1、第第 8 章章 氧化還原反應與電化學氧化還原反應與電化學第第8章章 氧化還原反應氧化還原反應8.1 基本概念基本概念8.2 原電池與電極電勢原電池與電極電勢8.3 氧化還原反應的方向和限度氧化還原反應的方向和限度8.4 電極電勢的應用電極電勢的應用 氧化還原反應是一類極其重要的化學反應。實驗室制氧化還原反應是一類極其重要的化學反應。實驗室制取氧氣的反應，工業上生產硝酸過程中涉及的幾個反應都取氧氣的反應，工業上生產硝酸過程中涉及的幾個反應都是氧化還原反應。是氧化還原反應。4 NH3 5 O2 4 NO 6 H2O2 NO O2 2 NO23 NO2 H2O 2 HNO3 NO8.1 基本概念基本

2、概念氧化還原反應氧化還原反應氧化還原反應：有電子得失（或電子偏移）的反應。氧化還原反應：有電子得失（或電子偏移）的反應。 氧化劑氧化劑 還原劑還原劑 還原產物還原產物 氧化產物氧化產物化合價降低，還原反應化合價降低，還原反應化合價升高，氧化反應化合價升高，氧化反應 氧化數：氧化數：是指某元素的一個原子的荷電數，是指某元素的一個原子的荷電數，該荷電數是假定把每一化學鍵中的電子指定給電該荷電數是假定把每一化學鍵中的電子指定給電負性更大的原子而求得的。負性更大的原子而求得的。 ) s (Cu)aq( Zn ) s (Zn)aq(Cu22得失電子得失電子+）g（2HCl ）g（Cl）g(H22電子偏移

3、電子偏移+8.1.1元素的氧化數元素的氧化數 確定氧化數的規則： 單質中，元素的氧化數為零。單質中，元素的氧化數為零。 在單原子離子中，元素的氧化數等于該離子所在單原子離子中，元素的氧化數等于該離子所帶的電荷數帶的電荷數 。 在大多數化合物中，氫的氧化數為在大多數化合物中，氫的氧化數為 +1+1；只有在；只有在金屬氫化物中氫的氧化數為金屬氫化物中氫的氧化數為 -1-1。通常，氧在化合物中的氧化數為通常，氧在化合物中的氧化數為-2-2；但是在過氧；但是在過氧化物中，氧的氧化值為化物中，氧的氧化值為-1-1，在氟的氧化物中，如，在氟的氧化物中，如OFOF2 2 和和O O2 2F F2 2中，氧的

4、氧化數分別為中，氧的氧化數分別為+2+2和和+1+1。例：7 I O IH 65+的氧化數為中性分子中，各元素原子的氧化數的代數和為零 ，復雜離子的電荷等于各元素氧化數的代數和。38Fe OFe 43+的氧化數為2.5 S O S 264+的氧化數為2S O S 232+的氧化數為化合價：氧化還原反應中得失電子數，只能為整數。化合價：氧化還原反應中得失電子數，只能為整數。氧化數：得失電子或平均化合價。可以為整數或分數。氧化數：得失電子或平均化合價。可以為整數或分數。CrOOOOO例如：例如： CrO5 中中 Cr 的氧化數為正的氧化數為正 10 ，但是從右圖，但是從右圖所示的結構式中，可以看出

5、所示的結構式中，可以看出 Cr 的化合價為正的化合價為正 6。這是。這是 Cr 的最高價態，等于其所在的族數。的最高價態，等于其所在的族數。配平原則配平原則： 電荷守恒電荷守恒：氧化劑得電子數等于還原劑失電子數。 質量守恒質量守恒：反應前后各元素原子總數相等。8.1.3氧化還原反應方程式的配平氧化還原反應方程式的配平 配平步驟：配平步驟： 用離子式寫出主要反應物和產物用離子式寫出主要反應物和產物( (氣體、純液氣體、純液體、固體和弱電解質則寫分子式體、固體和弱電解質則寫分子式) )。 分別寫出氧化劑被還原和還原劑被氧化的半反分別寫出氧化劑被還原和還原劑被氧化的半反應。應。 分別配平兩個半反應方

