全国勘察设计注册工程师执业资格考试公共基础考试普通化学考试内容4.ppt

普通化学考试大纲,四.氧化还原与电化学 氧化还原的概念；氧化剂与还原剂；氧化还原电对；氧化还原反应方程式的配平；原电池的组成和符号；电极反应与电池反应；标准电极电势；电极电势的影响因素及应用；金属腐蚀与防护。,第四节 、氧化还原与电化学,一.氧化还原反应概念1.氧化反应:物质失去电子的反应称氧化反应.例Zn-2e-1= Zn2+ （化合价升高的过程） 2.还原反应: 物质得到电子的反应称还原反应. 例Cu2+2e-1=Cu（化合价降低的过程）3.氧化还原电对：氧化态/还原态, 如 Zn2+ / Zn、 Cu 2+ / Cu,4.氧化剂:得到电子（化合价降低）的物质是氧化剂,如Cu2+。5.还原剂:失去电子（化合价升高）的物质是还原剂,如Zn。 6.氧化还原反应:有电子转移的反应。7.歧化反应：在同一反应中，同一物质，既可作为氧化剂（元素化合价降低），又可作为还原剂（元素化合价升高），此反应称为歧化反应。 3I2 + 6OH- = IO3- + 5I- + 3H2O中，单质I2既是氧化剂又是还原剂。,15对于化学反应: Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O,下列评述中,Cl2在该反应中所起的作用的正确评述是:A.Cl2既是氧化剂,又是还原剂;B. Cl2是氧化剂,不是还原剂;C. Cl2是还原剂,不是氧化剂;D. Cl2既不是氧化剂,又不是还原剂;,6. 氧化还原反应方程式的配平: 离子电子法配平氧化还原反应方程式的步骤:(1)用离子式写出参加氧化还原反应的反应物和产物。如：MnO4- + Fe2+ Mn2 + + Fe3+(2)写出氧化还原反应的两个半反应:还原剂失去电子被氧化氧化反应;氧化剂得到电子被还原还原反应。 MnO4- +e- Mn2 + ; Fe2+ Fe3+(3)配平半反应式使两边的各种元素原子总数和电荷总数均相等。 MnO4- + 8H + +5e- Mn2 +4H2O ; Fe2+ - e- Fe3+(4)根据氧化剂和还原剂得失电子总数相等的原则确定各半反应式的系数,并合并之,写出配平的离子方程式和分子方程式。 MnO4- + 5Fe2+ + 8H + = Mn2 + 5Fe3+ + 4H2O,例：MnO2+HCl=MnCl2+Cl2+H2O将反应配平后，MnCl2的系数为：A,1 B,2 C,3 D,4MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O,二. 原电池与电极电势1. 原电池:将化学能转化为电能的装置。原电池的电极反应 (半反应)、电池反应 (总反应)：例如铜锌原电池负极发生氧化反应：Zn - 2e-1=Zn2+正极发生还原反应：Cu2+ + 2e-1=Cu 原电池的总反应： Zn + Cu2+= Zn2+ Cu,2.电极类型及符号组成原电池的电极归纳起来分为四类：(1)金属金属离子电极,例如： ZnZn2+（C）(2)非金属非金属离子电极, 例如：PtH2（P）H+（C）(3)金属离子电极,例如：PtFe3(C1), Fe2(C2)(4)金属金属难溶盐电极,例如： Ag,AgCl（S）Cl（C）;甘汞电极: PtHgHg2Cl2(固) Cl-(aCl-),9,3,原电池的图式： (）BB+（C）A+（C）A (+)“” 代表相界,“” 代表盐桥盐桥作用：补充电荷,保持两边溶液的电中性,维持电荷平衡，沟通线路。 铜锌原电池图式为：（）ZnZn2+（C1）Cu2+ （C2）Cu (+),37.关于盐桥叙述错误的是（）A、电子通过盐桥流动；B、盐桥中的电解质可以中和两个半电池中过剩的电荷；C、可维持氧化还原反应的进行；D、盐桥中的电解质不参加电池反应。答：A,例题82根据下列反应构成原电池，其电池图式为。 Fe2+ + Ag+ Fe3+ + AgA.(一) Fe2+Fe3+ Ag+Ag(+)B.(一)PtFe2+Fe3+Ag+Ag (+)C.(一)PtFe2+,Fe3+ Ag+Ag,Ag(+)D.(一)PtFe3+, Fe2+Ag+Ag(+),题114. 问：已知原电池的符号为: (-)Pt Fe3+ ,Fe2 Sn 4+，Sn 2Pt(+),则此电池反应的产物为:Fe3+, Sn4+ (B) Fe3+ , Sn2(C) Fe2, Sn4+ (D) Fe2, Sn2负极的反应为: Fe2 e = Fe3+ ;正极的反应为: Sn4+ + 2e = Sn2;,3电极电势：(1)标准氢电极：规定在任何温度下标准氢电极的电极电势为零，即 （H+/H2）=0.0000V标准氢电极为:PtH2(100kPa)H+(1mol.dm-3)(2)标准电极电势：标准状态，相对于标准氢电极的电极电势.如， (Cu2+/ Cu)= +0.34V说明：1)标准电极电势在一定温度下为一常数,不随电极反应形式的改变而变.例： Cu2+ + 2e = Cu, = +0.34V； Cu 2e = Cu2+ = +0.34V,2)电极电势不随电极反应计量系数的改变而变化。例：电极反应： Cu2+ 2e = Cu, = +0.34V电极反应：2Cu =2 Cu2+ 4e， = +0.34V73.电极反应Cu2+2e=Cu,=+0.34V,推测电极反应2Cu= 2Cu2+4e的值为_ A.-0.68V;B.+0.68V;C.-0.34V ;D.+0.34V,42.标准电极电势是（ ）A电极相对于标准氢电极的电极电势；B在标准状态下，电极相对于标准氢电极的电极电势；C.在任何条件下，可以直接使用的电极电势；D与物质的性质无关的电极电势。,（3）原电池电动势: E=(+)()； 标准电动势: E=(+)() (4)参比电极：由于标准氢电极要求氢气纯度高、压力稳定,并且铂在溶液中易吸附其他组分而失去活性。因此,实际上常用易于制备、使用电极电势稳定的电极为对比参考,称为参比电极常用参比电极: 甘汞电极或氯化银电极,4浓度对电极电势的影响-能斯特方程对任意给定的电极a（氧化态）+ ne- = b（还原态）,298K时:其中：C=1moldm-3,例： Cu2+(aq) 2e- Cu（s) Fe3（aq） e Fe2（aq）,注意事项：（1）参加电极反应的物质若是纯物质或纯液体，则该物质的浓度作为1。（2）若电极反应中某物质是气体，则用相对分压P/P 代替相对浓度 C/C例：氢电极,电极反应为: 2H+(aq) + 2e- = H2(g),其能斯特方程为:其中：P = 100kPa,(3) 对于有H+或OH-参加的电极反应,其浓度及其计量系数也应写入能斯特方程。如,电极反应: MnO4- + 8H + +5e- Mn2 +4H2O其能斯特方程为:,例： 已知氯电极的标准电极电势为1.358V，当氯离子浓度为0.1molL-1，氯气浓度为0.1×100kPa时，该电极的电极电势为： A,1.358V B,1.328V C,1.388V D,1.417VCl2 + 2e =2Cl-,