此课件共68页哦n当电源和电解池两极接通时，在电场作当电源和电解池两极接通时，在电场作用下，阳离子向负极迁移，同时阴离子用下，阳离子向负极迁移，同时阴离子向正极迁移。根据离子迁移的方向又可向正极迁移。根据离子迁移的方向又可把电解池的两极称为阴阳极：把电解池的两极称为阴阳极：n阴极发生还原反应，
37、是阳离子移向阴极发生还原反应，是阳离子移向的极；的极；n阳极发生氧化反应，是阴离子移向阳极发生氧化反应，是阴离子移向的极。的极。n习惯上，原电池的电极常称正极、习惯上，原电池的电极常称正极、负极；电解池的电极常称阴极、阳极。负极；电解池的电极常称阴极、阳极。下面是几种常见的电解装置，下面是几种常见的电解装置，水的电解水的电解、恒电流电解恒电流电解、东斯电解槽东斯电解槽和和汞阴极电解汞阴极电解。第59页，此课件共68页哦作业作业3、5、6、9、14、16、18、20、23。第60页，此课件共68页哦R第61页，此课件共68页哦R第62页，此课件共68页哦R第63页，此课件共68页哦R第64页，此课件共68页哦R第65页，此课件共68页哦R第66页，此课件共68页哦R第67页，此课件共68页哦第68页，此课件共68页哦