内蒙古科技大学：《普通化学》课程教学资源（实验指导）实验七 氧化还原反应

实验七 氧化还原反应 目的 1.了解原电池装置和反应，并学会粗略测量原电池电动势的方法： 2.考察浓度对电极电势的影响 3.掌握电极电势与氧化还原反应的关系，进一步熟悉溶液浓度、酸度对氧化还原反应的影响。 、实验原理 金属间的置换反应伴随着电子的转移，利用这类反应可组装原电池，如标准铜锌原电池。 (-)Zn I ZnS04 (1molL-1)Il CuSOa (1mol.L-1)I Cu (+ 在原电池中 电池电动势的 ,产生电流，由于电池本身有内电阻， 用毫伏计所测的电压，只是 ，可用S25型酸度计粗略地测量其电动势 产 电对对的电皮电势号作样为还原剂电 电势 氧化还 原反应就自发进行。也就是E 9值大的氧化态物质可以氧化E 9值小的 还原态物质可以还原E 值大的氧化态物质。 若两者的标准电极电势代数值相差不大时，必须考虑浓度对电极电势的影响。具体方法是利用 不有保的电板电值米说用氢化还原反应的情况 若有H或OH 参加氧化还原反应，还必须考虑值（酸度）对电极电势和氧化还原反应的影形 响 管)、50加L烧杯4只。 25型酸度计，铜片电极和锌片电极各两根、盐桥（充有琼胶和KC1饱和溶液的U形 药品：HC1(浓、1olL):H2S04(2mol·L):CuS04(0.01mol·L,0.5ol·L 1 mol.L-1):ZnS0(0.5mol.L-1):KBr(0.1 mol.L-1)KI(0.1 mol.L-1):FeCl3(0.1 mol·Ll);H202(3%),(NH4)2Fe(S04)2(0.1mol·L-1):Kg[Fe(CN)s](0.1mol·L):K2Cr207(0.02 mol·L-l);MnO2(s),NH4SCN(O.1ol·L):溴水，CC14,淀粉KI试纸，砂纸。 四、 电池与 电动势 装好铜锌原电池 电动势步提（参见本实验阳录) 浓度对电极电势的影响 将步骤1中的0.51·L-的CuS0溶液，换成0.01ol·L1CuS04,重新测定电动势，与步骤 1的实验数据进行比较，并解释之 3,氧化还原反应与电极电势的关系 (1)往试管中加入0.5mL0.1mol·L-1的KI溶液和2滴0.1mol·L1FeC13溶液，再加入10滴 CC14,观察CC14层颜色的变化，发生了什么反应？ (2)用0.1mo1·L1KBr溶液代替KI溶液，进行上述实验，反应能否发生？ 根据()、(2)的实验结果，定性地比较E(Br2/Br)、E(L2/)、E(Fe8+/Fe2)的相 对大小，并指出哪一种物质是最强氧化剂，哪一种物质是最强还原剂？ (3)自拟实验，根据电极电势数值判断并验证Fe2能否与3%的202发生反应？ [注]：H202不宜加多，以免妨碍用NH4SCN对Fe3+的检验。 4.浓度对氧化还原反应的影响 观察M02(s)分别与浓HC1和1mo1·L1HC1的反应现象（此实验可以不加热），并检验所产生的 气体，写出反应方程式， 并从浓度对电极电势的影响解释之。 溶液酸度对氧化还原反应的 往试管中加入0.5l0.1mol·Ll的KI溶液和0.5l0.02mol·L-lK2Cr207溶液，混匀后，加入 少量CC14并震荡，观察现象，再加入10滴2mol·LH2S04溶液，观察CC14层颜色的变化，写出反应

