实验十二 氧化还原反应 一、实验目的 1. 理解电极电势与氧化还原反应的关系和介质、浓度对氧化还原反应的影响。2.加深理解氧化态或还原态物质浓度变化对电极电势的影响。 3.进一步理解原电池、电解及电化学腐蚀等基本知识。[教学重点] 电极电势和氧化还原反应的关系。 [教学难点] 原电池、电解及电化学腐蚀等知识。[实验用品] 仪器:低压电源、盐桥、伏特计 药品:0。5 mol·L-1Pb(NO3)2、(0.5、1 mol·L-1)CuSO4、0。5 mol·L-1 ZnSO4、 0。1 mol·L-1KI、0。1 mol·L—1FeCl3、0.1 mol.L—1KBr、0。1 mol·L-1FeSO4、(1、3 mol·L-1) H2SO4、6 mol·L—1HAc、(2 mol·L—1、浓)HNO3、(0。01、0.1 mol·L-1)KMnO4、6 mol·L—1NaOH、0。1 mol·L-1K2Cr2O7、饱和KCl、浓NH3·H2O、饱和氯水、I2水、Br2水、CCl4、酚酞溶液、Na2S2O3、红石蕊试纸
材料
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:导线、砂纸、电极(铁钉、铜片、锌片、碳棒) 二、实验内容 (一)电极电势和氧化还原反应 1.2Fe3 2I-= 2Fe2 I2 I2易溶于CCl4,CCl4层显紫红色 2.Fe3 Br—不起反应,CCl4层无色 3.Cl2 2Br-= 2Cl- Br2 Br2溶于CCl4,CCl4层显橙黄色 (二)浓度和酸度对电极电势影响 1.浓度影响 在两只50m L烧杯中,分别注入30mL 0。5mol·L-1 ZnSO4和0.5mol·L—1 CuSO4,在ZnSO4中插入Zn片,CuSO4中插入Cu片,中间以盐桥相通,用导线将Zn片Cu片分别与伏特表的负极和正极相接.测量两电极之间的电压。 现象:伏特表指针偏到E=0。80处 解释:(-):Zn22e—=Zn ():Cu22e—=Cu CuSO4溶液中加浓NH3.H2O到沉淀溶解为止,形成深蓝色溶液; Cu2 4NH3 = [Cu(NH3)4]2 [Cu2]下降, E变小,E=0。45V ZnSO4溶液中加浓NH3。H2O至沉淀溶解为止; Zn2 4NH3 = [Zn(NH3)4]2 [Zn2]下降, E变大,E=0.76V 最后达到平衡, E=0。8V接近初起值. 2*.酸度影响 在两只50mL烧杯中,分别注入FeSO4、K2Cr2O7溶液。FeSO4溶液中插入Fe片,在K2Cr2O7溶液中插入C棒,将Fe片、C棒通过导线分别与伏特表的负极和正极相接,中间用盐桥连接,测量两极电压。 文档冲亿季,好礼乐相随miniipad移动硬盘拍立得百度书包现象:测得E=0.61V 解释:(—) Cr2O72- 6e— 14H = 2Cr3 7H2O () Fe2 2e- = Fe 在K2Cr2O7中,慢慢加入1mol·L—1H2SO4,再加入6mol·L-1NaOH. 加H后E = 1。1V 加OH—后E = 0.36V (三)浓度、酸度对氧化还原产物的影响 1.浓度对产物的影响 Zn 4HNO3(浓) = Zn(NO3)2 2NO2↑(红棕色) 2H2O 4Zn 10HNO3(稀)= 4Zn(NO3)2 NH4NO3 3H2O 2.酸度对产物的影响 KMnO4 H→Mn2肉色(无色) KMnO4 H2O → MnO2↓棕黑 KMnO4 OH—→ MnO42-绿色 (四)浓度、酸度对氧化还原反应方向的影响. 1. 浓度影响 2Fe3 2I—= 2Fe2 I2 Fe3 6F-= [FeF6]3— I2易溶于CCl4呈紫色,加入Fe2反应向逆方向进行、CCl4层颜色变浅;加入F—,生成[FeF6]3—,[FeF6]3—不能氧化I—,CCl4层无色. 2*.酸度影响 I2 2AsO33- 2H2O = 2I— 2AsO43- 4H AsO33— H2O - 2e- = AsO43- 2H 2I— — 2e— = I2 (五)酸度对氧化还原反应速率的影响 2MnO4- 16H 10Br-== 2Mn2 5Br2 8H2O [H]越高,反应越快.硫酸是强酸,[H]浓度高,反应速度快;醋酸是弱酸,[H]不能全部电离出来,反应慢。三、注意事项 1.加CCl4观察溶液上、下层颜色的变化; 2.有NO2气体生成的反应,应在通风橱中做; 3.注意伏特表的偏向及数值。