氧化還原反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1.加深理解電極電勢(shì)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。
2.加深理解溫度、反應(yīng)物濃度對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響。
3.了解介質(zhì)的酸堿性對(duì)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物的影響。
4.掌握物質(zhì)濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響。
5.學(xué)會(huì)用phs-25型酸度計(jì)的“mv”部分，粗略測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì)的方法。
實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)采用phs-25型ph計(jì)的mv部分測(cè)量原電池的電動(dòng)勢(shì)。原電池電動(dòng)勢(shì)的**測(cè)量常用電位差計(jì)，而不能用一般的伏特計(jì)。因?yàn)榉赜?jì)與原電池接通后，有電流通過(guò)伏特計(jì)引起原電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)。另外，由于原電池本身有內(nèi)阻，放電時(shí)產(chǎn)生內(nèi)壓降，伏特計(jì)所測(cè)得的端電壓，僅是外電路的電壓，而不是原電池的電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)用ph計(jì)與原電池接通后，由于ph計(jì)的mv部分具有高阻抗，使測(cè)量回路中通過(guò)的電流很小，原電池的內(nèi)壓降近似為零，所測(cè)得的外電路的電壓降可近似地作為原電池的電動(dòng)勢(shì)。因此，可用ph計(jì)的mv部分粗略地測(cè)量原電池的電動(dòng)勢(shì)。
儀器、藥品及材料
儀器：phs-25型酸度計(jì)
藥品：
酸：h2so4(3.0mol·l-1)，h2c2o4(0.1mol·l-1)，hac(1.0mol·l-1)
堿：naoh(2.0mol·l-1)
鹽：kscn(0.1mol·l-1)，pb(no)3(0.1mol·l-1，0.5mol·l-1)，na2so3(0.1mol·l-1)，kmno4(0.1mol·l-1)，feso4(0.1mol·l-1)，cuso4(1mol·l-1，0.1mol·l-1)，kbr(0.1mol·l-1)ki(0.1mol·l-1)，nano2(0.1mol·l-1)，kio3(0.1mol·l-1)，sncl2(0.1mol·l-1)，na2s(0.1mol·l-1)，znso4(1mol·l-1，0.1mol·l-1)，fecl3(0.1mol·l-1)
其它：ccl4，i2水，br2水，na2sio3(d=1.06)，h2o2(3%)，淀粉溶液，藍(lán)石蕊試紙，鹽橋，cu電極，zn電極，溫度計(jì)
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.電極電勢(shì)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系
（1）在試管中加入0.1mol·l-1ki溶液0.5ml和0.1mol·l-1fecl3溶液2~3滴，觀察現(xiàn)象。再加入0.5mlccl4，充分振蕩后觀察ccl4層的顏色。寫(xiě)出離子反應(yīng)方程式。
（2）用0.1mol·l-1kbr溶液代替0.1mol·l-1ki溶液，進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。
根據(jù)(1)、(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，定性比較br2/br-、i2/i-、fe3+/fe2+三個(gè)電對(duì)電極電勢(shì)的大小，并指出哪個(gè)電對(duì)的氧化型物質(zhì)是*強(qiáng)的氧化劑，哪個(gè)電對(duì)的還原型物質(zhì)是*強(qiáng)的還原劑。
（3）在兩支試管中分別加入i2水和br2水各0.5ml，再加入0.1mol·l-1feso4溶液少許及0.5mlccl4，搖勻后觀察現(xiàn)象。寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
根據(jù)(1)、(2)、(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明電極電勢(shì)與氧化還原反應(yīng)方向的關(guān)系。
