氧化還原反應和氧化還原平衡ppt課件

1、無機化學實驗,氧化還原反應和氧化還原平衡,實驗目的：,1、學會裝配原電池。2、掌握電極的本性、電對的氧化型或還原型3、掌握物質的濃度、介質的酸度對電極電勢、 氧化還原反應的方向、產(chǎn)物、速率的影響。4、了解化學電池電動勢。,實驗用品:,儀 器：試管、燒杯、伏特汁(或酸度計)、檢流器、表面皿固體藥品：鋅粒、鉛粒、銅片、瓊脂、氟化銨液體藥品：HCl(濃)、

2、 HNO3(2 1mo1·L-1 、濃)、 HAc(6 mo1·L-1)、 H2SO4(1mo1·L-1)、 NaOH(6 mo1·L-1、40％)、 NH3·H2O(濃)、 ZnSO4(1 mo1&

3、#183;L-1)、 KI(0.1mo1·L-1)、 CuSO4(0.01 mo1·L-1、1 mo1·L-1)、 KBr(0.1 mo1·L-1)、 FeCl3(0.1 mo1·L-1)、 Fe2(SO4)3(0.

4、1 mo1·L-1) FeSO4(1 mo1·L-1)、 H2O2(3%)、 KIO3 (0.1 mo1·L-1)、 碘水、溴水(0.1 mo1·L-1)、 氯水 (飽和)、

5、 KCl(飽和)、 CCl4 酚酞指示劑、 淀粉溶液 （0.4％）材 料：電極(鋅片、鋼片、鐵片、炭棒)、紅色石蕊試紙、 導線、砂紙,實驗內容：,一、氧化還原反應和電極電勢（1）0.5ml 0.1mo1·L-1 KI+2 D 0.1mo1·L-1 FeCl3 +0.5mLCCl4 ,振蕩，觀察CCl4 層

6、的顏色變化。 I- +Fe3+ =I2 +Fe2+ I- 被氧化成I2 ，F(xiàn)e3+ 被還原成Fe2+ I2 被CCl4 萃取，進入CCl4 溶劑， 使CCl4層變成紫紅色。 由反應說明：EI2/ I- <E Fe3+/ Fe2+,（2） 0.5mL0.1mo1·L-

7、1 KBr+2 D 0.1mo1·L-1 FeCl3 +0.5mLCCl4 , 振蕩，觀察CCl4 層的顏色變化。 Br-+Fe3+ ≠ 不反應 CCl4 層顏色不變化，說明二者沒 有發(fā)生氧化還原反應。 從而說明：EBr2/ Br->E Fe3+/ Fe2+,（ 3 ）3

8、D I2 水+0.5mL0.1mo1·L-1 FeSO4溶液，搖勻 +0.5mL CCl4 ,振蕩3D Br2 水+0.5mL 0.1mo1·L-1 FeSO4溶液，搖勻 +0.5mL CCl4，振蕩，觀察CCl4 層的顏色變化。 I2 水的試管中 ，CCl4 層無變化，仍為紫色，說明I2與Fe2+不反應 Br2 水的試管中 ，CCl4 層變成無色，說明Br2與Fe2+發(fā)生氧

9、化還原反應。 Br2 +Fe2+ = Br - +Fe3+ 由以上兩實驗說明：E Br2/ Br- > EI2/ I-,二、濃度對電極電勢的影響,（1）在兩只小燒杯中，分別注入ZnSO4(1 mo1·L-1)和CuSO4(1 mo1·L-1），在硫酸鋅溶液中插入鋅片，硫酸銅溶液中插入銅片組成兩個電極，中間以鹽橋相通。用導線將鋅片和銅片分別與伏特計(或酸度計)的負極和正極相接。測量兩極之

10、間的電壓。如圖：,原電池,負極：Zn=Zn2++2e 正極：Cu2+-2e =Cu根據(jù)奈斯特方程：E=Eф- 則有E=Eф- 實驗（1），在盛有CuSO4溶液的燒杯中+濃NH3·H2O 至出現(xiàn)深藍色，觀察電壓變化。Cu2++OH-＝ Cu(OH) 2↓ 藍色 生成深藍的配離子。很

11、穩(wěn)定。,,從而使燒杯中Cu2+濃度降低。[Cu2+] 減小，由方程可知，電壓應變小，觀察到伏特計表針向左偏轉。 實驗（2），在盛有ZnSO4溶液的燒杯中+濃NH3·H2O, 至白色沉淀全部溶解，觀察電壓變化。 Zn2++OH-＝ Zn(OH)2 ↓ 白色 無色 由于生成的 很穩(wěn)定，燒杯中Z

