氧化还原反应电化学基础省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

无机化学无机化学-1-1 环境与能源工程学院环境与能源工程学院 孙继红孙继红第1页第七章第七章 氧化还原反应氧化还原反应 电化学基础电化学基础 7.1 氧化还原反应基本概念氧化还原反应基本概念 7.2 电化学电池电化学电池 7.3 电极电势电极电势 7.4 电极电势应用电极电势应用第2页化化学学反反应应氧化还原反应氧化还原反应 非氧化还原反应非氧化还原反应有有电电子子转转移移（元元素素氧氧化化数发生了改变）数发生了改变）酸碱反应酸碱反应沉淀反应（无电子转移）沉淀反应（无电子转移）配位反应配位反应化学反应分类化学反应分类第3页氧化还原反应氧化还原反应Oxidation-Reduction Reaction 氧化还原氧化还原氧化氧化得氧，还原得氧，还原失氧失氧 电子转移电子转移 （得失（得失，偏移），偏移）氧化还原概念发展氧化还原概念发展 起先起先 2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)与氧结合与氧结合以后以后 MgMg2+2e 电子转移电子转移现在现在 2P(s)+2Cl2(g)=2PCl3(l)电子偏移电子偏移第4页 7.1 氧化还原反应基本概念氧化还原反应基本概念化学反应化学反应氧化还原反应氧化还原反应非氧化还原反应非氧化还原反应:有有电子得失电子得失反应反应如:Zn+Cu2+=Zn2+Cu2eZn:失电子；被氧化；失电子；被氧化；还原剂。还原剂。Cu2+:得电子；被还原；得电子；被还原；氧化剂。氧化剂。第5页氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 还原产物还原产物 氧化产物氧化产物化合价降低，还原反应化合价降低，还原反应化合价升高，氧化反应化合价升高，氧化反应氧化还原反应：氧化还原反应：有电子得失（或电子偏移）反应。有电子得失（或电子偏移）反应。第6页氧化还原反应氧化还原反应由由氧化反应氧化反应和和还原反应还原反应组成。组成。半反应半反应半反应半反应+Zn+Cu2+=Zn2+Cu氧化反应氧化反应Zn=Zn2+2e还原反应还原反应Cu2+2e=Cu半反应中同一元素两个不一样氧化值物种组成半反应中同一元素两个不一样氧化值物种组成电对电对。Zn2+/Zn；Cu2+/Cu电对表示：电对表示：氧化型氧化型/还原型还原型第7页氧化剂与还原剂直接接触氧化剂与还原剂直接接触Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)化学能转变为热能化学能转变为热能 H(298K)=-218.66kJ/molG(298K)=-212.55kJ/mol第8页 Oxidation state（氧化态）（氧化态）Oxidation number(氧化数氧化数)（自学）（自学）一、一、Oxidation state（氧化态）（氧化态）definition：氧化态（氧化数）是元素一个原子：氧化态（氧化数）是元素一个原子形式电荷，这种形式电荷是由假设两个键中电子形式电荷，这种形式电荷是由假设两个键中电子指定给电负性更大原子而求得（以化合价为基础）指定给电负性更大原子而求得（以化合价为基础）氧化态是按一定规则（人为要求）指定形式电氧化态是按一定规则（人为要求）指定形式电荷数值（能够是负数、正数、零荷数值（能够是负数、正数、零oror分数）。分数）。第9页1.离子型化合物中，元素氧化数等于该离子所带离子型化合物中，元素氧化数等于该离子所带电荷数电荷数2.共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大共价型化合物中，共用电子对偏向于电负性大原子原子，两原子形式电荷数即为它们氧化数，两原子形式电荷数即为它们氧化数3.单质中，元素氧化数为零；单质中，元素氧化数为零；离子离子Xn-氧化数为氧化数为n-4.