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会计学确定氧化(yǎnghuà)数的规则:例:二、氧化(yǎnghuà)与还原四、氧化还原(huányuán)半反应和氧化还原(huányuán)电对§9-2氧化还原方程式的配平一、氧化数法(遵循质量守衡和电荷守衡)二、离子电子法:先配平两个氧化还原半反应(先将半反应两边(liǎngbiān)的原子数配平,再用电子将电荷数配平)再合并为总反应。§9-3电极电势一、原电池这一反应可在下列装置(zhuāngzhì)中分开进行正极(zhèngjí)(铜电极):Cu2++2e-Cu负极(锌电极):ZnZn2++2e-原电池的表示方法:(-)Zn|Zn2+(C1)‖Cu2+(C2)|Cu(+)“|”表示液-固相有一界面(jièmiàn);“‖”表示盐桥。在有气体参加的电池中还要表明气体的压力,溶液要表明浓度。例如(lìrú):二、电极电势(φ)1.双电层理论(lǐlùn)这两种对立的倾向在一定条件下,建立暂时(zànshí)的平衡:MMn+(aq)+ne-金属越活泼,上述平衡向右进行的程度就越大,此时,在极板附近的溶液中有过剩的正电荷,而极板表面上有过剩的负电荷,即在极板表面上形成“双电层”。这样,在金属和盐溶液之间产生了电位差,这种产生在金属和它的盐溶液之间的电势叫做金属的电极电势。2.原电池的电动势EE=φ(+)-φ(-)3.标准(biāozhǔn)氢电极和标准(biāozhǔn)电极电势(1)标准氢电极将铂片表面(biǎomiàn)镀上一层多孔的铂黑(细粉状的铂),放人氢离子浓度为1mol·L-1的酸溶液中(如HCl)。不断地通人压力为101.3kPa的氢气流,使铂黑电极上吸附的氢气达到饱和。这时,H2与溶液中H+可达到以下平衡:(2)标准(biāozhǔn)电极电位(3)标准电极电势表及其应用本课程标准电极电势表按照IUPAC的系统,氢以上为负,氢以下为正。电极反应都写成还原反应。①标准电极电势表都分为(fēnwéi)两种介质(见附录):酸性、碱性溶液。什么时候查酸表、或碱表?有几条规律可循:②氧化剂、还原剂的强弱可由φθ值大小来判断:Φθ值越小,还原型物质是越强的还原剂;Φθ值越大,氧化型物质是越强的氧化剂。③Φθ值反映物质得失电子的能力,它与物质的量无关,且与半反应的方向无关。例:Cu2++2eCuφθ=+0.337V2Cu2++4e2Cuφθ=+0.337V④该表为298.15K时的标准(biāozhǔn)电极电势。因为电极电势随温度的变化而变化,所以,室温下一般均可应用表列值。三、电池(diànchí)电动势E和ΔrG的关系例:若把下列反应设计(shèjì)成原电池,求电池的EӨ及反应的ΔrGӨ?Cr2O72-+6Cl-+14H+=2Cr3++3Cl2+7H2O四、影响(yǐngxiǎng)电极电势的因素1.能斯特(Nernst)方程式氧化型+ne-还原型例:已知φӨ(Fe3+/Fe2+)=0.771v.[Fe3+]=1.0mol·L-1,[Fe2+]=1.0×10-3mol·L-1时的电极电势φ.解:φ(Fe3+/Fe2+)=φӨ(Fe3+/Fe2+)+0.0592lg[Fe3+]/[Fe2+]=0.771v+0.0592lg(1.0×103)=0.771v+0.178=0.949v2.电极电势的影响因素(1)沉淀生成的影响例:Ag+/Ag加入Cl-,求平衡且[Cl-]=1.0mol·L-1时,求ΦAg+/Ag?解:Ag++e-=AgφθAg+/Ag=0.799v又AgCl=Ag++Cl-Ksp(AgCl)=1.77×10-10Ksp=[Ag+]·[Cl-][Ag+]=1.77×10-10mol·L-1∴ΦAg+/Ag=ΦθAg+/Ag+0.0592lg1.77×10-10=0.222V可见,沉淀使c(Ag+)↓,ΦAg+/Ag↓,Ag+氧化(yǎnghuà)能力↓(2)配位平衡(pínghéng)的影响例1:Cu2+/Cu中加入NH3·H2O,使平衡(pínghéng)时c(NH3)=c([Cu(NH3)4]2+)=1.0mol·L-1,求φCu2+/Cu=?解:Cu2++2e-=CuφθCu2+/Cu=0.34VΦ=Φθ+(0.0592/2)lg[Cu2+]加入NH3后有:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+已知:Kf[Cu(NH3)4]2+=2.09×1013当c([Cu(NH3)4]2+)=c(NH3)=1.0mol·L-1时,c(Cu2+)=1/Kf[Cu(NH3)4]2+∴Φ=Φθ+(0.0592/2)lg1/2.09×1013=-0.05V可见氧化型物质Kfθ↑,Φ↓。例2:Fe3+