中山大学：《无机化学》课程电子教案（PPT教学课件）第十章 氧化还

第10章氧化还原与电化学 10.1氧化数与氧化还原方程式的配 102原电池的电动势与电极电位(势) 10.3标准电极电位(势) 10.4影响电极电位的因素 10.5与电极电位(势)有关的三种图形

第10章 氧化还原与电化学 10.1 氧化数与氧化还原方程式的配平 10.2 原电池的电动势与电极电位（势） 10.3 标准电极电位（势） 10.4 影响电极电位的因素 10.5 与电极电位（势）有关的三种图形

10.1氧化数与氧化还原方程式的配平 元素的氧化数( Oxidation number) (氧化态 Oxidation state)(中学:化合价) 单质:00 0 化合物:∑氧化数=0 +1-1+2-1+1-1+1-2 Nacl CaF2 H: CI H2O 氧化数的本质: 在离子化合物中,即正、负离子所带的电荷数 在极性化合物中,即元素的一个原子提供参与共价 键的电子数,其中电负性小,共用电子对离得较远的 元素为正氢化数,电负性大、共用电子以离得较近的 元素为负氧化数

10.1 氧化数与氧化还原方程式的配平 一、元素的氧化数（Oxidation number） （氧化态 Oxidation state) (中学：化合价) ◼ 单质：0 0 0 0 0 0 ◼ H2 O2 O3 C60 Na Ne ◼ 化合物： 氧化数= 0 ◼ +1 -1 +2 -1 +1 -1 +1 -2 ◼ NaCl CaF2 H :Cl H2O ◼ 氧化数的本质： ◼ 在离子化合物中，即正、负离子所带的电荷数； ◼ 在极性化合物中，即元素的一个原子提供参与共价 键的电子数，其中电负性小，共用电子对离得较远的 元素为正氧化数，电负性大、共用电子以离得较近的 元素为负氧化数

氧化还原反应 (-)氧化还原反应定义 e×2 例1:2NaA+(e2 Na+Cxs Cu Fe+ cu2 (aq)= Fe(aq H2(g+ C2(8=2 Hclg 氧化还原反应,凡有电子得失或共用 电子对偏移发生的反应。 氧化一失去电子或共用电子对偏离的 变化,相应的物质称为“还原剂”; 还原—得到电子或共用电子对接近的 变化,相应的物质称为“氧化剂”。 氧化剂:Cl2,Cu2,C2,得到电子被还原 还原剂:Na,Fe,H2,失去电子被氧化

二、氧化还原反应 ◼ （一）氧化还原反应定义 ◼ e  2 ◼ ¯¯¯¯¯ ◼ 例1：2 Na(s) + Cl2(g) = 2 Na+Cl- (s) ◼ Fe(s) + Cu2+ (aq) = Fe2+ (aq) + Cu(s) ◼ H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) ◼ 氧化还原反应⎯凡有电子得失或共用 电子对偏移发生的反应。 ◼ 氧化⎯失去电子或共用电子对偏离的 变化，相应的物质称为“还原剂”; ◼ 还原⎯得到电子或共用电子对接近的 变化，相应的物质称为“氧化剂”。 氧化剂：Cl2 , Cu2+ ,Cl2，得到电子被还原； 还原剂：Na, Fe, H2 ，失去电子被氧化

(一)氧化还原反应定义(续) 氧化数:00 +1-1 例1:2Na+C2g)=2 Nacl H2(g)+Cl2()=2HC n氧化过程:元素的氧化数个; n还原过程:元素的氧化数!。 凡元素氧化数发生变化的过程,就是氧化还原 反应

（一）氧化还原反应定义 （续） ◼ 氧化数：0 0 +1 -1 ◼ 例1：2 Na(s) + Cl2 (g) = 2 Na+Cl- (s) ◼ H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) ◼ 氧化过程：元素的氧化数↑; ◼ 还原过程：元素的氧化数↓。 ◼ 凡元素氧化数发生变化的过程，就是氧化还原 反应

(二)自氧化还原反应 例 2K03(→2KCl)+302g) △ 2HgO(→2Hg+O2g) 同一物质,既是氧化剂,又是还原剂, 但氧化、还原发生在不同元素的原子上。 (三)歧化反应 例:0 Ch2(g+h2O0-HOCkag+ hclag 同一物质中同一元素的原子,有的氧化数个,有的氧化 数↓,称为“歧化反应”;逆反应称为“逆歧化反应” 或“归中反应

（二）自氧化还原反应 例：  2 KClO3 (s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)  2 HgO(s) → 2 Hg(l) + O2(g) 同一物质，既是氧化剂，又是还原剂， 但氧化、还原发生在不同元素的原子上。 （三）歧化反应 例：0 +1 -1 Cl2(g) + H2O(l) = HOCl(aq) + HCl(aq) 同一物质中同一元素的原子，有的氧化数↑，有的氧化 数↓，称为“歧化反应”；逆反应称为“逆歧化反应” 或“归中反应

