《实验15氧化还原反应和氧化还原平衡.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验15氧化还原反应和氧化还原平衡.pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、实验 15 氧化还原反应和氧化还原平衡 实验目的 1.学会装配原电池；2.掌握电极的本性、电对的氧化型或还原型物质的浓度、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。基本操作 1.试管操作 要用专用滴管取液体，不得引入杂质。清洗滴管时，里外都要冲洗干净。滴瓶上的滴管不得用于别的液体的取用，滴加液体时磨口以下部分不得接触接收容器的器壁。装有药品的滴管不得横放或滴管口向上斜放，以免液体流入橡皮头中。在通常的性质实验中，反应液一般取 35 滴。正常滴管中的一滴溶液约 mL，例如，取 mL的溶液，需要大约 10 滴。2.盐桥的制法 3.伏特计的使用
2、（区分正负极，伏特计和电极要接触良好）实验原理 对于电极反应：氧化态（Ox）+ne=还原态（Red）根据能斯特公式，有 lg0.05915lnFRoo还原型氧化型还原型氧化型nEnTEE 其中，R=Jmol-1K-1，T=K，F=96485 Cmol-1 电极电势的大小与 Eo（电极本性）、氧化态和还原态的浓度，溶液的温度以及介质酸度等有关。对于电池反应，aA+bB=cC+dD 对应的能斯特方程是 badcnEEBADClg0.05915o池池 电极电势愈大，表明电对中氧化态氧化能力愈强，而还原态还原能力愈弱，电极电势大的氧化态能氧化氧化电极电势比它小的还原态。E+E是氧化还原反应自发进行的判
3、椐。在实际应用中，若oE与oE的差值大于，可以忽略浓度、温度等因素的影响，直接用o池E数值的大小来确定该反应进行的方向。实验内容 实验内容 实验现象 解释和反应 一、氧化还原反应和电极电势 (1)+2 滴 molL1 FeCl3，摇匀后加入 CCl4观察 CCl4层颜色 紫色 2I-+2Fe3+=I2(紫色)+2Fe2+(2)KBr 代替 KI 进行上述实验 无变化 E0Fe3+/Fe2+E0Br2/Br-，不能反应(3)碘水+FeSO4摇匀后加入 CCl4观察 CCl4层颜色 Br2水+FeSO4摇匀后加入 CCl4观察CCl4层颜色 紫色 溴水退色 E0Fe3+/Fe2+E0I2/I-，不
4、能反应 Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+比较电极电势 Br2/Br-Fe3+/Fe2+I2/I-二、浓度对电极电势的影响 (1)烧杯 1：15mL 1molL1ZnSO4中插入锌片 烧杯 2：15mL 1molL1CuSO4中插入铜片 盐桥连接两烧杯，测电压 Cu2+/Cu 为 正极 oZn/ZnoCu/Cu22EE CuSO4溶液中注入浓氨水至生成沉淀溶解生成深蓝色溶液，观察电压变化 电压降低 Cu2+2e=Cu Culg20592.02o EE 加入 NH3水时，形成Cu(NH3)42+，使Cu2+大幅度减小，电极电势随之减小。由于正极电位降低，导致原电池电动势降低。ZnSO4溶液
5、中注入浓氨水至生成沉淀溶解生成无色溶液，观察电压变化 电压升高 Zn2+2e=Zn Znlg20592.02o EE 加入 NH3水时，形成Zn(NH3)42+，使Zn2+大幅度减小，电极电势随之减小。由于负极电位降低，导致原电池电动势升高。(2)CuSO4浓差电池:L1 CuSO4和1molL1 CuSO4组成原电池，测电动势并与计算值比较 Cu|Cu2+L1)Cu2+(1molL1)电压很小 浓度大的一端为正极 28V.001.lg020592.034.034V.0lg120.059234.0Culg20592.02oEEE 06V.028.034.0EEE池 测定值比计算值小。或者解释如