中性分子中，各元素原子氧化数代数和为零中性分子中，各元素原子氧化数代数和为零，复杂离子电荷等于各元素氧化数代数和复杂离子电荷等于各元素氧化数代数和 二、确定氧化态规则二、确定氧化态规则 (the rules for the determination of oxidation state)第10页5.氢氧化数普通为氢氧化数普通为+1，在金属氢化物中为，在金属氢化物中为 -1，如，如NaH6.氧氧化数普通为氧氧化数普通为(-II)，例外有，例外有-I、+I、+II等，等，在过氧化物中为在过氧化物中为-1，如，如 Na2O2，在超氧化物中，在超氧化物中 为为-0.5，如，如 KO2，在氧氟化物中，在氧氟化物中 为为+1或或+2，如，如O2F2 和和OF2中中7.氧化数能够是分数氧化数能够是分数Fe3O4(Fe2O3FeO)，Fe氧化氧化数为数为8/3，可见是，可见是 平均氧化数平均氧化数二、确定氧化态规则二、确定氧化态规则 (the rules for the determination of oxidation state)第11页QuestionQuestion 什么是什么是“氧化数氧化数”？它与？它与“化合价化合价”有否区分有否区分？第12页二、氧化数二、氧化数Oxidation number、化合价、化合价valence、化学键数化学键数chemical bond number 化合价是用整数来表示元素原子性质（成键数），如NN、NH3、0=0、H2O、SF6(共价键)，但对一些化合物Na2S2O3、CrO5、CaF2、Fe2O3、C6H6等化合物中化合价难以描述和定量，而氧化态出现能灵活而实际描述在化合物原子所处状态。第13页 7.2 电化学电池电化学电池7.2.1 原电池结构原电池结构半电池半电池电极电极电极反应电极反应盐桥Zn=Zn2+2eCu2+2e=CuZn+Cu2+=Zn2+Cu 电池反应电池反应负极负极:电子流出，氧化反应；正极电子流出，氧化反应；正极:电子流入，还原反应。电子流入，还原反应。第14页要求要求:(1)自发氧化还原反应自发氧化还原反应 (2)装置，氧化过程和还原过程分别在不一样装置，氧化过程和还原过程分别在不一样电电 极上进行，电极之间要经过导线和盐桥连接。极上进行，电极之间要经过导线和盐桥连接。一一 原电池原电池借助于借助于氧化还原反应氧化还原反应将将化学能化学能直接转变成直接转变成电能电能装置装置.盐桥盐桥:饱和电解质溶液。饱和电解质溶液。如如KCl 溶液溶液 保持溶液电中性保持溶液电中性因因为为K和和Cl定定向向移移动动，使使两两池池中中过过剩剩正正负负电电荷荷得得到到平平衡衡，恢恢复复电电中中性性。于于是是两两个个半半电电池池反反应应乃乃至至电电池反应得以继续，电流得以维持。池反应得以继续，电流得以维持。第15页原电池装置可用简单符号表示，称为电池图示。原电池装置可用简单符号表示，称为电池图示。例例:Daniell电池电池图示电池电池图示(-)Zn|Zn2+(c1)Cu2+(c2)|Cu(+)原电池符号要求原电池符号要求:(1)负极在左，正极在右负极在左，正极在右 (2)按次序排列各物质，两相之间界面用按次序排列各物质，两相之间界面用“|”隔开隔开 (3)盐桥用盐桥用“|”表示表示 (4)溶液需标出浓度，气体需标出压力溶液需标出浓度，气体需标出压力理论上，任何氧化还原反应都能够设计为原电池。理论上，任何氧化还原反应都能够设计为原电池。第16页例例:将以下氧化还原反应设计成原电池将以下氧化还原反应设计成原电池,写出它电池符号写出它电池符号 (1)Cu2+H2 =Cu +2H+(2)Fe3+Ag +Cl-=AgCl +Fe2+解解:(1)电极反应电极反应:(-)H2 =2H+2e (氧化反应氧化反应)(+)Cu2+2e=Cu (还原反应还原反应)电池符号电池符号:(2)电极反应电极反应:(-)Ag+Cl-=AgCl+e(氧化反应氧化反应)(+)Fe3+e=Fe2+(还原反应还原反应)电池符号电池符号:(-)Ag|AgCl|Cl-(c1)Fe2+(c2),Fe3+(c3)|Pt(+)(-)Pt|H2(p)|H+(c1)Cu2+(c2)|Cu(+)第17页 例：例：将以下反应设计成原电池并以原电池将以下反应设计成原电池并以原电池符号表示。