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 氧化還原反應                                                                                               

1. 氧化還原與氧化劑和還原劑的定義  

 

 

 

由電子轉移定義

由氧化數改變定義

 

氧化反應

物質失卻電子的反應過程

物質的氧化數增加的反應過程

 

還原反應

物質獲得電子的反應過程

物質的氧化數減少的反應過程

 

氧化劑

反應中獲得電子的物質

反應中氧化數減少的物質

 

還原劑

反應中失卻電子的物質

反應中氧化數增加的物質

       例:鎂和氧化銅(II)的反應

     

2.  氧化數

a.  氧化數是表示某一元素在化合物中得失電子狀況的數字。

    例如: NaCl中鈉原子失去一粒電子生成鈉離子, 其氧化數是+1;

    氯原子獲得一粒電子生成氯離子, 其氧化數是-1。

b.  訂定元素的氧化數的一般規則:  

 

一般規則

例子

氧化數

 

自由態元素

Ar He O2 Cl2 H2 S8 P4 Fe Al

0

 

化合物中

鹼金屬(第I族)

LiCl  NaBr  Na2SO4  K3PO4

+1

 

鹼土金屬(第II族)

MgCl2  CaSO4 

+2

 

HCl  H2SO4  H2O

+1

 

金屬氫化物: NaH

-1

 

Na2O  CaO  H2O

-2

 

過氧化物: K2O2  H2O2

-1

 

所有原子的氧化數和

H2O  CaO

0

 

離子

簡單離子

Fe3+ (氧化數=+3) Fe2+ (氧化數=+2)

Cl- (氧化數=-1) S2-  (氧化數=-2)

與其電荷相等

 

多原子離子中所有原子的氧化數和

OH-  (氧化數和=-1)

ClO3- (氧化數和=-1)

NH4+  (氧化數和=+1)

SO42-  (氧化數和=-2)

與其電荷相等

 

3. 鹽橋的作用

鹽橋的作用是給兩個半電池間的離子提供一個轉移的途徑, 陰離子經鹽橋游往陽極

陽離子則游往陰極, 以達至電荷平衡, 電路完整。

 

4. 半電池

a. 例如: 鋅銅電池

          

 

離子方程式

正極發生的反應離子半方程式

 Cu2+ + 2e → Cu

負極發生的反應離子半方程式

 Zn → Zn2+ + 2e

化學電池中反應的總方程式

 Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

    

 

 

簡單化學電池的裝置

簡單化學電池的氧化作用和還原作用

   

b.不活潑的電極組成的化學電池

    

 

離子方程式

正極發生的反應離子半方程式

 MnO4- + 8H+ + 5e →  Mn2+ + 4H2O

負極發生的反應離子半方程式

 Fe2+ → Fe3+ + e

化學電池中反應的總方程式

 MnO4- + 8H+ + 5Fe2+

 Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+

 

5. 陽極與陰極

a.陽極是物質進行氧化反應的電極, 亦是化學電池的負極。

b.陰極是物質進行還原反應的電極, 亦是化學電池的正極。  

 

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