6、程式，等號兩邊的各種分別配平兩個半反應方程式，等號兩邊的各種元素的原子總數各自相等且電荷數相等。元素的原子總數各自相等且電荷數相等。例1：配平反應方程式)aq(SOK)aq(MnSO )aq(SOK)aq(KMnO424酸性溶液中324+ 確定兩半反應方程式得、失電子數目的最確定兩半反應方程式得、失電子數目的最小公倍數。將兩個半反應方程式中各項分別乘以小公倍數。將兩個半反應方程式中各項分別乘以相應的系數，使得、失電子數目相同。然后，將相應的系數，使得、失電子數目相同。然后，將兩者合并，就得到了配平的氧化還原反應的離子兩者合并，就得到了配平的氧化還原反應的離子方程式。有時根據需要可將其改為分子方

7、程式。方程式。有時根據需要可將其改為分子方程式。+)42+=+10e10H5SO O5H5SO223+=+O8H2Mn10e16H2MnO224+=+O4HMn5e8HMnO224+=+2e2HSOOHSO242232+5得O3HSOK6MnSO22424+=O3H5SO2Mn6H5SO2MnO2242234+=+MnSOSOMnO 2242343H SOSO5K2KMnO4324+2酸性介質： 多n個O+2n個H+，另一邊 +n個H2O堿性介質： 多n個O+n個H2O，另一邊 +2n個OH-小結：8.2 原電池與電極電勢原電池與電極電勢8.2.1原電池原電池1. 原電池：將化學能轉變成電能的

8、裝置稱為原電池。原電池：將化學能轉變成電能的裝置稱為原電池。 銅鋅原電池示意圖銅鋅原電池示意圖負極負極 Zn Zn 2 2 e 正極正極 Cu 2 2 e Cu電池反應：電池反應：Zn Cu 2 Cu Zn 2 將飽和的將飽和的 KCl 溶液灌入溶液灌入 U 形管中，用瓊膠封口，倒形管中，用瓊膠封口，倒架在兩池中。由于架在兩池中。由于 K 和和 Cl 的定向移動，使兩池中的定向移動，使兩池中過剩的正負電荷得到平衡，恢復電中性。于是兩個半電池過剩的正負電荷得到平衡，恢復電中性。于是兩個半電池反應乃至電池反應得以繼續，電流得以維持。反應乃至電池反應得以繼續，電流得以維持。 2. 鹽橋鹽橋 3. 電

9、池符號電池符號例如例如 Cu Zn 電池符號電池符號( ) Zn Zn 2( 1 moldm 3 ) Cu 2( 1 moldm 3 ) Cu () 左邊負極，右邊正極；兩邊的左邊負極，右邊正極；兩邊的 Cu，Zn 表示極板材表示極板材料；離子的濃度，氣體的分壓要在料；離子的濃度，氣體的分壓要在 （ ） 內標明。內標明。 代表兩相的界面；代表兩相的界面；代表鹽橋。鹽橋連接著不同電解質的代表鹽橋。鹽橋連接著不同電解質的溶液或不同濃度的同種電解質的溶液。溶液或不同濃度的同種電解質的溶液。8.2.2 電極電勢和電動勢電極電勢和電動勢 1. 電極電勢電極電勢 CuZn 電池中，為什么電子從鋅片流向銅片

10、？為什電池中，為什么電子從鋅片流向銅片？為什么么 Cu 為正極，為正極，Zn 為負極？或者說為什么銅片的電勢比為負極？或者說為什么銅片的電勢比鋅片的高？這是我們首先要回答的問題。鋅片的高？這是我們首先要回答的問題。圖圖 72 鋅電極的雙電層鋅電極的雙電層圖圖 73 銅電極的雙電層銅電極的雙電層2 原電池的電動勢原電池的電動勢 電極電勢電極電勢 E 表示電極中極板與溶液之間的電勢差。表示電極中極板與溶液之間的電勢差。當鹽橋將兩個電極的溶液連通時，認為兩溶液之間的電勢當鹽橋將兩個電極的溶液連通時，認為兩溶液之間的電勢差被消除，則兩電極的電極電勢之差即原電池的電動勢。差被消除，則兩電極的電極電勢之差

