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2015年江苏省高邮中学高二化学学科竞赛校本课程 第九讲 氧化还原反应及电化学 课件+教案 郭玉锦 （2份打包）
高二化学 第九讲 氧化还原反应及电化学 郭玉锦.doc
高二化学 第九讲 氧化还原反应及电化学 郭玉锦.ppt
第九讲 氧化还原反应和电化学教案
师：今天我们学习第九讲《氧化还原反应和电化学》，先来学习几个概念。
一、氧化还原反应的基本概念
1、氧化数
1970年国际纯化学和应用化学学会（IUPAC）定义氧化数（oxidation number）的概念为：氧化数（又称氧化值）是化合物分子中某元素的一个原子形式上所带的电荷数，是根据假设每个键中的电子指定给电负性最大的原子而求得。确定元素原子氧化数有下列原则：
①单质的氧化数为零。因为同一元素的电负性相同，在形成化学键时不发生电子的转移或偏离。例如S8中的S，Cl2中的Cl，H2中的H，金属Cu、Al等，氧化数均为零。
②氢在化合物中的氧化数一般为＋1，但在活泼金属的氢化物中，氢的氧化数为－1，
如在NaH中为－1。
③氧在化合物中的氧化数一般为－2，但在过氧化物中，氧的氧化数为－1，如H2O2、BaO2；在超氧化物中，氧的氧化数为－1/2，如KO2；在氟的氧化物中，氧的氧化数为＋2，如OF2。
④单原子离子元素的氧化数等于它所带的电荷数。如碱金属的氧化数为＋1，碱土金属的氧化数为＋2。
⑤共价化合物中，元素的氧化数由共用电子对的偏移数目决定。例如，CCl4中，碳的
氧化数是＋4，氯的氧化数为－1。它们是原子在化合状态时的“形式电荷数”。
⑥在多原子的分子中所有元素的原子氧化数的代数和等于零；在多原子的离子中所有元素的原子氧化数的代数和等于离子所带的电荷数。
根据以上规则，我们既可以计算化合物分子中各种组成元素原子的氧化数，亦可以计算多原子离子中各组成元素原子的氧化数。例如：
MnO4—中Mn的氧化数为：x ＋ 4×(－2）= －1 x =＋7
Cr2O72—中Cr的氧化数为：2x ＋7×(－2）= －2 x =＋6
由于氧化数是在指定条件下的计算结果，所以氧化数不一定是整数。如在连四硫酸根离子（S4O62—）中，S的氧化数为＋5/2，这是由于分子中同一元素的硫原子处于不同的氧化态，而按上法计算的是S元素氧化数的平均值，所以氧化数有非整数出现。
物质之间有氧化数变化的反应称为氧化还原反应，或物质之间有电子转移的反应称为氧化还原反应。获得电子的物质叫氧化剂，失去电子的物质叫还原剂。当物质得到电子时，该物质被还原；失去电子时，该物质被氧化。因此，在一个体系中，氧化反应和还原反应总是同时相伴发生。
2、常见的氧化剂
①卤素单质氯、溴、碘在分析化学中常作氧化剂，反应后生成卤素离子。
Cl2＋2e—＝2Cl—
Br2＋ 2e—＝2Br—
l2＋ 2e—＝2I—
②过氧化氢在酸性、中性及碱性介质中可作为氧化剂。
H2O2＋2H＋＋2e—＝2H2O (酸性介质中)
H2O2＋2e－＝2OH－ (中性介质中)
HO2—＋H2O＋2e－＝3OH－ (碱性介质中)
③高锰酸钾KMnO4在酸性溶液中，其Mn7＋得5个电子还原为Mn2＋，在中性及碱性介质中得3个电子还原为MnO2。
MnO4—＋8H＋＋5e—＝Mn2＋＋4H2O
MnO4—＋2H2O＋3e—＝MnO2＋4OH－
④重铬酸钾K2Cr2O7，在强酸性溶液中还原为Cr3＋ 。
Cr2O72—＋14H＋ ＋6e—＝2Cr3＋＋7H2O
⑤溴酸钾KBrO3在酸性介质中得6个电子，还原为Br—。
BrO3—＋6H＋＋6e—＝Br—＋3H2O
⑥过二硫酸铵(NH4)2S2O8是强氧化剂。
S2O82—＋2e—＝2SO4—
⑦HNO3是强氧化剂，可被还原为NO2、NO、N2O和NH3。
3、常见的还原剂
①Fe、Al、 Zn、Sn 等活泼金属单质，可失电子被氧化为离子，所以它们是还原剂。
②SnCl2在酸性溶液中可失2个电子破氧化为SnC14。
SnCl2＋2HCl－2e—＝SnCl4＋2H＋
③草酸H2C2O4及其盐Na2C2O4在酸性介质中失2 个电子被氧化为CO2 。
H2C2O4－2e—＝2H＋＋2CO2
④硫代硫酸盐失去2个电子被氧化为连四硫酸盐。
2S2O32—－2e—＝S4O62—
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