實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> 

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)，HA c(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-1 KI溶液0.5mL和0.1mol·L-1 FeCl3溶液2~3滴，觀察現(xiàn)象。再加入0.5mL CCl4，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-1 KBr溶液代替0.1mol·L-1 KI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-1 FeSO4溶液少許及0.5mL CCl4，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-1 FeCl3溶液4滴和0.01mol·L-1 KMnO4溶液2滴，搖勻后往試管中逐滴加入0.1mol·L-1 SnCl2溶液，并不斷搖動(dòng)試管。待KMnO4溶液褪色后，加入0.1mol·L-1 KSCN溶液1 滴，觀察現(xiàn)象，繼續(xù)滴加0.1mol·L-1 SnCl2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30mL 1.0mol·L-1  ZnSO4溶液和1.0mol·L-1  CuSO4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-1  ZnSO4代替1.0mol·L-1  ZnSO4 ，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6-1 Cu-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-1  KMnO4溶液3滴和3.0mol·L-1 H2SO4溶液5滴，C、D兩支試管都加入0.1mol·L-1 H2C2O4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-1  HAc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-1 KI溶液10滴和0.1mol·L-1 KIO3溶液2~3滴，觀察有無(wú)變化。再加入幾滴3.0mol·L-1 H2SO4溶液，觀察現(xiàn)象。再逐滴加入2.0mol·L-1 NaOH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-1 KMnO4溶液2滴；*支試管加入5滴3.0mol·L-1 H2SO4溶液，第二支試管中加入5滴H2O，第三支試管中加入5滴6mol·L-1 NaOH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-1  Pb(NO3)2溶液1mL，滴加0.1mol·L-1  Na2S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-1 KMnO4、3mol·L-1 H2SO4、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-1 KMnO4、0.1mol·L-1 NaNO2、3.0mol·L-1 H2SO4、0.1mol·L-1 KI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。