11、即原電池的電動勢。用用 E池池 表示電動勢，則有表示電動勢，則有E池池 E E標準狀態時電池的標準電動勢有標準狀態時電池的標準電動勢有E池池 E E例如：例如：() Zn Zn2( 1 moldm3 )Cu2(1 moldm3) Cu() E池池 E E 0.34 ( 0.76 ) 1.10 V +2H /HV化學上規定 0 E3. 標準氫電極標準氫電極:涂滿鉑黑鉑絲作為極板，插入到涂滿鉑黑鉑絲作為極板，插入到H(1 moldm 3 ) 溶液中，并向其中通入溶液中，并向其中通入H2 ( 1.013 10 5 Pa ) .標準氫電極示意圖標準氫電極示意圖氫電極的半反應為氫電極的半反應為2 H 2

12、 e H2符號符號 Pt| H2( p ) | H (c ) 0.34 V 0 V 0.34 V +=22H/HCu/CuEEE池例如：標準氫電極與標準銅電極組成的原電池。例如：標準氫電極與標準銅電極組成的原電池。() Pt|H2 ( p ) | H (1 moldm 3 )Cu 2 ( 1 moldm 3 )|Cu () 測得該電池的電動勢測得該電池的電動勢 E池池 0.34 V， 由公式由公式 E池池 E E 得得 E E池池 E 4. 其它類型的電其它類型的電極極電電 極極 類類 型型電電 對對電電 極極MeMen+電極電極Zn2+/ZnZn Zn2+ AAn-電電 極極 Cl2/Cl-

13、Cl-，Cl2 Pt氧化還原電極氧化還原電極Fe3+/Fe2+Fe3+,Fe2+ PtMe難溶鹽電極難溶鹽電極AgCl/AgAg AgCl, Cl- 飽和甘汞電極飽和甘汞電極甘汞電極：實際測量非常重要的一種電極，標準氫甘汞電極：實際測量非常重要的一種電極，標準氫電極使用不多，原因是氫氣不易純化，壓強不易控制，鉑電極使用不多，原因是氫氣不易純化，壓強不易控制，鉑黑容易中毒。黑容易中毒。電極反應電極反應 Hg2Cl22e2Hg 2Cl符號符號 Pt | Hg | Hg2Cl2 | KCl 標準電極電勢標準電極電勢 E 0.268 V 飽和甘汞電極電勢飽和甘汞電極電勢 E 0.2415 V 5. 標

14、準電極電勢表標準電極電勢表 在電極反應中，左側是氧化數高的物質，稱為氧化在電極反應中，左側是氧化數高的物質，稱為氧化型型 ；右側是氧化數低的物質，稱為還原型；右側是氧化數低的物質，稱為還原型 。在電對中只寫出氧化數有變化的物質，如在電對中只寫出氧化數有變化的物質，如Cr2 O7 2/Cr 3Cr2 O7 2 14 H 6e 2 Cr 3 7 H2 O+3272Cr/OCrE 1.23 V電極反應的通式電極反應的通式 氧化型氧化型 z e 還原型還原型按照按照 E 值增大的順序列表即值增大的順序列表即標準電極電勢表。標準電極電勢表。 電極電勢表說明：電極電勢表說明：(1) 電極電勢高，其氧化型的

15、氧化能力強；電極電勢低其電極電勢高，其氧化型的氧化能力強；電極電勢低其還原型的還原能力強。還原型的還原能力強。(2) 標準電極電勢表是酸介質中的表。標準電極電勢表是酸介質中的表。(3)堿介質中另有一張標準電極電勢表。例如堿介質中另有一張標準電極電勢表。例如 2 H2O 2 e H2 2 OH E 0.83 V Cu( OH )2 2 e Cu 2 OH E 0.22 V4 影響電極電勢的因素影響電極電勢的因素1. 電動勢的電動勢的 Nernst 方程方程對于對于a A b B c C d D 有化學反應等溫式有化學反應等溫式badcBADClg303. 2zFRTEE= 換底，得換底，得bad