符号表示。解解：)(aq2Cl 2e)g(Cl 极极 正正2-+)(aqFe e)(aqFe 极极 负负 32+-+-第18页由电池电池符号写出电池反应由电池电池符号写出电池反应例例:已知某电池电池符号为已知某电池电池符号为:(-)Pt|Sn2+(c1),Sn4+(c2)Fe2+(c3),Fe3+(c4)|Pt(+)写出其电池反应写出其电池反应解解:电极反应电极反应 (-)Sn2+=Sn4+2e (氧化反应氧化反应)(+)Fe3+e =Fe2+(还原反应还原反应)电池反应电池反应 Sn2+2Fe3+=Sn4+2Fe2+第19页()(Pt)H2(p)H+(1moldm-3)Fe3+(1moldm-3),Fe2+(1 moldm-3)Pt(+)电池反应：电池反应：H2+2 Fe3+=2H+2 Fe2+负极，氧化反应：负极，氧化反应：H2 2e =2H+正极，还原反应：正极，还原反应：Fe3+e =Fe2+(Pt)H2(p)H+(1 moldm-3)Cl2(p)Cl(c moldm-3)Pt负极，氧化反应：负极，氧化反应：H2 2e =2H+正极，还原反应：正极，还原反应：Cl2 +2 e =2Cl电池反应：电池反应：H2+Cl2 =2H+2Cl第20页7.2 电极电势电极电势一、电极电势产生一、电极电势产生金属相对活泼溶解倾金属相对活泼溶解倾向大于沉积倾向向大于沉积倾向金属相对不活泼沉积金属相对不活泼沉积倾向大于溶解倾向倾向大于溶解倾向 溶解溶解M(s)Mn+(aq)+ne 沉积沉积 第21页二、原电池电动势二、原电池电动势原电池电动势原电池电动势E EMF等于正极电极电势等于正极电极电势E E(+)减去减去负极电极电势负极电极电势E E(-)。E EMF能够用电位差计测得。能够用电位差计测得。E EMF=E=E(+)-E-E(-)EMF 电动势EMF 标准电动势E EMF =E=E(+)-E-E(-)E EMF =E=E(Cu2+/Cu)-E-E (Zn2+/Zn)问题：氧化还原电对电极电势为多少？第22页三、标准氢电极和甘汞电极三、标准氢电极和甘汞电极1、标准氢电极、标准氢电极2H+(aq,1molL-1)+2e=H2(g,100 kPa)(Pt)|H2(100kPa)|H+(1molL-1)E(H+/H2)=0.000 V涂涂满满铂铂黑黑铂铂丝丝作作为为极极板板，插插入入到到H(1 moldm 3)溶溶液液中中，并并向向其其中中通通入入H2(1.013 10 5 Pa).第23页 0.34 V 0 V 0.34 V 比如：标准氢电极与标准铜电极组成原电池。比如：标准氢电极与标准铜电极组成原电池。()Pt|H2(p )|H(1 moldm 3)Cu 2(1 moldm 3 )|Cu()测得该电池电动势测得该电池电动势 E池池 0.34 V，由公式由公式 E池池 E E 得得 E E池池 E 第24页2.甘汞电极甘汞电极(SCE)实际测量非常主要一个电极，标准氢电极使用不多，原因是氢气不易纯化，压强不易控制，铂黑轻易中毒。电极反应:Hg2Cl2 +2e =2Hg +2Cl-电极符号:Pt,Hg|Hg2Cl2|KCl(饱和)或 KCl(饱和)|Hg2Cl2|Hg,Pt第25页)L2.8mol(Cl (s)ClHg (l)Hg，Pt122表示方法：表示方法：-)KCl(L2.8mol)Cl(1饱和溶液饱和溶液饱和甘汞电极：饱和甘汞电极：-=c1-=Lmol0.1)Cl(标准甘汞电极：标准甘汞电极：cE(Hg2Cl2/Hg)=0.2415V-+)aq(Cl 22Hg(l)2e(s)ClHg :电极反应电极反应22：V268.0/Hg)Cl(Hg22=E第26页四、标准电极电势四、标准电极电势E(Zn2+/Zn)()Zn Zn2+(1moldm-3)H+(1moldm-3)H2(105Pa)Pt(+)E EMF =-0.76VE(Zn2+/Zn)=-0.76V第27页E(Cu2+/Cu)()PtH2(105Pa)H+(1moldm-3)Cu2+(1moldm-3)Cu(+)E