氧化还原反应方程式的配平 (一)氧化数法:适用于任何氧化还原反应。 依据:还原剂氧化数的升高总值=氧化剂氧化数降低总值 v1: KMnO4+ FeSO 4+ H2S04- 1.据反应事实,写出反应产物,注意介质酸碱性: KMnO4+ FesO H2so4-Mnso4 +Fe2 SO4)3+K2SO4+ H,O 2.调整计量系数,使氧化数升高值=降低值: +2 KMnO+5 FesO4 H2So4 +2 +3 MnSo4+ 5/2 Fe2(SO4)3+ K2SO4+H2o 3若出现分数,可调整为最小正整数 2 KMnO+10 FeSO+hso 2 MnSO 4 +5 Fe2(SO4)3+ K2SO4+ H2O

三、氧化还原反应方程式的配平 （一）氧化数法：适用于任何氧化还原反应。 依据：还原剂氧化数的升高总值= 氧化剂氧化数降低总值 例1：KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 ⎯ 1. 据反应事实，写出反应产物，注意介质酸碱性： KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 ⎯ MnSO4 +Fe2 (SO4 )3 + K2SO4 + H2O 2. 调整计量系数，使氧化数升高值= 降低值: +7 +2 KMnO4 + 5 FeSO4 + H2SO4 +2 +3 ⎯ MnSO4 + 5/2 Fe2 (SO4 )3 + K2SO4 + H2O 3.若出现分数，可调整为最小正整数： 2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4 = 2 MnSO4 + 5 Fe2 (SO4 )3 + K2SO4 + H2O

3配平各元素原子数(观察法) 先配平非H、O原子,后配平H0原子。 (1)配平K+、SO2数目 SO42:左11,应+7;右18 2 KMnO+10 FeSo+8HSO 2 MnSO4+5 Fe2(So4)3+K2SO4+ H2O (2)配平H数目 H:左16,右2,应8H2O 2 KMnO4+10 FesO4 +8 H2SO4 2 MnsO4+5 Fe2 sO4)3+ K2SO4+8H2O (3)配平(或核对)O原子数目:已平衡

3. 配平各元素原子数（观察法） 先配平非H、O原子，后配平H、O原子。 （1）配平K+ 、SO4 2-数目 SO4 2-：左11，应+7；右18 2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 ⎯ 2 MnSO4 + 5 Fe2 (SO4 )3 + K2SO4 + H2O （2）配平H+数目 H+：左16，右2，应8 H2O 2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8 H2SO4 = 2 MnSO4 +5 Fe2 (SO4 )3 + K2SO4 + 8 H2O （3）配平（或核对）O原子数目：已平衡

氧化数法配平氧化还原反应方程式的步骤 核对H、O等,用H+、OH-、H2O 最小公倍数法确定氧化剂、还原剂系数 确定元素氧化数升、降数值 根据反应条件,写出反应物、生成物

氧化数法配平氧化还原反应方程式的步骤 核对H、O等，用H＋ 、OH－ 、H2O 最小公倍数法确定氧化剂、还原剂系数 确定元素氧化数升、降数值 根据反应条件，写出反应物、生成物

对于电解质在溶液中的反应,也可通过“离子方程式” 表示(更简洁),配平步骤类似: Mno+ Fe2++H+- Mn2++ Fe3++ho Mno.+5 Fe2++ Ht-Mn2++5 Fe3++h,o MnO4+5 Fe++8H+-Mn2++5 Fe++H2o MnO+5 Fe2++8 H+= Mn2++5 Fe3++4,O (3)配平(或核对)O原子数目:已平衡。 (1)物料平衡 注意{(2)荷平衡 (3)介质酸碱性

对于电解质在溶液中的反应，也可通过“离子方程式” 表示（更简洁），配平步骤类似： MnO4 - + Fe2+ + H+ ⎯ Mn2+ + Fe3+ + H2O MnO4 - + 5 Fe2+ + H+ ⎯ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O MnO4 - + 5 Fe2+ + 8 H+ ⎯ Mn2+ + 5 Fe3+ + H2O MnO4 - + 5 Fe2+ + 8 H+ = Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O （3）配平（或核对）O原子数目：已平衡。 注 意 ( ) ( ) ( )      介质酸碱性 电荷平衡 物料平衡 3 2 1

注意 若写为: MnO4+3 Fez++4 H*= MnO2+3 Fe++2 H2O n错!产物与实验事实不符,不是MnO2,而是 Mn 若写为: Mno.+5 Fe2++4H.0= Mn2+ +5 Fe3++8 OH ■错!虽然物料平衡、电荷平衡,但介质不符

注 意 ◼ 若写为： ◼ MnO4 - + 3 Fe2+ + 4 H+ = MnO2↓+ 3 Fe3+ + 2 H2O ◼ 错！产物与实验事实不符，不是MnO2↓，而是 Mn2+； ◼ 若写为： ◼ MnO4 - +5 Fe2+ + 4 H2O = Mn2+ +5 Fe3+ + 8 OH- ◼ 错！虽然物料平衡、电荷平衡，但介质不符