16、cmrmrBADClnRTGG+= 將將 和和 代入式代入式 中中zEFG=mrFzEG=mr 298 K 時時QzEElgV059.0=badcBADClgV059.0zEE= 2 電極電勢的電極電勢的 Nernst 方程方程 對于電池反應對于電池反應 a A b B c C d D 正極正極 a A c C A：氧化型：氧化型 C：還原型：還原型 負極負極 d D b B D：氧化型：氧化型 B：還原型：還原型298K，能斯特方程為，能斯特方程為lgV059. 0還原型氧化型zEE+=Nernst 方程反映了電極電勢與濃度、溫度的關系。方程反映了電極電勢與濃度、溫度的關系。2 303.氧化

17、型lg還原型RTEEzF=+能斯特方程為：能斯特方程為：例如例如 298 K 時，寫出下列反應的時，寫出下列反應的 Nernst 方程方程 。 2314272CrHOCrlg6V059. 0+= EE2+20 059H2.lgHVEEp=+2 H 2e H2Cr2 O7 2 14 H 6e 2 Cr 3 7 H2 O )()(cc，氧化型還原型)(c，還原型)( c，氧化型2.影響電極電勢的因素 e 還原型氧化型電極反應：n+)()(lg3032氧化型還原型ccnFRT.EE=)()(lg3032還原型氧化型ccnFRT.EE+=或E則： 氧化型或還原型的濃度或分壓 介質的酸堿性 例例 73

18、標準氫電極的電極反應為標準氫電極的電極反應為 2H 2e H2 E 0 V 若若 H2 的分壓保持不變，的分壓保持不變，將溶液換成將溶液換成 1.0 moldm 3 HAc ，求其電極電勢，求其電極電勢 E 的值。的值。2+20059H2.lgHEEp=+ 解：解： +5H1 8101 0.aK c=5108 . 1lg2V059. 0+= EE 代入代入 Nernst 方程方程 求得求得 E 0.14 V 。 例例 計算下面原電池的電動勢計算下面原電池的電動勢 （）（） Pt | H2 ( p ) | H (10 3 moldm 3 ) H (10 2 moldm 3 ) | H2 ( p

19、) | Pt ( ) 解：解： 正極和負極的電極反應均為正極和負極的電極反應均為 2 H 2e H2 由公式由公式 得得 2+ 20 059H2.lgHEEp=+ 所以電動勢可以由下式算出所以電動勢可以由下式算出 2230 059100 059V210池.lg().EEE+=22)10lg(2V059. 0+= EE23)10lg(2V059. 0+= EE，+Ag1L1.0mol)Cl(=cAg沉淀的生成對電極電勢的影響( )108 . 1)AgCl( ?Ag)/(AgCl ?Ag)/(Ag Lmol0 . 1)Cl( s AgClNaCl AgAgV799. 0Ag)/(Ag 10sp1+

20、=KEEcE并求時，當會產生加入電池中組成的半和，若在已知例：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=+時若Kcc)Ag( lgV0592. 0)Ag/Ag( +=+cEAgCl)(lgV0592. 0)Ag/Ag(sp+=+KEV222. 0=+)/AgAg(= E)aq(ClAg(s)eAgCl(s)+1=+AgCl)()Ag( , Lmol0 . 1)Cl(sp時當Kc

21、c) /AgAgCl(E+AgCl)(lgV0592. 0)/AgAg(sp+=KEAgI AgBr AgCl減小 spK(AgI/Ag) (AgBr/Ag) (AgCl/Ag)EEE小結：氧化型形成沉淀 ，E;還原型形成沉淀 ，E。)Ag/Ag( /Ag)S(Ag2+ EE 氧化型和還原型都形成沉淀，看二者 的相對大小。若 (氧化型) (還原型)，則 E；反之，則 E。KspKspKsp?)/CuCu(L1.0mol)Cu(NH(21243=+時，Ec,L1.0mol)NH( 中，加入氨 池 13=水，當cCu氨水+2Cu12433Lmol0 . 1)Cu(NH()NH(+=cc 配合物的生