EMF =0.34VE(Cu2+/Cu)=0.34V()Zn Zn2+(1moldm-3)Cu2+(1moldm-3)Cu(+)E EMF =0.34-(-0.76)=1.1V第28页如:Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)(-)Zn(s)=Zn2+(aq)+2e(+)Cu2+(aq)+2e=Cu(s)(-)Zn(s)|Zn2+(aq,c1)Cu2+(aq,c2)|Cu(s)(+)一、由氧化还原反应设计原电池一、由氧化还原反应设计原电池第29页(-)Pt|Sn2+(c1),Sn4+(c2)|Fe2+(c3),Fe3+(c4)|Pt(+)(-)Sn2+(aq)=Sn4+(aq)+2e (氧化反氧化反应应)(+)Fe3+(aq)+e =Fe2+(aq)(还原反应还原反应)Sn2+(aq)+2Fe3+(aq)=Sn4+(aq)+2Fe2+(aq)二、由原电池符号写出电池反应第30页五五.电极分类及其符号表示电极分类及其符号表示 1.金属金属金属离子电极金属离子电极 如如:铜电极铜电极,锌电极锌电极电极符号电极符号:M|Mn+(c)或或 Mn+(c)|M “|”表示两相相界面表示两相相界面 c 溶液中金属离子浓度溶液中金属离子浓度(moldm-3)第31页2.气体气体离子电极离子电极电极含有气态物质电极含有气态物质 如如:氢电极氢电极.电极符号电极符号:Pt|H2(p)|H+(c)或或 H+(c)|H2(p)|Pt 其中其中 p为气体压力为气体压力惰性电极惰性电极:不参加电极反应只起导线作用不参加电极反应只起导线作用第32页3.氧化还原电极氧化还原电极 电极反应氧化态和还原态都在溶液中电极反应氧化态和还原态都在溶液中例例:Fe3+/Fe2+电极电极 电极反应电极反应:Fe3+e =Fe2+电极符号电极符号:Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)或或 Fe3+(c1),Fe2+(c2)|Pt第33页4.金属难溶盐负离子电极 例:甘汞电极 电极反应:Hg2Cl2 +2e =2Hg +2Cl-电极符号:Pt,Hg|Hg2Cl2|KCl(饱和)或 KCl(饱和)|Hg2Cl2|Hg,Pt甘汞电极示意图第34页各类电极符号表示1、金属金属金属离子电极金属离子电极 例例 Cu2+2e=Cu电极符号:M|Mn+(c)或 Mn+(c)|M2.气体气体离子电极离子电极电极符号电极符号:Pt|H2(p)|H+(c)或或 H+(c)|H2(p)|Pt3.氧化还原电极氧化还原电极电极反应氧化态和还原态都在溶液中电极反应氧化态和还原态都在溶液中Fe3+/Fe2+电极符号:Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)或 Fe2+(c1),Fe3+(c2)|Pt第35页六.标准电极电势表(1)判断原电池正负极判断原电池正负极,计算计算EMF.E 小为负极小为负极,E 大为正极大为正极 EMF =E(+)-E(-)(-)(2)E越大，对应电对氧化态物质氧化能力越强 E越小，对应电对还原态物质还原能力越强(3)是强度物理量是强度物理量 无加和性质无加和性质 Cu2+2e=Cu 2Cu2+4e=2Cu第36页第37页第38页六、非标准态下电极电势六、非标准态下电极电势氧化还原电对电极电势受温度、浓度、压力等影响a a O O(氧化态氧化态)+n e=b)+n e=b R R(还原态还原态)E(T)=E(T)-zFzFRTlnlnJ电极电势电极电势Nernst方程式。方程式。J=c ca(R)(R)c cb(O)(O)E(298)=E(298)-z z0.05920.0592lglgJ第39页七、非标准态下电动势七、非标准态下电动势EMF(T)=E MF(T)-zFzFRTlnlnJEMF(298)=E MF(298)-z z0.05920.0592lglgJ电动势电动势Nernst方程式。方程式。