上饶师范学院：《无机化学》课程电子教案（课件讲稿）第十一章 氧化还原反应

第士一章：氧化还原反应 ·11-1基本概念。 ·11-2氧化还原方程式的配平。 11-3电极电势。 。 11-4 元素电势图及其应用 。 。 11-5电解 11-5化学电源简介 。 本章要求 作业 冈D☒I

第十一章：氧化还原反应 • 11-1 基本概念。 • 11-2 氧化还原方程式的配平。 • 11-3 电极电势。 • 11-4 元素电势图及其应用。 • 11-5 电解 • 11-5 化学电源简介 • 本章要求 • 作业

一、氧化与还原 1. 氧化发应 氧化还原的基本概念 2.还原反应 二、氧化数 1.定义：表观电荷数。假设把化合物中成键的电子 归电负性较大的原子，从而求得原子所带得形式电 荷数。此电荷数即是该原子在该化合物中的氧化数。 有正、负和分数。 2.规则： (1)单质的氧化数为0： (2)化合物中，所有元素的氧化数的代数和为0： IDI☒

11.1 氧化还原的基本概念 一、氧化与还原 1. 氧化反应; 2. 还原反应. 二、氧化数 1. 定义：表观电荷数。假设把化合物中成键的电子 归电负性较大的原子，从而求得原子所带得形式电 荷数。此电荷数即是该原子在该化合物中的氧化数。 有正、负和分数。 2．规则： （1）单质的氧化数为0； （2）化合物中，所有元素的氧化数的代数和为0；

(3)多原子离子中，所有元素的氧化数的代数和等于 离子的电荷数 (4)一些典型元素的氧化数为一定值。如：H:+1( NaH中为-1)；F:-1;0:-2(H0中)： 3.化合价和氧化数的区别： (1)化合价（某元素一定数目的原子与另一数目的原 子相化合的性质)：分子中原子键相互结合的能力， 反映了分子的结构：氧化数：分子中原子的形式电荷 数，不考虑结构，可以是分数。 如：CHC1CHC13: (2)化合价分为离子价和共价。离子价指得失电子的 数目，得电子为负，失电子为正；共价指共用电子对 数，无正负之分) IDI☑

（3）多原子离子中，所有元素的氧化数的代数和等于 离子的电荷数； （4） 一些典型元素的氧化数为一定值。如：H：+1（ NaH中为-1）；F：-1；O：-2（H2 O中）： 3.化合价和氧化数的区别： （1）化合价（某元素一定数目的原子与另一数目的原 子相化合的性质）：分子中原子键相互结合的能力， 反映了分子的结构；氧化数：分子中原子的形式电荷 数，不考虑结构，可以是分数。 如：CH3 Cl CHCl3； （2）化合价分为离子价和共价。离子价指得失电子的 数目，得电子为负，失电子为正；共价指共用电子对 数，无正负之分）

11.2 氧化还原方程式配平 一、氧化数法 :P415; 二、离子电子法：P418。 ☑DII

11.2 氧化还原方程式配平 一 、氧化数法：P415； 二、离子电子法：P418

11.3氧化还原反应和电极电势 一、氧化还原反应和电子转移 1、氧化数变化和电子转移 金属锌置换Cu2+的氧化还原反应如下： Zn+Cu2+--=Zn2++Cu Zn和Cu2+在反应中氧化数发生了变化，根据它们 氧化数的变化可以确定氧化剂为Cu2+,还原剂为Zn。 为什么有的元素氧化数升高，有的却降低？ 这是因为氧化剂、还原剂之间发生了电子转移。 怎样证明金属锌置换Cu2+的反应有电子转移呢？ 可以设计一定的装置，让电子转移变成电子的定 向移动。这种装置称为原电池。通过原电池将氧化还 原反应的化学能转变为电能，产生电流，可以证明氧 化还原反应发生了电子转移

11.3 氧化还原反应和电极电势 一、氧化还原反应和电子转移 1、氧化数变化和电子转移 金属锌置换Cu2+的氧化还原反应如下： Zn+Cu2+===Zn2++Cu Zn和Cu2+在反应中氧化数发生了变化，根据它们 氧化数的变化可以确定氧化剂为Cu2+，还原剂为Zn。 为什么有的元素氧化数升高，有的却降低？ 这是因为氧化剂、还原剂之间发生了电子转移。 怎样证明金属锌置换Cu2+的反应有电子转移呢? 可以设计一定的装置，让电子转移变成电子的定 向移动。这种装置称为原电池。通过原电池将氧化还 原反应的化学能转变为电能，产生电流，可以证明氧 化还原反应发生了电子转移