22、成對電極電勢的影響，0.3394V)/CuCu(2=+：已知例E 電 半 Cu/Cu 。在1030. 2)Cu(NH(212243f=+K?)Cu/)Cu(NH( 243=+并求 E解：時 Lmol01)Cu(NH()NH(12433+=當.c c)aq()Cu(NH )aq(4NH)aq(Cu24332+2+)NH()Cu()Cu(NH(f43243+= Kccc )Cu(NH(1)Cu(243f2+=Kc0.0265V=1030. 21lg2V0592. 00.3394V12+=)Cu /Cu(2+E)Cu(lg2V0592. 0)Cu /Cu( 22+=+cE) s (Cu 2e)aq(

23、Cu 2+)Cu(NH(1lg20592V. 0)Cu /Cu(243f2+=+KE思考：, Lmol0 . 1)Cu(NH()(NH 12433時當+=cc)aq(4NH) s (Cu 2e)aq()Cu(NH3243+V0265. 0/Cu)Cu(Cu)/)(Cu(NH2243+= EECu)/)(Cu(NH 243即+E/Cu)Cu( Cu)/)(Cu(NH2243+ (還原型)，則E；反之，則 E。 K fK fK f)aq(4NHCuCl(s) 3+),/CuCu()CuCl()(Cu(NH2sp243f及，借助+EKK ) /CuCl)Cu(NH( 243？如何求得+E8.3氧化還

24、原反應的方向和限度氧化還原反應的方向和限度8.3.1電動勢電動勢 和電池反應和電池反應 的關系的關系 化學反應化學反應 Zn Cu2 Cu Zn 2 在燒杯在燒杯中進行時，雖有電子轉移，但不產生電流，屬于恒溫恒壓中進行時，雖有電子轉移，但不產生電流，屬于恒溫恒壓無非體積功的過程無非體積功的過程 。其自發進行的判據是。其自發進行的判據是EmGr r G W 非非 電功等于電量與電勢差之積電功等于電量與電勢差之積 ，即，即 W q E 。q nF ， 法拉第常數法拉第常數 F 96500 庫侖庫侖 / 摩爾摩爾 故電功故電功 W 可由下式表示可由下式表示 W n E F 一般認為電池反應的進行方式

25、是可逆的。故有一般認為電池反應的進行方式是可逆的。故有rGnEF= 當反應均為標準態時，當反應均為標準態時，E 即是即是 E ，故有故有rmGnE F= 8.3.2 E 和電池反應的和電池反應的 K 的關系的關系 由由 和和FzEGm=r=KlnTrRGm 得得=KRTElnFz=KFRTEZln=KFRTEZlg303.2=KEZlg059.0 故故 換底，得換底，得 298 K 時，公式可以寫成時，公式可以寫成 從而可以由從而可以由 E 求得氧化還原反應的平衡常數求得氧化還原反應的平衡常數 K ，以討論反應進行的程度和限度。以討論反應進行的程度和限度。 Zn Cu 2 Cu Zn 2 29

26、8 K 時的時的 K 。 解：將反應分解成兩個半反應，從表中查出解：將反應分解成兩個半反應，從表中查出E 。 Cu 2 2 e Cu E 0.34 V Zn 2 2 e Zn E 0.76 V 0.34 V ( 0.76 V ) 1.10 V+ EEE 池 由公式由公式 得得 0 059.lgnEK=0 059lg.nEKV=3737.3 2.010lg所 以 KK=例例 求反應求反應 AgCl Ag Cl 298 K 時的時的 K 解解 ： 關鍵是設計電池反應。關鍵是設計電池反應。 在反應式的兩邊引進物質在反應式的兩邊引進物質 Ag ， 方程式變成方程式變成AgCl Ag Ag Ag Cl