E EMF:任意状态时电极电势任意状态时电极电势E E MF:标准电极电势标准电极电势z:z:电池反应得失电子数电池反应得失电子数第40页电极电势电极电势Nernst方程式特点方程式特点（1）能斯特方程式中能斯特方程式中z、a、b等必须与电极反应等必须与电极反应式相对应。式相对应。（2）电极反应中固体、纯液体不用列入方程式，）电极反应中固体、纯液体不用列入方程式，若为气体则用相对分压表示。若为气体则用相对分压表示。（3）电极反应中有）电极反应中有H+或或 OH-参加参加,不论有没有氧不论有没有氧化数改变，其离子浓度及计量系数都必须写入，并化数改变，其离子浓度及计量系数都必须写入，并依据其在反应式中位置决定在氧化态或还原态。依据其在反应式中位置决定在氧化态或还原态。第41页)()(cc，氧化型还原型)(c，还原型)(c，氧化型八八.影响电极电势原因影响电极电势原因 e 还原型氧化型电极反应：Z+-)()(lg0.0592氧化型还原型cczEE-=或E则：氧化型或还原型物质浓度氧化型或还原型物质浓度(分压分压)()(lg0.0592还原型氧化型ccZEE+=第42页)/ClClO(3A-E?)/ClClO(时 L10.0mol)H(31=-+Ec，L1.0mol)Cl()ClO(13=-cc，求：当 介质酸碱性介质酸碱性V45.1)/ClClO(3A=-E已知例：3)Cl()H()ClO(lg60.0592V)/ClClO(63A+=-+-cccE)l(O3H)aq(Cl 6e)aq(6H)aq(ClO 解：23+-+-V51.10.10lg6V0592.06=+=1.45V第43页 0.400V=)100.1lg(4V0592.01.229V414+=-O)/H(O 22ELmol100.1)H(即 14pH114=-+，cV229.1O)/H(O 298K 22A=，已知例：E?O)/H(O 14pH )O(222=时，若：求Epp/)H(/)O(lg4V0592.0O)/H(O 4222A+=+ccppE)l(O2H 4e)aq(4H)g(O 解：22+-+第44页，Ag沉淀生成对电极电势影响沉淀生成对电极电势影响()108.1)AgCl(?Ag)/(Ag Lmol0.1)Cl(s AgClNaCl AgAgV799.0Ag)/(Ag 10sp1-+-+=KEcE时，当会产生加入电池中组成半和，若在已知例：第45页0.222V=108.1lgV0592.00.799V10+=-)Ag/Ag(+E)aq(Cl)aq(Ag(s)AgCl+-+解：Ag(s)e)aq(Ag+-+(AgCl)Cl()Ag(sp=-+Kcc(AgCl)Ag(,Lmol0.1)Cl(sp1=+-时若Kcc)Ag(lgV0592.0)Ag/Ag(+=+cEAgCl)(lgV0592.0)Ag/Ag(sp+=+KE第46页 NaOH，到达平衡时保持半电池中加入?)FeFe(,Lmol0.1)OH(231=+-求此时Ec，108.2)(OH)Fe(393sp=-K V769.0)FeFe(23=+，已知例：EFeFe 1086.4)(OH)Fe(23172sp=+-组成和，在K第47页解：,时 L1.0mol)OH(1当c=-)aq(3OH)aq(Fe (s)(OH)Fe33+-+)aq(2OH)aq(Fe (s)(OH)Fe22+-+)(OH)(Fe)(Fe 3sp3Kc=+)(OH)(Fe)(Fe 2sp2Kc=+第48页 V55.0 -=391086.4108.2lgV0592.0V769.017+=-)Fe/Fe(23+E)aq(Fe e)aq(Fe23+-+)(Fe)(Fe lgV0592.0)Fe/Fe(2323+=+ccE)Fe(OH)()Fe(OH)(lgV0592.0)Fe/Fe(2sp3sp23+=+KKE第49页小结：氧化型形成沉淀，E;还原型形成沉淀，E。氧化型和还原型都形成沉淀，看二者 相对大小。若 (氧化型)(还原型)，则E；反之，则 E。第57页九、原九、原电池最大功与电池最大功与Gibbs函数函数EMF 电动势（V）F 法拉第常数 96485（Cmol-1）Z 电池反应中转移电子物质量电功(J)=电量(C)电势差(V)电池反应：标准状态：MFmrZFEG-=D第58页例.