6、下：正极电极反应：Cu2+(1 molL-1)+2e=Cu 负极电极反应：Cu2+molL-1)+2e=Cu 原电池反应为：Cu2+(1 molL-1)=Cu2+molL-1)06V.006.00101.0lg20592.0o池池EE 在浓差电池的两极各连一个回形针，然后在表面皿上放一小块滤纸，滴加 1molL1 Na2SO4溶液，使滤纸完全湿润，在加入 2 滴酚酞，将两极回形针压在纸上，相距 1mm，稍等片刻，观察所压处哪端出现红色。CuSO4浓度低的一端出现红色 H2O 被电解。阴极反应为：2H2O+2e=H2+2OH 使酚酞变红。三、酸度和浓度对氧化还原反应的影响 1.酸度的影响 (1)
7、Na2SO3,+2滴L1KMnO4,+L1 H2SO4,观察溶液颜色的变化 KMnO4退色a 5SO32-+2MnO4-+6H+=5SO42-+2Mn2+3H2O 用代替 H2SO4，观察溶液颜色的变化 产生棕色沉淀 3SO32-+2MnO4-+H2O =3SO42-+2MnO2(棕色)+2OH-用L1NaOH 代替 H2SO4，观察溶液颜色的变化 溶液变绿 SO32-+2MnO4-+2OH-=SO42-+2MnO42-(绿色)+H2O(2)+2 滴 molL1 KIO3淀粉，观察溶液颜色的变化 无变化 上述溶液中滴加 23 滴 1molL1H2SO4后，观察溶液颜色的变化 溶液变蓝 IO3-
8、+5I-+6H+=3I2(使淀粉变蓝)+3H2O 再滴加 23 滴 6molL1NaOH 观察溶液颜色的变化 蓝色退去 3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O 2.浓度的影响 (1)mL H2O+mL CCl4+mL molL-1 Fe2(SO4)3+mL molL1 KI，振荡后观察 CCl4层颜色变化 紫色 2Fe3+2I-=2Fe2+I2（紫色）(2)mL CCl4+mL 1molL1 FeSO4+mL molL-1 Fe2(SO4)3 mL molL1KI，振荡后观察 CCl4层颜色变化，并与上一实验观察 CCl4层颜色颜色区别。颜色变浅 I2浓度减小。或：当 上 述 反 应 平
9、 衡 时，E(Fe3+/Fe2+)与E(I2/I-)相等。增大Fe2+浓度，E(Fe3+/Fe2+)减小，使得 E(Fe3+/Fe2+)E(I2/I-)，反应逆向进行，I2浓度减小。(3)上面实验中加NH4F 固体，振荡观察 CCl4层颜色变化 颜色变浅 Fe3+6F-=FeF63-使Fe3+浓度减小，Fe3+/Fe2+电极电势减小，反应的电动势减小，平衡时的反应量减小，生成的 I2浓度减小 说明 氧化剂对应的电对中，增大还原型的浓度或减小氧化型的浓度，电对中氧化型物质的氧化能力将减弱，使氧化还原反应趋势减弱。四、酸度对氧化还原反应速率的影响 mL mol L1KBr+2滴 molL1 KMn
10、O4+L1H2SO4观察试管中紫红色褪去的速度 快 2MnO4-+10Br-+16H+=2Mn2+5Br2+8H2O 用L1HAc代替上述实验中的H2SO4，观察试管中紫红色褪去的速度，并与上一实验比较 慢 2MnO4-+10Br-+16HAc =2Mn2+5Br2+8H2O+Ac-五、氧化数居中的物质的氧化还原性 (1)mL mol L1 KI+2 3 滴 1 molL1 H2SO4+12 滴 3%H2O2观察试管中溶液颜色的变化 棕黄色 2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O I2在水中显棕黄色 (2)2 滴L1 KMnO4+3 滴 1 molL1 H2SO4+2 滴 3%H2O2。观察试管中KMnO4退色 2MnO4-+5H2O2+16H+=2Mn2+5O2+8H2O 溶液颜色的变化 a Mn2+为粉红色，观察不到 注意事项 1.原电池中试剂的取量一般不要超过 15 mL，因为量的多少对电极电势不影响，而对电流大小有影响。2.原电池实验中，导线接头不可与试剂接触，也不可将试剂滴到导线上，以免形成新的电极。3.化合物的颜色参看附录。4.实验报告按性质实验格式书写。