27、AgCl e Ag Cl E 0.222 V Ag e Ag E 0.800 V 0.222V 0.800V 0.578 V+ EEE池 所以所以 K 1.58 10 10059.0578.0V059.0lg=EKZ9.808.4.1 判斷氧化劑、還原劑的相對強弱判斷氧化劑、還原劑的相對強弱E 小的電對對應的還原型物質還原性強；E 大的電對對應的氧化型物質氧化性強。 8.4 電極電勢的應用電極電勢的應用8.4.2 判斷氧化還原反應進行的方向判斷氧化還原反應進行的方向反應自發進行的條件為rGm0因為 rGm = nFEMF 即： EMF 0 反應正向自發進行；反應正向自發進行； EMF 0 反應

28、逆向自發進行。反應逆向自發進行。 lgV05920 MFMFQn.EE=例：判斷在酸性溶液中H2O2與Fe2+混合時，能否發生氧化還原反應？若能反應，寫出反應方程式。0 V994. 0 0.769V1.763V=Fe OH222+發生的反應：與解：)aq(OH 2e)aq(2H)g(O222+V6945. 0=E) l (O2H 2e)aq(2H)aq(OH222+V763. 1=E)aq(Fe e)aq(Fe23+=E 0.769V +) s (Fe 2e)aq(Fe2+ 0.4089V =E ) l (O2H)aq(Fe2)aq(2H )aq(Fe2)aq(OH23222+)Fe/Fe(

29、)OH/OH(23222MF=+EEE進行？ 時的標準態下能否向右25 在 ？ )g(Cl 取 制 HCl 濃 能用 實驗室中為 )2(2什么 ) 1 ( 試判斷反應：例0 0.131V1.360V1.2293V=12121lg2V0592. 00.131V 24=)aq(2Cl)aq(4H) s (MnO2+方法二：) l (O2H)g(Cl)aq(Mn 222+/ )Cl(/ )H(/ )Mn (/ )Cl(lg2V0592. 0 2422MFMF=+ccccccppEE0 0.06V 1.30V1.36V=)/ClCl()/MnMnO(222MF=+EEE8.4.3 確定氧化還原反應進行

30、的限度確定氧化還原反應進行的限度, 時K15.298T =或lg2.303mrKRTG=MFmrZFEG=lg2.303MF因為KRTZFE=lg3032MFKZFRT.E=V0257. 0lnMFZEK=V0592. 0lgMFnEK= 2.107V=)V955 . 0(512V. 1=4224)aq(6H)aq(OC5H)aq(2MnO+解：例：求反應222) l (O8H)aq(2Mn)g(10CO +的平衡常數 。K422224MF)OCH/CO()Mn/MnO( =+EEEMF563 0.0592V2.107V10 0.0592V lg=nEK35610=K試求AgCl的溶度積常數。

31、 解：設計一個原電池：例：已知298K時下列電極反應的E 值： 0.7991V=E0.2222V=EAg(s) e)aq(Ag+)aq(ClAg(s) e(s) AgCl+ Ag(s) e)aq(Ag+ )aq(ClAg(s) e(s) AgCl+(s) AgCl )aq(Cl)aq(Ag+1spKK= g(s)A)L1.0mol(gA)L1.0mol(Cl AgCl(s) g(s)A11+0.5769V = 0.222V0.7991V =MF)Ag/AgCl()Ag/Ag( =+EEEMF0.0592V lg=ZEKMFsp7449. 90.0592V0.5769V 0.0592V lg-=

32、ZEK10-sp101.80 =K 經常以經常以 pH 0 和和 pH 14 兩種條件作圖，橫線兩種條件作圖，橫線上的上的 E 值分別表示值分別表示 和和 。8.5 元素電勢圖及應用元素電勢圖及應用 在特定的在特定的 pH 條件下，將元素各種氧化數的存在形條件下，將元素各種氧化數的存在形式依氧化數降低的順序從左向右排成一行。用線段將各種式依氧化數降低的順序從左向右排成一行。用線段將各種氧化態連接起來，在線段上寫出其兩端的氧化態所組成的氧化態連接起來，在線段上寫出其兩端的氧化態所組成的電對的電對的 E 值。便得到該值。便得到該 pH 值下該元素的值下該元素的元素電勢圖。元素電勢圖。BEAE 下面