计算由标准氢电极和标准镉电极组成原电池反应标准吉布斯函数变.E =0.4030v电池符号:(-)Cd|Cd2+(1.0moldm-3)H+(1.0moldm-3)|H2(100kPa)|Pt(+)解:电池反应:Cd(s)+2H+(aq)=Cd2+(aq)+H2(g)电池反应中 n=2 G=-zFE =-296485Cmol-1 0.4030v =-77770Jmol-1=-77.77kJmol-1第59页 7.4 电极电势应用电极电势应用5.4.1 判断氧化剂、还原剂相对强弱判断氧化剂、还原剂相对强弱5.4.2 判断氧化还原反应进行方向判断氧化还原反应进行方向5.4.3 确定氧化还原反应进行程度确定氧化还原反应进行程度第60页7.4.1 判断氧化剂、还原剂相对强弱判断氧化剂、还原剂相对强弱E 小电对对应还原型物质还原性强；E 大电对对应氧化型物质氧化性强。例.在标准条件下有三个电对:I2/I-,Fe3+/Fe2+,Sn4+/Sn2+试将其中氧化剂和还原剂均按由强到弱次序排列.0.5345V0.769V0.1539V第61页7.4.2 判断氧化还原反应进行方向判断氧化还原反应进行方向反应自发进行条件为rGm0因为 rGm=zFEMF 即：EMF 0 反应正向自发进行；反应正向自发进行；EMF 0 反应逆向自发进行。反应逆向自发进行。注注:标准态时标准态时,直接查表求出电动势直接查表求出电动势,判断方向判断方向;非标准态时非标准态时,采取能斯特方程式计算出电极电势采取能斯特方程式计算出电极电势,判断方向判断方向.第62页 Fe2+2e Fe 0.447 Cu2+2e Cu 0.3419 Fe3+e Fe2+0.771例1：2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+()()反应例2：Fe2+CuFeCu2+()()反应 对角线规则第63页解解:查查 (Sn4+/Sn2+)=0.15v (Fe3+/Fe2+)=0.77v (Fe3+/Fe2+)-(Sn4+/Sn2+)0 Fe3+比比 Sn4+氧化能力强氧化能力强 反应是自发地正向进行反应是自发地正向进行.例例3:判判断断反反应应2Fe3+Sn2+=2Fe2+Sn4+进进行行方向方向.第64页进行？时标准态下能否向右25 在？)g(Cl 取 制 HCl 浓 能用 试验室中为 )2(2什么)1(试判断反应：例0 0.131V1.360V1.2293V=-=)/ClCl()/MnMnO(222MF-=-+EEE第67页7.4.3 确定氧化还原反应进行程度确定氧化还原反应进行程度,时K15.298T=V0592.0lgMFzEK=K：氧化还原反应平衡常数Z:氧化还原反应得失电子数EMF:由氧化还原反应组成原电池标准 电动势第68页 2.107V=)V955.0(512V.1-=4224)aq(6H)aq(OC5H)aq(2MnO+-解：例：求反应222)l(O8H)aq(2Mn)g(10CO +平衡常数 。422224MF)OCH/CO()Mn/MnO(-=+-EEEMF563 0.0592V2.107V10 0.0592V lg=zEK35610=K第69页第六章第六章 习题习题7、依据、依据Mg(OH)2浓度积计算：浓度积计算：(1)Mg(OH)2在水中溶解度在水中溶解度(molL-1);(2)Mg(OH)2饱和溶液中饱和溶液中c(OH)和和c(Mg2+);(3)Mg(OH)2在在0.010 molL-1 NaOH溶液中浓度溶液中浓度(molL-1);(4)Mg(OH)2在在0.010 molL-1 MgCl2溶液中浓度溶液中浓度(molL-1)。