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第六章氧化还原反应
一、教学基本要求
氧化还原反应与原电池
掌握氧化值的概念,掌握离子¾¾ 电子法配平;了解原电池、氧化还原电对、半反应、电极反应、电池反应、电池符号(最简单的)等基本概念。
电极电势
理解双电层理论;掌握标准电极电势的概念;熟悉标准氢电极、参比电极和甘汞电极;会用标准电极电势表。
影响电极电势的因素
掌握能斯脱方程;掌握酸度、沉淀的生成、配合物的生成对电极电势的影响。
电极电势的应用
会用电极电势判断氧化剂(或还原剂)的相对强弱;会计算氧化还原反应的平衡常数;会判断氧化还原反应进行的方向;会应用元素的标准电极电势图判断某一物质能否发生歧化反应,并会计算相应电对的电极电势。
二、学时分配:
讲授内容
学时数()








三、教学内容
§ 氧化还原反应与原电池
基本概念
参加反应的物质之间有电子的得失或偏移的一类反应称为氧化还原反应。
例如:
Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu (电子的得失)
H2(g)+ Cl2(g)=HCl(g)(电子的偏移)
一、氧化数(值)
1970年纯粹和应用化学国际联合会(IUPAC)确定:氧化数是某元素的一个原子的荷电数,该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。
定氧化值的几条规则如下:
(1)在单质中元素的氧化数为零;在单原子离子中元素的氧化数等于离子所带的电荷数。
(2)在多原子分子中,所有原子的氧化数代数和为零;在多原子离子中,所有元素的氧化数的代数和等于该离子所带的电荷数。
(3)含氢大多数化合物中氢的氧化数为+1,但在金属氢化物中,氢的氧化值为-1。
(4)氧在一般化合物中的氧化数为-2;在过氧化物中为-1;在超氧化物(KO2)中为-1/2;在臭氧化物(KO3)中为-1/3;在OF2中为+2,在O2F2中为+1。
(5)所有含氟化物中氟的氧化数为-1;碱金属的氧化数为+1;碱土金属的氧化数为+2。
氧化数可以是正值,可以是负值, 也可以是分数和零,从数值上可以看出,氧化值是化合物中元素原子的形式电荷数。
二、氧化剂和还原剂
在氧化还原反应中,某元素原子失去电子,氧化数升高,即被氧化;某元素的原子得到电子,氧化数降低,即被还原。失去电子的物质是还原剂,得到电子的物质是氧化剂。还原剂是电子给予体,氧化剂是电子接受体。
小结如下:
反应物
氧化剂
还原剂
氧化数变化
氧化数降低
氧化数升高
表观性质
氧化性
还原性
反应过程
还原
氧化
自身发生的反应
还原反应
氧化反应
二、半反应与电对

任何一个氧化还原反应都由两个“半反应”组成,例如:金属锌与硫酸铜溶液的反应为
Cu2+(aq)+ Zn (s)¾®Cu(s) + Zn2+( aq)
其中Zn (s)失去电子被氧化,为氧化半反应,可以表示为Zn (s)¾®Zn2+(aq)+2e-
而Cu2+(aq)得到电子被还原,为还原半反应,可以表示为Cu2+(aq)+2e-¾®Cu(s)。氧化半反应和还原半反应相加可以得到完整的氧化还原反应。

在半反应中,同一元素两个不同氧化态的两种物质间构成一个电对。电对中一种是处于较高氧化态,可做氧化剂的氧化态物质称氧化型,另一种是较低氧化态,可做还原剂的还原态物质称还原型。电对的表示方法: “氧化型/还原型”
例如:如半反应:Cu2++2e-→Cu 电对:Cu2+/Cu。在电对Cu2+/Cu中Cu2+为氧化型,Cu为还原型。
半反应:Zn→Zn2++2e- 电对:Zn2+/Zn。在电对Zn2+/Zn中Zn2+为氧化型,Zn为还原型。
常见电对的种类:
①金属与其离子组成。如:Cu2+/Cu、Zn2+/Zn;②同种金属不同价态的离子组成。如:Fe3+/Fe2
③非金属单质与其相应的离子。如:H+/H2;④金属与其难溶盐组成如:Ag/AgCl
任何氧化还原反应都有两个电对构成,若用(1)表示氧化剂所对应的电对,用(2)表示还原剂对应的电对,则氧化还原反应可表示为:
氧化型(1)+还原型(2)→还原型(1)+ 氧化型(2)
氧化还原反应的实质就是两个电对之间的电子转移。

一、离子电子法

(1)反应过程中氧化剂所得电子总数必须等于还原剂所失电子总数。
(2)反应前后各元素的原子总数必须相等,各物种的电荷数的代数和必须相等.
¾¾电子法的配平步骤
(1)找出两个电对,写出未配平的离子反应方程式(弱电解质