33、是溴的元素電勢圖下面是溴的元素電勢圖 BrO4 BrO3 HBrO Br2 Br + 1.761.49 1.59 1.07V/AE BrO4 BrO3 BrO Br2 Br V/BE 0.52_+1.07+0.930.54+0.45 1 酸性的強弱酸性的強弱 而次溴酸則是弱酸，因為在酸性條件下它以分子態而次溴酸則是弱酸，因為在酸性條件下它以分子態 HBrO 存在，并不發生電離。存在，并不發生電離。 從元素電勢圖上，可以看出一些酸的強弱，以及非強從元素電勢圖上，可以看出一些酸的強弱，以及非強酸在給定的酸在給定的 pH 條件下的電離方式。條件下的電離方式。 從上面溴元素的酸式圖上看出，在強酸介質中

34、，高溴從上面溴元素的酸式圖上看出，在強酸介質中，高溴酸的存在形式為酸的存在形式為 BrO4 ，完全電離。故高溴酸是強酸。，完全電離。故高溴酸是強酸。同理，溴酸和氫溴酸也是強酸。因為在酸中它們的存在形同理，溴酸和氫溴酸也是強酸。因為在酸中它們的存在形式分別為式分別為 BrO3 和和 Br。 從下面碘元素電勢圖中，可以判斷高碘酸不是強酸，從下面碘元素電勢圖中，可以判斷高碘酸不是強酸，因為它在酸介質中以分子態因為它在酸介質中以分子態 H5IO6 存在，不發生電離。存在，不發生電離。 H5IO6 IO3 HIO I2 I H3IO62 IO3 IO I2 I 1.70 1.14 1.45 0.54 0

35、.70 0.14 0.45 0.54 V/AEV/BE 從碘元素的堿式圖中，可以進一步看出在從碘元素的堿式圖中，可以進一步看出在 pH 14 的條件下，將電離出兩個氫離子，以的條件下，將電離出兩個氫離子，以 H3IO62 形式存在。形式存在。 2 計算電對的電極電勢計算電對的電極電勢例如，下圖是酸性體系中碘元素電勢圖的一部分：例如，下圖是酸性體系中碘元素電勢圖的一部分： 1.14 V 1.45 V IO3 HIO I2 可以從圖中直接得到可以從圖中直接得到 IO3/ HIO 和和 HIO / I2 兩個兩個已知電對的電極電勢。現在的問題是，如何求得不相鄰的已知電對的電極電勢。現在的問題是，如何

36、求得不相鄰的 IO3 和和 I2 組成的未知電對的電極電勢。組成的未知電對的電極電勢。 寫出兩個已知電對和一個未知電對的電極反應寫出兩個已知電對和一個未知電對的電極反應 ( 1 ) IO3 5 H 4 e HIO2 H2 O E 11.14 V ( 2 ) HIO H e 1 /2 I2 H2 O E 2 1.45 V( 3 ) IO3 6 H 5e 1 /2 I2 3 H2 O E 3 ? 由于反應由于反應 （ 3 ） （ 1 ） （ 2 ） ， 故有故有)2()1 ()3(mrmrmr+=GGGFzEGmr=V20. 1V545. 1114. 1454)()4(5213213=+=+=+=

37、EEEFEFEFE A B C 結論：對于電勢圖中一般的三種氧化態結論：對于電勢圖中一般的三種氧化態 A ，B ，CE 1 E 2E 3z1 e z2 e z3 ( z1 z2 ) e 有關系式有關系式2122113zzEzEzE+=n21nn2211zzzEzEzEzE+= 對于若干相關電對，則應有對于若干相關電對，則應有 I2 2 e 2 I E 0.54 V I2 e I E 0.54 V 不論電極反應的化學計量數是怎樣的倍數關系，其電不論電極反應的化學計量數是怎樣的倍數關系，其電極電勢極電勢 E 的值是不變的。但是上面兩個電極反應的的值是不變的。但是上面兩個電極反應的 是不同的，且具有一定的倍數關系。是不同的，且具有一定的倍數關系。mrG 這種倍數關系可由公式這種倍數關系可由公式 中的中的 z 值來值來確定。確定。FzEG=mr 3 判斷某種氧化