第70页解：(1)查表得查表得K sp (Mg(OH)2)=5.1 10-12 设其在水中溶解度为设其在水中溶解度为S(molL-1)，则，则平衡浓度平衡浓度(molL-1)S2SS(2S)2=5.1 10-12 所以所以S=1.1 10-4 molL-1(2)c(Mg2+)=S=1.1 10-4 molL-1 c(OH)=2S=2.2 10-4 molL-1 第71页(3)设其在设其在0.010 molL-1 NaOH溶液溶液中溶解度为中溶解度为S1(molL-1)平衡浓度平衡浓度(molL-1)S10.010+2S1则：则：S1(0.010+2S1)2=5.1 10-12 因为因为K sp (Mg(OH)2)很小，则0.010+2S1 0.010所以所以S1(0.010)2 5.1 10-12S1=5.1 10-8 molL-1第72页(4)设在设在0.010 molL-1 MgCl2溶液溶液中溶解度为中溶解度为S2(molL-1)平衡浓度平衡浓度(molL-1)0.010+S22S2则：则：(0.010+S2)(2S2)2=5.1 10-12因为因为K sp (Mg(OH)2)很小，则0.010+S2 0.010所以所以 0.010(2S2)2 5.1 10-12S2=1.1 10-5 molL-1第73页10、(1)在在10.0 mL 0.015 molL-1 MgSO4溶液中溶液中,加加入入5.0 mL 0.15 molL-1 NH3(aq)，是否能生成，是否能生成Mg(OH)2沉淀？沉淀？(2)若在上述若在上述10.0 mL 0.015 molL-1 MgSO4溶液中溶液中加加0.459g(NH4)2SO4晶体，然后再加入晶体，然后再加入5.0 mL 0.15 molL-1 NH3(aq)，是否能生成，是否能生成Mg(OH)2沉沉淀？淀？解：(1)加入加入NH3水后水后c(Mn2+)=0.010(molL-1)c(NH3)=0.050(molL-1)第74页设设溶液溶液c(OH)为为x(molL-1)平衡浓度平衡浓度(molL-1)0.050-xxxK (NH3)=x 20.050-x因为因为x 很小，则0.050-x 0.050 x=c(OH)=J=c(Mn2+)c(OH)2=0.010 1.8 10-5 0.050=9.0 10-9 K sp(Mg(OH)2)=1.9 10-13 有沉淀生成。有沉淀生成。第75页(2)M(NH4)2SO4=132.0 g mol-1可得，可得，c(NH4+)=0.50(molL-1)c(NH3)=0.050(molL-1)平衡浓度平衡浓度(molL-1)0.050-yy0.50+yK (NH3)=y(0.50+y)0.050-yy=c(OH)=1.8 10-6(molL-1)J=c(Mn2+)c(OH)2=0.010 (1.8 10-6)2=3.24 10-14 K sp(Mg(OH)2)无沉淀生成无沉淀生成第76页14、在某混合溶液中、在某混合溶液中Fe3+和和 Zn2+浓度均为浓度均为 0.010 molL-1,加碱调整加碱调整pH，使，使Fe(OH)3沉淀出来，而沉淀出来，而Zn2+保留在溶液中，经过计算确定保留在溶液中，经过计算确定pH范围。范围。解：查表得查表得K sp (Fe(OH)3)=2.8 10-39 K sp (Zn(OH)2)=6.8 10-17 K sp (Fe(OH)3)=c(Fe3+)c(OH-)3c(OH-)=6.5 10-12 molL-1 使使Fe(OH)3沉淀出来沉淀出来,pH-lg1.0 10-146.5 10-12=2.81第77页使使Zn(OH)2不生成沉淀不生成沉淀,c(OH-)=8.2 10-8 molL-1使使Zn(OH)2不生成沉淀不生成沉淀,pH -lg1.0 10-148.2 10-8=6.92固分离固分离Fe3+和和 Zn2+pH范围为范围为2.816.92第78页17、计算、计算298K下，下，AgBr(s)在在0.010 molL-1 Na2S2O3溶液中溶解度。溶液中溶解度。解：设设AgBr在在0.010 molL-1 Na2S2O3溶液中溶解度为溶液中溶解度为x则：则：平衡时平衡时0.010-2xxxK =K sp (AgBr)K f (Ag(S2O3)2 3-)=5.3 10-13 2.9 1013=15.37即 K =x=4.4 10-3 molL-1 第79页19、某溶液中含有某溶液中含有0.10 molL-1Li+和和 0.10 molL-1 Mg2+,滴滴NaF溶液，哪种离子首先被沉淀出来？