12、n2+濃度降低，[Zn2+]減小，據(jù)方程可知，E增大，伏特計指針向右偏轉。,（2）設計濃差電池 1 mo1·L-1 CuSO4作正極+回形針→陽極 0.01 mo1·l-1CuSO4作負極+回形針→陰極+酚酞 陽極 ： 4OH--2e=2H2O+O2 陰極 ：2H2O +2e=H2+2OH-由電極反應知，陰極產(chǎn)生OH-，從而陰極附近變成紅色。,三、濃度和酸度對電極電勢影響,1

13、、酸度的影響在三支盛 0.5 mL0.1 mo1·L-1H2SO40.5 mL 0.1 mo1·L-1Na2SO3試管中分別 + 0.5 mL 蒸餾水

14、 0.5 mL 6 mo1·L-1NaOH混勻后，分別滴加2D0.01 mo1·L-1KMnO4,觀察顏色變化。 a、 酸性試管中得反應為： 5SO3-+2MnO4-+6H+=2Mn2++5 SO42-+3H2O 顏色由紫紅色→ 肉色（無色）

15、 MnO4-→ Mn2+,b、中性試管中的反應為： 3SO3-+2MnO4-+ H2O =2MnO2+3SO42-+2OH- MnO4-→ MnO2 紫紅色→棕色沉淀 C、堿性試管中的反應為： 5SO3-+2MnO4-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O 2MnO4-→ MnO42-

16、 紫紅色→綠色,（2）0.5 mL 0.1mo1·L-1 KI +2D 0.1 mo1·L-1 KIO3 + 5D淀 粉 a、加3D 1mo1·L-1 H2SO4： 5I-+ IO3-+6H+=3I2+3H2O I-被氧化成→I2 I

17、O3-被還原成I-， I2使淀粉變藍色，故溶液變成藍色。 b、加3D 6mo1·L-1 NaOH： 3I2+6OH-=5I-+ IO3-+3H2O I2氧化成→ IO3- I2被氧化成→I- I2 發(fā)生反

18、應， 故試管中溶液又變成無色。 由以上反應可知，酸度對氧化還原反應有影響。,2、濃度的影響,（1）0.5mL 0.1mo1·L-1 Fe2(SO4)3+ 0.5mL水+ 0.5mL CCl4+ 0.5mL0.1mo1·L-1KI , 振蕩。 Fe3++I-＝Fe2++I2 CCl4層

19、變成紫紅色（2）0. 5mL0.1mo1·L-1 Fe2(SO4)3+ 0.5mL 1 mo1·L-1 FeSO4+ 0.5mLCCl4+ 0.5mL 0.1mo1·L-1KI , 振蕩。 Fe3++I-= Fe2++I2 由于加入Fe2+，使氧化還原平衡向左移動，生成的I2減少，CCl4層變成淺紅色。 （1）、（2）相比，CCl4層的顏色由

20、深→淺。,,(3) 0.5mL 0.1mo1·L-1 Fe2(SO4)3+ 0.5mL水+ 0.5mLCCl4+ 0.5mL 0.1mo1·L-1KI+1/2藥匙NH4F,振蕩。 由于Fe3++F-＝[FeF6]3-,生成的[FeF6]3-配離子十分穩(wěn)定。溶液中Fe3+濃度降低，使氧化還原平衡向左移動。I2減少，CCl4層顏色變淺甚至變成無色。 結論：反應物、生成物的濃度影響

21、氧化還原平衡的移動。,四、酸度對氧化還原反應速率的影響,A、0.5mL 0.1mo1·l-1KBr+0.5ml1mo1·l-1H2SO4+2D0.01mo1·l-1KMnO4B、0.5ml 0.1mo1·l-1KBr+0.5ml 6 mo1·l-1HAc+2D 0.01mo1·l-1KMnO4 10Br-+2 MnO4-+16H+=5 Br2+2Mn

22、2++8H2O H2SO4是強酸，完全電離，溶液中H+濃度大，反應速度快， MnO4-→2Mn2+速度快，因此紫紅色褪去快。 HAc是弱酸，不完全電離，溶液中H+濃度小，反應速度慢， 因此加HAc的溶液比起加H2SO4的溶液顏色褪去慢。,,五、氧化數(shù)居中物質的氧化還原性（1）0.5mL 0.1mo1·L-1 KI+ 3D 1 mo1·L-1H2SO4+2D

23、 3%H2O2， 觀察顏色變化。 H2O2+2I- + 2H+ =I2+2H2O O的價態(tài)由-1價→-2價， I-→I2，由無色→黃色。 其中，H2O2作氧化劑。,（2）2D 0.01mo1·L-1 KMnO4+ 3D 1 mo1·L-1H2SO4+2D 3

24、%H2O2。 2MnO4-+6H++4H2O2=2Mn2++8H2O+4O2↑ MnO4-→Mn2+ 溶液由紫色→無色， O的價態(tài)由-1價→0價。 H2O2做還原劑， H2O2既有氧化性，又有還原性。 由電極電勢解釋： EH2O2/H2O=1.776V