天津大学 无机化学-04-4 元素标准电极电势图(A).ppt

4.4 4.4 电势图及其应用电势图及其应用第第4 4章章 氧化还原反应氧化还原反应把同一元素不同氧化数物质所对应电对的标准把同一元素不同氧化数物质所对应电对的标准把同一元素不同氧化数物质所对应电对的标准把同一元素不同氧化数物质所对应电对的标准电极电势，按各物质的氧化值由高到低的顺序电极电势，按各物质的氧化值由高到低的顺序电极电势，按各物质的氧化值由高到低的顺序电极电势，按各物质的氧化值由高到低的顺序排列，并在两种物质之间标出对应电对的标准排列，并在两种物质之间标出对应电对的标准排列，并在两种物质之间标出对应电对的标准排列，并在两种物质之间标出对应电对的标准电极电势。电极电势。电极电势。电极电势。定定义义4.4.1 元素标准电极电势图及其应用元素标准电极电势图及其应用O2 H2O2 H2O0.695 1.763A1.229E/VO2 HO2 H2OEB/V-0.076 0.8670.401-1.1.元素电势图元素电势图Fe3+Fe2+Fe0.771 -0.441-0.037AE/V Fe3+/Fe2+Fe2+/Fe Fe3+/FeFe3+e-Fe2+Fe3+3e-FeFe2+2e-Fe2.应用应用：n、n1、n2、n3 分别为各电对中氧化型分别为各电对中氧化型 与还原型的氧化数之差与还原型的氧化数之差 EEEn1 n2 n3 n123E A B C Dn =n1 +n2 +n3 EE1E2E3 计算电对的标准电极电势计算电对的标准电极电势=n1 +n2 +n3 nEE1E2E3 BrO3-BrO-Br2 Br-?1.605=20.76-1.6051=0.455V(BrO-/Br2 2)=1 2 (BrO-/Br-)-(Br2/Br-)EEE624 0.760.61例例E/VB=n1 +n2 +n3 nEEEE+5+10-11 1 =60.61-20.764=0.53V(BrO3-/BrO-)=E4 6 (BrO3-/Br-)2 (BrO-/Br-)EE2 BrO3-BrO-Br2 Br-4 1 1?0.455 1.6050.760.61E/VB6=n1 +n2 +n3 nEEEE 判断能否发生歧化反应判断能否发生歧化反应 氧化数升高或降低发生在氧化数升高或降低发生在同一物质内同同一物质内同一元素一元素上的反应称为上的反应称为歧化反应歧化反应。Cl2 +H2O HClO+HCl-10+1当一种元素处于中间氧化数时当一种元素处于中间氧化数时,它一部分向高的它一部分向高的氧化数状态变化氧化数状态变化(被氧化被氧化),),另一部分向低的氧化另一部分向低的氧化数状态变化数状态变化(被还原被还原)，这类反应称为歧化反应，这类反应称为歧化反应 (左左)(右右)A B C结论结论:(右右)(左左),B 易发生歧化反应易发生歧化反应,产物是产物是 A 和和 C。EE (右右)Cu2+Cu+Cu0.159 0.520 0.340E/VA Cu+易发生歧化反应易发生歧化反应 0.56 2.261.70AE/VMnO4-MnO42-MnO2 Mn3+Mn2+0.95 1.511.23Fe+2H+Fe2+H2 解释元素的氧化还原特性解释元素的氧化还原特性E/VA Fe3+Fe2+Fe 0.771 -0.44 如如(1)因因 (Fe2+/Fe)0 EE故在非氧化性稀酸故在非氧化性稀酸(如稀盐酸或稀硫酸如稀盐酸或稀硫酸)中中金属铁只能被氧化为金属铁只能被氧化为Fe2+(2)因因 (O2/H2O)=1.229V (Fe3+/Fe2+)4Fe2+O2+2H+4Fe3+2H2O所以所以Fe2+在空气中不稳定在空气中不稳定易被空气中氧氧化为易被空气中氧氧化为Fe3+E/VA Fe3+Fe2+Fe 0.771 -0.44 EE因因Fe2+不会发生歧化反应不会发生歧化反应可发生歧化反应的逆反应可发生歧化反应的逆反应在在Fe2+盐溶液，加入少量金属铁盐溶液，加入少量金属铁能避免能避免Fe2+空气中氧气氧化为空气中氧气氧化为Fe3+Fe+2Fe3+3Fe2+如如E/VA Fe3+Fe2+Fe 0.771 -0.44 判断判断氧化还原的产物氧化还原的产物MnO4-MnO2 1.70 1.23 Mn2+例：已知锰和碘的元素电势图例：已知锰和碘的元素电势图IO3-I21.20 0.53 I-E/VAMnO4-MnO2 1.70 1.23 Mn2+IO3-I21.20 0.53 I-E/VA MnO4-+I-+2H+Mn2+IO3-+H2O在酸性溶液中，在酸性溶液中，KMnO4 与与 KI 反应反应MnO4-MnO2 1.70 1.23 Mn2+IO3-I21.20 0.53 I-E/VA 2MnO4-+I-+2H+2MnO2+IO3-+H2OKMnO4 过量过量KI 过量过量 2MnO4-+10I-+16H+2Mn2+5I2+8H2O第第4 4章章 氧化还原反应氧化还原反应第第4 4节节 结束结束