当第二种沉淀析溶液，哪种离子首先被沉淀出来？当第二种沉淀析出时，第一个离子是否沉淀完全？两种离子可否分离？出时，第一个离子是否沉淀完全？两种离子可否分离？解：查表得查表得Ksp (LiF)=1.8 10-3 Ksp (MgF2)=7.4 10-11Li+开始沉淀时，开始沉淀时，c(F-)=1.8 10-2 molL-1 Mg2+开始沉淀时，开始沉淀时，c(F-)=2.7 10-5 molL-1所以所以Mg2+先沉淀出来，当先沉淀出来，当Li+开始沉淀时开始沉淀时c(Mg2+)=2.3 10-7 10-5 molL-1两种离子可分离两种离子可分离第80页第七章第七章 复习课复习课一、原电池与电动势一、原电池与电动势1 1、原电池符号与电池反应、原电池符号与电池反应电池符号电池符号电池反应电池反应2 2、原电池电动势、原电池电动势E EMF =E=E(+)-E-E(-)E EMF=E=E(+)-E-E(-)第81页二、二、NernstNernst方程式方程式电极电势电极电势Nernst方程式。方程式。E(T)=E(T)-zFzFRTlnlnJJ=c ca(R)(R)c cb(O)(O)E(298)=E(298)-0.05920.0592lglgJz z第82页EMF(T)=E MF(T)-zFzFRTlnlnJEMF(298)=E MF(298)-z z0.05920.0592lglgJ电动势电动势Nernst方程式。方程式。三、电极电势应用三、电极电势应用1 1、判断氧化剂和还原剂强弱、判断氧化剂和还原剂强弱2 2、判断氧化还原反应方向、判断氧化还原反应方向第83页5、（、（2）（）（4）解：(2)电池反应EMF=E MF-lglg=E (Cl2/Cl-)-E (Fe3+/Fe2+)-lglg=1.360-0.769-0.077=0.514V第84页(4)电池反应EMF=E MF-lglg=0-0.0592lg=0.0592V第85页第第6题题解：(1)电池反应(2)因为E MF=E (Cl2/Cl-)-E (Co2+/Co)查表得查表得E (Cl2/Cl-)=1.360V已知已知E MF=1.642VE (Co2+/Co)=E (Cl2/Cl-)-E MF=1.36-1.642=-0.282V第86页(3)EMF=E MF-lglg当p(Cl2)增大时，EMF(4)当c(Co2+)=0.010 molL-1时EMF=E MF-lglg=1.70V第87页第第7题题解：第第8题题解：第88页第第11题题解：(1)依据电池反应，HClO2/HClO为正极查表计算查表计算E MF=E (HClO2/HClO)-E (CrcO72+/Cr3+)=1.673-1.33=0.34V(2)pH=0.00则c(H+)=1.00 molL-1所以所以EMF=E MF-lglg第89页0.15=0.34-lglgc(Cr3+)=3.2 10-10 molL-1第90页第第12题题解：对于正极反应：E(H+/H2)=E (H+/H2)-lglg=-0.0592pH因为因为 EMF=E(H+/H2)-E(-)0.412=-0.0592 4.008-E(-)（1）0.427=-0.0592pH-E(-)（2）(2)-(1)得得 pH=3.75c(H+)=1.8 10-4 molL-1第91页因为因为c(A-)=c(HA)=1.0 molL-1 pH=pk(HA)-lg=pk(HA)=3.75所以所以k(HA)=1.8 10-4 第92页第第14题题解:(1)(a)转移转移2e(b)转移转移6e(c)转移转移3e(2)(a)E MF=E (Tl3+/Tl+)-E (Tl+/Tl)=1.280-(-0.336)=1.616V(b)E MF=E (Tl3+/Tl+)-E (Tl3+/Tl)=1.280-0.741)=0.539V(c)E MF=E (Tl3+/Tl)-E (Tl3+/Tl)=0.741-(-0.336)=1.077V第93页