（4）在試管中加入0.1mol·l-1fecl3溶液4滴和0.01mol·l-1kmno4溶液2滴，搖勻后往試管中逐滴加入0.1mol·l-1sncl2溶液，并不斷搖動(dòng)試管。待kmno4溶液褪色后，加入0.1mol·l-1kscn溶液1滴，觀察現(xiàn)象，繼續(xù)滴加0.1mol·l-1sncl2溶液，觀察溶液顏色的變化。解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并寫(xiě)出離子反應(yīng)方程式。
2．濃度、溫度、酸度對(duì)電極電勢(shì)及氧化還原反應(yīng)的影響
（1）濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響
在兩只50ml燒杯中，分別加入30ml1.0mol·l-1znso4溶液和1.0mol·l-1cuso4溶液。在cuso4溶液中插入cu電極，在znso4溶液中插入zn電極，并分別與ph計(jì)的“+”、“-”接線柱相接，溶液以鹽橋相連。測(cè)量?jī)蓸O之間的電動(dòng)勢(shì)。
用0.1mol·l-1znso4代替1.0mol·l-1znso4，觀察電動(dòng)勢(shì)有何變化，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明濃度的改變對(duì)電極電勢(shì)的影響。圖6-1cu-zn原電池
（2）溫度對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響
a、b兩支試管中都加入0.01mol·l-1kmno4溶液3滴和3.0mol·l-1h2so4溶液5滴，c、d兩支試管都加入0.1mol·l-1h2c2o4溶液5滴。將a、c試管放在水浴中加熱幾分鐘后混合，同時(shí)，將b、d試管中的溶液混合。比較兩組混合溶液顏色的變化，并做出解釋。
（3）濃度、酸度對(duì)氧化還原反應(yīng)的影響
在兩支試管中，分別盛有0.5mol·l-1和0.1mol·l-1的pb(no)3溶液各3滴，都加入1.0mol·l-1hac溶液30滴，混勻后，再逐滴加入約26~28滴na2sio3(d=1.06)溶液，搖勻，用藍(lán)色石蕊試紙檢查，溶液仍呈酸性，在90℃水浴中加熱(切記：溫度不可超過(guò)90)℃，此時(shí)，兩試管中均出現(xiàn)膠凍。從水浴中取出兩支試管，冷卻后，同時(shí)往兩支試管中插入表面積相同的鋅片，觀察兩支試管中“鉛樹(shù)”生長(zhǎng)的速度，并作出解釋。
3.介質(zhì)酸、堿度對(duì)kmno4還原產(chǎn)物的影響
（1）在試管中加入0.1mol·l-1ki溶液10滴和0.1mol·l-1kio3溶液2~3滴，觀察有無(wú)變化。再加入幾滴3.0mol·l-1h2so4溶液，觀察現(xiàn)象。再逐滴加入2.0mol·l-1naoh溶液，觀察反應(yīng)的現(xiàn)象，并作出解釋。
（2）取三支試管，各加入0.01mol·l-1kmno4溶液2滴；**支試管加入5滴3.0mol·l-1h2so4溶液，**支試管中加入5滴h2o，第三支試管中加入5滴6mol·l-1naoh溶液，然后往三支試管中各加入0.1mol·l-1的na2so3溶液5滴。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并寫(xiě)出離子反應(yīng)方程式。
4.h2o2的氧化還原性
（1）在離心試管中加入0.1mol·l-1pb(no3)2溶液1ml，滴加0.1mol·l-1na2s溶液1~2滴，觀察pbs沉淀的顏色。離心分離，棄去清液，用水洗滌沉淀1~2次，在沉淀中加入3%h2o2，并不斷攪拌，觀察沉淀顏色的變化。說(shuō)明h2o2在此反應(yīng)中起什么作用？寫(xiě)出離子反應(yīng)方程式。
（2）用0.01mol·l-1kmno4、3mol·l-1h2so4、3%h2o2，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明在酸性介質(zhì)中kmno4能氧化h2o2的事實(shí)。
5.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
用0.01mol·l-1kmno4、0.1mol·l-1nano2、3.0mol·l-1h2so4、0.1mol·l-1ki及淀粉溶液設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證nano2既有氧化性又有還原性。
思考題
1.為什么h2o2既有氧化性又有還原性？在何種情況下作氧化劑？在何種情況下作還原劑？
2.介質(zhì)的酸堿性對(duì)哪些氧化還原反應(yīng)有影響？
3.如何用實(shí)驗(yàn)證明kclo3、k2cr2o7等溶液在酸性介質(zhì)中才有氧化性。