电化学原理及其应用学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:55 大小:1.3MB 金币:10 举报 版权申诉
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铜锌原电池的装置示意图原电池电池(diànchí)反应:Ag+(aq)+Cu(s)→Ag(s)+Cu2+(aq)规定:负极在左,正极在右;离子在中间,导体(dǎotǐ)在外侧;固-液有界面(|),液-液有盐桥(‖);用“,”分隔两种不同种类或不同价态的溶液;当半反应中有气体时,需外加惰性导电材料。写出下列化学方程式的氧化还原反应的半反应式,并分别用图式(túshì)表示各氧化还原反应组成的原电池:如:(Zn2+/Zn);(Cu2+/Cu);(O2/OH-);(MnO4-/Mn2+)等。解决办法:选定标准(biāozhǔn)氢电极作为标准(biāozhǔn)电极,(-)Zn∣Zn2+(1mol·dm-3)‖H+(1mol·dm-3)∣H2(101.325kPa)∣Pt(+)(1)θ值与半反应的写法(xiěfǎ)无关6.3原电池的电动势与电池反应(fǎnyìng)的摩尔吉布斯自由能变例6-1计算由标准氢电极和标准镉电极组成(zǔchénɡ)的原电池反应的标准吉布斯函数变。6.4影响(yǐngxiǎng)电极电位的因素T=298.15K时,例6-2已测得某铜锌原电池的电动势为1.06V,并已知其中(qízhōng)c(Cu2+)=0.020mol·dm-3,问该原电池中c(Zn2+)为多少?对于电极反应(fǎnyìng)通式:例如:O2(g)+2H2O+4e-例6-3计算OHˉ浓度(nóngdù)为0.100mol·dm-3时,氧的电极电位(O2/OH-)。已知:p(O2)=101.325kPa,T=298.15K。若把电极反应式写成O2+H2O+2e-=2OH-,氧的电极电位(O2/OH-)有何变化?4)若在原电池反应或电极反应中,有H+或OH–参加反应,则其浓度(nóngdù)及其在反应式中的化学计量数也应根据反应式写在能斯特方程式中。3、酸度对电极电势的影响如果(rúguǒ)电极中包含有H+和OH-离子,那么酸度对电极会产生影响。例:Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O当[H+]=1m时,Φ(Cr2O72-/Cr3+)=φӨ(Cr2O72-/Cr3+)=1.33V当[H+]=10-3m时,可求得酸碱性对氧化(yǎnghuà)还原反应产物的影响解:半反应式为:Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O练习试以反应(fǎnyìng)H3AsO4+2I-+2H+=H3AsO3+I2+H2O为例,说明酸度对氧化还原反应(fǎnyìng)进行方向的影响。已知:φӨ(H3AsO4/H3AsO3)=0.56V,φӨ(I2/I-)=0.54V,(假定反应(fǎnyìng)中H3AsO4,H3AsO3,I-的浓度都为1m)解:pH=0时,[I-]=[H3ASO4]=[H3ASO3]=1mE=φӨ(H3AsO4/H3AsO3)-φӨ(I2/I-)=0.02V,故反应(fǎnyìng)向右进行;pH=8时,φ(H3AsO4/H3AsO3)=φӨ(H3AsO4/H3AsO3)+lg(1×10-8)2=0.0872V小于φӨ(I2/I-)(0.54V)因此,反应(fǎnyìng)向左进行。4、沉淀对电极电位的影响(yǐngxiǎng)如果在反应体系中加入能使某种物质产生沉淀时,其电极电位会发生变化。例6-4试通过半反应Ag++e=Ag求ӨAgI/Ag已知:ӨAg+/Ag=0.799V解:先来看ӨAgI/Ag.的电极反应:AgI(s)+e=Ag(s)+I其标准状态是指[I]=1mol/L此时(cǐshí):[Ag+]==Ksp生成沉淀后电极电位(diànwèi)发生了变化,Ksp越小,电极电位(diànwèi)越小。例:ӨAgCl/Ag=0.221VӨAgBr/Ag=0.071VӨAgI/Ag=-0.152V例6-6:已知沉淀剂(络合剂)使氧化型浓度(nóngdù)降低时,Ə将更负,氧化型氧化能力削弱,还原型还原能力增强。6.5电极电位(diànwèi)的应用6.5.1氧化剂和还原剂的相对(xiāngduì)强弱的比较例6-5下列三个电极中,在标准条件(tiáojiàn)下哪种物质是最强的氧化剂?若其中MnO4-/Mn2+的电极改为在pH=5.00的条件(tiáojiàn)下,它们的氧化性相对强弱次序将怎样改变?已知θ(MnO4-/Mn2+)=1.507V,θ(Br2/Br-)=1.066V,θ(I2/I-)=0.5355V(2)pH=5.0时,先计算(jìsuàn)得(MnO4-/Mn2+)。6.5.2氧化还原反应(fǎnyìng)方向的判断例6-6当pH=5.00,除H+(aq)离子外,