I→ 电势 负载 ne -ne ne 开为两个半电池， 正极 隔膜 负极 接通，半电池用 电池。产生电流 →ne ne- 金 ←On+ 电解质 属 电解质 II On++ne→O R→Rn++ne 隔膜 电极（右） On+氧化态物质 R还原态物质 b 电池方块图 化学电源结构示意图

氧化还原反应和电极电势 2、原电池 将锌和锌盐溶液与铜和铜盐溶液分开为两个半电池， 即锌半电池和铜半电池；外电路用导线接通，半电池用 盐桥沟通，这样就得到了一个Cu-Zn原电池。产生电流 的方向和大小可由检流计测出。 原电池是由氧化还原反应产生电流的装置，它使化 学能转变为电能。 原电池中的反应如下： 锌电极：氧化反应：Zn→Zn2++2e- 铜电极：还原反应：Cu2++2e-→Cu 电池反应：氧化还原反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu 原电池的表示方法： (-)Zn│Zn2+(1mol/L)‖Cu2+(1mol/L)│Cu(+) 用│表示有一界面，‖表示盐桥

氧化还原反应和电极电势 外电路 溶液 Cds( H20 (固) 二氧化钌 H20 质子导通膜 光分解水电池

任何氧化还原反应，从理论上说都可以设计一定 的原电池证明有电子转移发生，然而实际操作有时会 发生困难，特别是那些比较复杂的反应。 氧化还原反应和电极电势

氧化还原反应和电极电势 二、电极电势差 在Cu一Zn原电池中为什么Zn是负极而不是正极呢？ 大家已知金属晶体里有金属阳离子和公共化电子。 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，金属表面的离子进人溶液和水 分子结合成为水合离子： Zn→Zn2+(aq)+2e 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： Zn2+（aq)+2e→Zn 金属的溶解和沉积能形成动态平衡

二、电极电势差 在Cu－Zn原电池中为什么Zn是负极而不是正极呢？ 大家已知金属晶体里有金属阳离子和公共化电子。 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，金属表面的离子进人溶液和水 分子结合成为水合离子： Zn→Zn2+（aq）+2e- 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： Zn2+（aq）+2e-→Zn 金属的溶解和沉积能形成动态平衡。 氧化还原反应和电极电势

氧化还原反应和电极电势 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，则保留着相应数量的自由电 子（对于不同的电极，可能出现不同的情况)。这样， 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、温度、介 质、离子浓度等。 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大，离子沉积 的倾向越小。达成平衡时，电极的电势越低；反之， 电极的电势越高

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，则保留着相应数量的自由电 子（对于不同的电极，可能出现不同的情况）。这样， 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、温度、介 质、离子浓度等。 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大，离子沉积 的倾向越小。达成平衡时，电极的电势越低；反之， 电极的电势越高。 氧化还原反应和电极电势

标准电极电势 电极电势的绝对值迄今仍无法测量。然而为了比较 氧化剂和还原剂的相对强弱，常用电极的相对电势值。 通常所说的某电极的“电极电势”就是相对电极电 势。 为了获得各种电极的电势差的相对大小，必须选用 一个通用的标准电极。 测量电极电势，则选择了标准氢电极的电势作为标 准，规定其标准电极电势为零。当用标准氢电极和欲测 电极组成电池后，测量该原电池的电动势，就得出了各

电极电势的绝对值迄今仍无法测量。然而为了比较 氧化剂和还原剂的相对强弱,常用电极的相对电势值。 通常所说的某电极的“电极电势”就是相对电极电 势。 为了获得各种电极的电势差的相对大小，必须选用 一个通用的标准电极。 测量电极电势，则选择了标准氢电极的电势作为标 准，规定其标准电极电势为零。当用标准氢电极和欲测 电极组成电池后，测量该原电池的电动势，就得出了各 种电极电势的相对数值。 标准电极电势