4. 将电极插入装有被测水样的烧杯中，（注意不要接触杯壁或杯底）水样稳定后，即可读
数。
5. 测量完毕后，取出复合电极，用蒸馏水淋洗电极，套上复合电极帽，并关闭电源。
请将电极取出，洗净，用滤纸吸干水滴,放入标液中 等待 完成 标定结束，按屏幕操作，选择“完成”便可以进行测量。
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实验二 氧化还原与电化学
Oxidation-reduction and Electrochemistry
一、实验目的
1．了解原电池的组成及其电动势的粗略测定。
2．了解电极电势与氧化还原反应的关系以及介质的酸碱性对电极电势、氧化还原反应的影响。
3．了解一些氧化还原电对的氧化还原性。 4．了解电化学腐蚀的基本原理及其防止的方法。
二、预习内容
1．氧化还原反应方向与电极电势之间有何关系？
2．在电极电势与氧化还原反应方向实验内容中，哪些物质之间能发生反应？反应过程中可能产生什么现象？哪些物质之间不能发生反应？为什么？能反应的写出反应方程式。
3．写出KMnO4在酸性介质中与KBr反应的方程式，并分析介质的酸度对上述氧化还原反应速率有何影响。
三、实验原理
电极电势的大小表示电对中氧化态物质得电子的倾向或者电对中还原态物质失电子的倾向。电对的电极电势代数值越大，对应的氧化态物质的氧化能力越强，还原态物质的还原能力越弱；反之亦然。
水溶液中自发进行的氧化还原反应的方向可由电极电势数值加以判断。自发进行的氧化还原反应中，氧化剂电对的电极电势代数值应大于还原剂电对的电极电势代数值，即：
?（氧化剂电对）＞?（还原剂电对）
通常情况下，可用标准电极电势来衡量：?（氧化剂电对）＞?（还原剂电对） 当氧化剂电对与还原剂电对的?相差很小时，应考虑溶液中离子浓度对电极电势的影响。
以含氧酸根离子作氧化剂时，其电极电势随着溶液中H+浓度的增大而增大。即介质的酸度也是影响?值的因素之一。如KMnO4在不同酸度介质中的半反应及标准电极电势如下：
??? 6
???酸性介质中 MnO4 + 8 H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O ?=1.419V ????中性或弱碱性溶液中 MnO4 +2 H2O +3e= MnO2(s) + 4OH ?=0.588V ?2???碱性介质中 MnO4 +e = MnO4 ?=0.564V
中间价态化合物一般既可作氧化剂又可作还原剂。例如H2O2作氧化剂而被还原为H2O
??（或OH） H2O2 + 2 H+ + 2e= 2H2O ?=1.776V
?但遇强氧化剂如高锰酸钾（酸性介质）时又作还原剂被氧化生成氧气。
?O2 + 2 H+ + 2e= H2O2 ?=0.682V
?利用氧化还原反应产生电流的装置叫做原电池。例如Cu—Zn原电池 （－）Zn｜ZnSO4（1mol·dm-3）‖CuSO4（1mol·dm-3）｜Cu（＋） 负极Zn： Zn - 2e = Zn2+ 氧化反应 正极Cu： Cu2+ + 2e = Cu 还原反应
电池反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 氧化还原反应
利用氧化还原反应可制作印刷电路板，例如：
Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2
电化学腐蚀是由于金属在电解质溶液中形成与原电池相似的腐蚀电池而引起的腐蚀，在腐蚀电池中较活泼的金属作阳极（负极）被氧化，而阴极（正极）仅起传递电子的作用，本身不被腐蚀。在腐蚀性介质中，加入少量能防止或延缓腐蚀过程的物质叫做缓蚀剂，例如六亚甲基四胺（乌洛托品）可用作钢铁在酸性介质中的缓蚀剂。
??四、实验仪器和药品
1．仪器
烧杯、试管、表面皿、盐桥、伏特计、导线、镊子、砂纸、电极（锌片、铜片、铁钉）、滴管。 2．药品
（1）HCl溶液（0.1mol·dm-3） （3）HAc溶液（6mol·dm-3） （5）CuSO4溶液（0.5mol·dm-3） （7）FeCl3溶液（0.1mol·dm-3）
（2）H2SO4溶液(3mol·dm-3) （4）NaOH溶液（6mol·dm-3） （6）FeSO4溶液（0.1mol·dm-3） （8）KBr溶液（0.1mol·dm-3）
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（9）KI溶液（0.1mol·dm-3） （11）KMnO4溶液（0.01mol·dm-3） （13）Na2SO3溶液（0.1mol·dm-3） （15）Pb(NO3)2溶液（0.1mol·dm-3） （17）饱和溴水 （19）四氯化碳
（21）乌洛托品溶液（20%） （23）粗铜丝（铜棒）
（10）KClO3溶液（0.1mol·dm-3） （12）Na2S溶液（0.1mol·dm-3） （14）K3[Fe(CN)6]溶液（0.1mol·dm-3） （16）ZnSO4溶液（0.5mol·dm-3） （18）饱和碘水
（20）过氧化氢溶液（3%） （22）纯锌粒
五、实验内容及操作步骤
１．电极电势与氧化还原反应方向
确定Br2/Br-、I2/I-、Fe3+/Fe2+三个电对在电极电势表中的顺序：
（1）向分别盛有10滴 0.1mol·dm-3 KI溶液和KBr溶液的两支试管中各加入2滴0.1mol·dm-3FeCl3溶液，混合均匀后再各加入5滴CCl4充分振荡，观察CCl4层中颜色有何变化？其反应式为：
2Fe3+ + 2I= 2Fe2+ + I2（I2溶于CCl4中呈紫红色） Fe3+ +Br--?（?表示不反应）
（2）在两支各盛有10滴0.1mol·dm-3 FeSO4溶液的试管中分别滴入2滴饱和溴水和饱和碘水，摇动试管，观察滴入的溴水和碘水的颜色有何变化。其反应式为：
2Fe2+ + Br2 = 2Fe3+ + 2Br Fe2+ + I2
-?
???--由（1）、（2）可知，氧化性：Br2 > Fe3+ > I2； ?（I2/I）〈?（Fe3+/ Fe2+）〈?（Br2/Br）。
２．原电池的组成及其电动势的测定
在两只50cm3的小烧杯中，分别加入30cm3 0.5mol·dm-3 CuSO4和0.5mol·dm-3 ZnSO4溶液。在CuSO4中插入带导线的铜片，在ZnSO4中插入带导线的锌片组成两个电极，中间以盐桥连通。将铜片和锌片上的导线分别与伏特计的正负极相接，测量两极之间的电压。见图2。（注：c（Cu2+）= c（Zn2+）=0.5mol·dm-3时的理论电动势E=1.1218V）
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