第六章+氧化还原反应4.ppt

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1、Fe2+2e-=FeE=-0.44VFe3+3e-=FeE=-0.036VFe3+e-=Fe2+E=0.77V按按Fe的氧化数从高到低排列：的氧化数从高到低排列：Fe3+0.77VFe2+-0.44VFe-0.036V4.元素电势图元素电势图Latimer图（莱铁默图）图（莱铁默图）Mn元素在酸性条件下的元素电势图元素在酸性条件下的元素电势图EAP元素在碱性条件下的元素电势图元素在碱性条件下的元素电势图EB+5+3+10-3应用：应用：电极电势的间接计算电极电势的间接计算Cu2+0.153VCu+0.521VCu?Cu2+e-=Cu+E1=0.153VCu+e-=CuE2=0.521VCu2+

2、2e-=CuE3=?1 E1+1 E2=2 E3E3=(1 E1+1 E2)/2=(1 0.153+1 0.521)/2=0.337VMnO2?Mn3+1.51VMn2+-1.18VMn 0.025V 0.025 4=E(MnO2/Mn3+)1+1.51 1+(-1.18)2E(MnO2/Mn3+)=0.95V判断元素的某种氧化态是否可以发生歧化反应判断元素的某种氧化态是否可以发生歧化反应A左左B右右C相邻的氧化相邻的氧化-还原对，还原对，E右右E左左,中间物质中间物质B可以发可以发生歧化反应，生成生歧化反应，生成A和和CCu2+0.153VCu+0.521VCuE右右E左左,Cu+可以发生歧

3、化反应，生成可以发生歧化反应，生成Cu2+和和Cu+。MnO20.95Mn3+1.51Mn2+MnO4-0.90H2MnO42.09MnO2酸性溶液酸性溶液中中Mn3+和和H2MnO4都都不稳定不稳定,可以发生歧可以发生歧化反应。化反应。O2+4H3O+4e-=6H2OE=1.23VMn3+/Mn2+=1.50V1.23VMnO4-/Mn2+=1.51V1.23VMn3+,MnO4-在在酸酸性性水水溶溶液液中中都都不不能能稳稳定定存存在在，它它们们能能把把H2O氧化成氧化成O2，但实际上，但实际上MnO4-溶液是稳定的！溶液是稳定的！Mn2+2e-=MnE=-1.18V2H3O+2e-=H2+

4、2H2OE=0.00VMn在酸性水溶液中不能稳定存在在酸性水溶液中不能稳定存在!0E(Ox/Red)1.49V，所以，所以HBrO可以发生歧化反应可以发生歧化反应3.HBrO+2H2O=BrO3-+5H+4e-(a)2HBrO+2H+2e-=Br2+2H2O(b)(a)+(b)2,得：得：2H2O+5HBrO+4H+=BrO3-+5H+2Br2+4H2O整理后，得：整理后，得：5HBrO=BrO3-+H+2Br2+2H2O G298.15=-nF E=-4 96485 0.1=-3.86 104J/mol=-38.6kJ/mol4.E=E(HBrO/Br2)E(BrO3-/HBrO)=1.59

5、 1.49=0.1(V)n=4lgKOR=n E/0.0592=4 0.1/0.0592=6.75676KOR=5.71 106例例2：已知已知Hg22+2e-=2HgE=0.7973V25时，测得下列电池的时，测得下列电池的E池池=0.3578V()Pt/H2(1atm)/H3O+(0.50mol/L)/Cl-(0.10mol/L)/Hg2Cl2(s)/Hg(l)(+)(1)计算计算Hg2Cl2的的Ksp。(2)计算电极：计算电极：Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-25时的时的E。(3)写出上述电池反应方程式以及写出上述电池反应方程式以及25 C的平衡常数的平衡常数和和 G，G，电池所能

6、做的最大有用功，电池所能做的最大有用功。()H3O+(aq)+e-=1/2H2(g)+H2O(l)E=E(H3O+/H2)0.0592lg(PH21/2/H3O+)=0 0.0592lg(11/2/0.50)=0.0592lg(1/0.50)(+)Hg2Cl2(s)+2e-=2Hg(l)+2Cl-(aq)E+=E(Hg2Cl2/Hg)0.0592/2lgCl-2=E(Hg2Cl2/Hg)0.0592lg0.10 E池池=0.3578V=E+E=E(Hg2Cl2/Hg)0.0592lg0.10+0.0592lg(1/0.50)所以，所以，(2)E(Hg2Cl2/Hg)=0.2808(V)(1)H

7、g2Cl2(s)+2e-=2Hg(l)+2Cl-(aq)E=0.2808VHg22+(aq)+2e-=2Hg(l)E=0.7973V上述两个电极反应本质上是一样的，即上述两个电极反应本质上是一样的，即E相等！相等！E(Hg22+/Hg)=E(Hg22+/Hg)0.0592/2lg(1/Hg22+)Ksp=Hg22+Cl-2于是，于是，E(Hg22+/Hg)=E(Hg22+/Hg)0.0592/2lg(Cl-2/Ksp)=E(Hg22+/Hg)+0.0592/2lgKsp 0.0592/2lg(Cl-2)E(Hg2Cl2/Hg)=E(Hg2Cl2/Hg)0.0592/2lgCl-2E(Hg22+

8、/Hg)=E(Hg2Cl2/Hg)，所以，所以E(Hg2Cl2/Hg)=E(Hg22+/Hg)+0.0592/2lgKspKsp=3.55 10-18解法二：解法二：()H3O+(aq)+e-=1/2H2(g)+H2O(l)E=E(H3O+/H2)0.0592lg(PH21/2/H3O+)=0 0.0592lg(11/2/0.50)=0.0592lg(1/0.50)正极本质上可以看成如下电极反应：正极本质上可以看成如下电极反应：(+)Hg22+(aq)+2e-=2Hg(l)E+=E(Hg22+/Hg)0.0592/2lg(1/Hg22+)=E(Hg22+/Hg)0.0592/2lg(Cl-2/

9、Ksp)=0.7973 0.0592/2lg(0.102/Ksp)E池池=0.3578V=E+E=0.7973 0.0592/2lg(0.102/Ksp)+0.0592lg(1/0.50)所以，所以，(1)Ksp=3.55 10-18(2)Hg2Cl2(s)+2e-=2Hg(l)+2Cl-(aq)E=?Hg22+(aq)+2e-=2Hg(l)E=0.7973V上述两个电极反应本质上是一样的，即上述两个电极反应本质上是一样的，即E相等！相等！E(Hg2Cl2/Hg)=E(Hg22+/Hg)+0.0592/2lgKsp=0.7973+0.0592/2lg(3.55 10-18)=0.2808(V)

10、(3)(+)()2,得电池反应方程式：得电池反应方程式：Hg2Cl2(s)+H2(g)+2H2O(l)=2Hg(l)+2Cl-(aq)+2H3O+(aq)E=E(Hg2Cl2/Hg)E(H3O+/H2)=0.2808 0=0.2808Vn=2,lgKOR=nE/0.0592KOR=3.07 109 G=-nF E=-2 96485 0.2808=-5.42 104J/mol G=-nF E=-2 96485 0.3578=-6.90 104J/molW电电=nF E=2 96485 0.3578=6.90 104JP455/11解法一解法一上述两个电极反应本质上是一样的，即上述两个电极反应本质上是一样的，即E相等相等解法二：解法二：(3)=(1)(2)