實驗15氧化還原反應和氧化還原平衡[實驗目的]1.學會裝配原電池；2.掌握電極的本性、電對的氧化型或還原型物質的濃度、介質的酸度等因素對電極電勢、氧化還原反應的方向、產物、速率的影響；3.通過實驗了解化學電池電動勢。[基本操作]1.試管操作要用專用滴管取液體，不得引入雜質。清洗滴管時，里外都要沖洗干凈。滴瓶上的滴管不得用于別的液體的取用，滴加液體時磨口以下部分不得接觸接收容器的器壁。裝有藥品的滴管不得橫放或滴管口向上斜放，以免液體流入橡皮頭中。在通常的性質實驗中，反應液一般取3~5滴。正常滴管中的一滴溶液約0.05mL，例如，取0.5mL的溶液，需要大約10滴。2.鹽橋的制法3.伏特計的使用（區分正負極，伏特計和電極要接觸良好）[實驗原理]對于電極反應：氧化態（Ox）+ne?=還原態（Red）根據能斯特公式，有

其中，R=8.314J·mol-1·K-1，T=298.15K，F=96485C·mol-1電極電勢的大小與Eo（電極本性）、氧化態和還原態的濃度，溶液的溫度以及介質酸度等有關。對于電池反應，aA+bB=cC+dD對應的能斯特方程是電極電勢愈大，表明電對中氧化態氧化能力愈強，而還原態還原能力愈弱，電極電勢大的氧化態能氧化氧化電極電勢比它小的還原態。E+>E－是氧化還原反應自發進行的判椐。在實際應用中，若與的差值大于0.5Ｖ，可以忽略濃度、溫度等因素的影響，直接用數值的大小來確定該反應進行的方向。[實驗內容]實驗內容實驗現象解釋和反應一、氧化還原反應和電極電勢(1)0.5mL0.1mol·L－1KI+2滴0.1mol·L－1FeCl3，搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色

紫色

2I-+2Fe3+=I2(紫色)+2Fe2+(2)KBr代替KI進行上述實驗

無變化

E0Fe3+/Fe2+＜E0Br2/Br-，不能反應(3)碘水+0.5mL0.1mol·L－1FeSO4搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色Br2水+0.5mL0.1mol·L－1FeSO4搖勻后加入CCl4觀察CCl4層顏色紫色溴水退色

E0Fe3+/Fe2+＞E0I2/I-，不能反應Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+比較電極電勢Br2/Br-＞Fe3+/Fe2+＞I2/I-二、濃度對電極電勢的影響(1)燒杯1：15mL1mol·L－1ZnSO4中插入鋅片燒杯2：15mL1mol·L－1CuSO4中插入銅片鹽橋連接兩燒杯，測電壓

0.9VCu2+/Cu為正極

CuSO4溶液中注入濃氨水至生成沉淀溶解生成深藍色溶液，觀察電壓變化

電壓降低Cu2++2e?=Cu加入NH3水時，形成[Cu(NH3)4]2+，使[Cu2+]大幅度減小，電極電勢隨之減小。由于正極電位降低，導致原電池電動勢降低。ZnSO4溶液中注入濃氨水至生成沉淀溶解生成無色溶液，觀察電壓變化電壓升高Zn2++2e?=Zn加入NH3水時，形成[Zn(NH3)4]2+，使[Zn2+]大幅度減小，電極電勢隨之減小。由于負極電位降低，導致原電池電動勢升高。(2)2滴0.01mol·L－1KMnO4+3滴1mol·L－1H2SO4+2滴3%H2O2。觀察試管中溶液顏色的變化KMnO4退色2MnO4-+5H2O2+16H+=2Mn2++5O2↑+8H2OaMn2+為粉紅色，觀察不到[注意事項]1.原電池中試劑的取量一般不要超過15mL，因為量的多少對電極電勢不影響，而對電流大小有影響。