氧化还原反应实验报告

氧化还原反应

实验目的：

通过实验掌握氧化还原反应的基本原理，熟悉几种常见的氧化还原反应。

实验原理：

·         物质的氧化还原能力的强弱与物质的本性有关， 氧化还原能力通常根据电对的电极电势的高低来判定。

·         氧化还原反应进行的方向、次序、程度， 可以根据氧化剂和还原剂所对应的电对电极电势的相对大小来判定。

?E = E氧化剂电对电势　－　E还原剂电对电势　>　０　反应能自发进行

?E = E氧化剂电对电势　－　E还原剂电对电势　＝　０　反应处于平衡状态

?E = E氧化剂电对电势　－　E还原剂电对电势　<　０　反应不能自发进行

·         氧化还原反应总是优先在电极电势差值最大的两个电对所对应的氧化剂和还原剂之间进行。

·         电极电势差值较小的两个电对所对应的氧化剂和还原剂之间能否进行氧化还原反应，应考虑浓度的影响。

实验过程：在Na3AsO4与 I- 的氧化还原反应方程式中, 有 H+, 与OH- 参加，因此介质的 pH值将对反应有显著的影响。

由于AsO43- / AsO2-   与 I2 / I- 的氧化还原电对的值相近, 因此, 可以通过改变溶液的酸碱性改变氧化还原反应进行的方向。反应可在同一试管中进行， 先在酸性中观察Na3AsO4与 KI的反应（为了便于观察碘单质的生成与， 常加入CCl4萃取碘），观察碘单质的生成，然后再加入碱溶液使反应液呈碱性，观察碘单质的消失。试验中，酸的加入量应控制在使反应进行即可， 应避免加入过量的酸。 由于含砷的化合物有较高的毒性，反应的废液应回收到指定的回收瓶中，统一处理。如果不慎试液滴在皮肤上，应立即冲洗。

　

实验结论：氧化态或还原态物质与其它的试剂发生化学反应，生成沉淀或形成络合物，从而大大改变了氧化态或还原态物质的浓度，此时，电对的电极电势有较大的变化，应通过奈斯特方程式计算或查表确定其电极电势，再判定氧化还原的反应进行的方向。　

·         对于有H+, 或OH-参加电极反应的电对，介质的pH值将对反应有显著的影响。

·         氧化还原反应进行的程度的大小和反应进行的快慢并不一定一致。氧化还原反应进行的程度是对该化学反应一个热力学上的量度， 而氧化还原反应进行的快慢是对该化学反应一个动力学上的量度。氧化还原反应进行的快慢要受到很多其他因素的影响。例如：固液反应时的接触面积。因此， 常加入催化剂加快反应速度。

 

第二篇：氧化还原反应实验报告

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：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：(-)：Zn2++2e-=Zn 

(+)：Cu2++2e-=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。 

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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。

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