实验七 氧化还原反应 一、实验目的 1．了解原电池装置和反应，并学会粗略测量原电池电动势的方法； 2．考察浓度对电极电势的影响； 3．掌握电极电势与氧化还原反应的关系，进一步熟悉溶液浓度、酸度对氧化还原反应的影响。 二、实验原理 金属间的置换反应伴随着电子的转移，利用这类反应可组装原电池，如标准铜锌原电池。 (-)Zn┃ZnSO4(1mol·L-1)‖CuSO4(1mol·L-1)┃Cu (+) 在原电池中，化学能转变为电能，产生电流，由于电池本身有内电阻，用毫伏计所测的电压，只是 电池电动势的一部分（即外电路的电压降）。可用pHS25型酸度计粗略地测量其电动势。 当氧化剂和还原剂所对应的电对的电极电势相差较大时，通常可以直接用标准电极电势E θ来 判断,作为氧化剂电对对应的电极电势与作为还原剂电对对应的电极电势数值之差大于零，则氧化还 原反应就自发进行。也就是E θ值大的氧化态物质可以氧化E θ值小的还原态物质，或E θ值小的 还原态物质可以还原E θ值大的氧化态物质。 若两者的标准电极电势代数值相差不大时，必须考虑浓度对电极电势的影响。具体方法是利用 Nernst 方程式： 计算出不同浓度的电极电势值来说明氧化还原反应的情况。 若有H + 或OH - 参加氧化还原反应，还必须考虑pH值（酸度）对电极电势和氧化还原反应的影 响。 三、实验仪器和试剂 仪器：pHS-25型酸度计，铜片电极和锌片电极各两根、盐桥（充有琼胶和KCl饱和溶液的U形 管）、50mL烧杯4只。 药品：HCl(浓、1 mol·L-1)；H2SO4(2 mol·L-1)；CuSO4(0.01 mol·L-1，0.5 mol·L- 1 mol·L-1)；ZnSO4(0.5mol·L-1)；KBr(0.1 mol·L-1)； KI(0.1 mol·L-1)；FeCl3(0.1 mol·L-1)；H2O2(3%)，(NH4)2Fe(SO4)2(0.1 mol·L-1)；K3[Fe(CN)6](0.1 mol·L-1)；K2Cr2O7(0.02 mol·L-1)；MnO2(s)，NH4SCN(0.1 mol·L-1)；溴水，CCl4，淀粉KI试纸，砂纸。 四、实验内容 1．原电池与电动势 如图7.1装配好铜锌原电池，按测定电动势步骤（参见本实验附录） 进行操作，记录数据，并写出电极反应。 2．浓度对电极电势的影响 将步骤1中的0.5 mol·L-1的CuSO4溶液，换成0.01 mol·L-1 CuSO4，重新测定电动势，与步骤 1的实验数据进行比较，并解释之。 3．氧化还原反应与电极电势的关系 （1）往试管中加入0.5mL 0.1 mol·L-1的KI溶液和2滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，再加入10滴 CCl4，观察CCl4层颜色的变化，发生了什么反应？ （2）用0.1 mol·L-1 KBr溶液代替KI溶液，进行上述实验，反应能否发生？ 根据（1）、（2）的实验结果，定性地比较E (Br2/Br-)、E (I2/I-)、E (Fe3+/Fe2+) 的相 对大小，并指出哪一种物质是最强氧化剂，哪一种物质是最强还原剂？ （3）自拟实验，根据电极电势数值判断并验证Fe2+能否与3%的H2O2发生反应？ [注]：H2O2不宜加多，以免妨碍用NH4SCN对Fe3+的检验。 4. 浓度对氧化还原反应的影响 观察MnO2(s)分别与浓HCl和1 mol·L-1 HCl的反应现象（此实验可以不加热）,并检验所产生的 气体，写出反应方程式，并从浓度对电极电势的影响解释之。 5．溶液酸度对氧化还原反应的影响 往试管中加入0.5mL 0.1 mol·L-1的KI溶液和0.5mL 0.02 mol·L-1K2Cr2O7溶液，混匀后，加入 少量CCl4并震荡，观察现象，再加入10滴2 mol·L-1H2SO4溶液，观察CCl4层颜色的变化，写出反应

方程式，并加以解释。 五、实验思 置原 电池？盐桥有什么作用？ 7应进行的方向？本实验通过什么反应来说明 ①C12、Br2、12和Fe3+: ②C1-、Br- I-和F2+. 4.电极电势受那些因素的影响？是如何影响的？本实验是通过哪些实验来证明？ 5.在氧化还原反应中，为什么一般不用NO3、HC1作为反应的酸性介质？ 6.查阅与本实验有关的各氧化还原电对的标准电极电势值，记载于实验预习报告上

方程式，并加以解释。 五、实验思考题 1．怎样装置原电池？盐桥有什么作用？ 2．如何利用电极电势来判断氧化还原反应进行的方向？本实验通过什么反应来说明的？ 3．如何通过实验比较下列物质的氧化还原性的强弱？ ① Cl2、Br2、I2和Fe3+ ； ② Cl-、Br-、I -和Fe2+。 4．电极电势受那些因素的影响？是如何影响的？本实验是通过哪些实验来证明？ 5．在氧化还原反应中，为什么一般不用HNO3、HCl作为反应的酸性介质？ 6．查阅与本实验有关的各氧化还原电对的标准电极电势值，记载于实验预习报告上