7、1、2、氧化还原反应方程式的配平—离 子-电子法
配平原则：
① 电荷守恒：反应中氧化剂所得电子数必须等于还原剂所失去的电子数；
② 质量守恒：根据质量守恒定律，方程式两边各种元素的原子总数必须各自相等，各物种的电荷数的代数和必须相等。
配平的步骤主要是：
①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。
③分别配平两个半反应方程式，等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使其得、失电子数目相同。然后，将两者合并，就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。有时根据需要可将其改为分子方程式。
例题1：用离子电子法配平高锰酸钾和亚硫酸钾在稀硫酸中的反应
K K2SO3 H2SO4→ SO4 K2SO4 H2O
（1）用离子式写出主要反应物和产物
SO32- SO42-→ 2 SO42- H2O
（2）分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应
还原半反应 → 2
氧化半反应 SO32-→SO42-
（3）分别配平两个半反应方程式 首先配平原子树，然后在半反应的左边或右边加上适当电子数配平电荷数。
8H - 5 = 2 4H2O ×2
SO32- H2O=SO42- 3H - 2 ×5
（4）确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数，使其得、失电子数目相同。然后，将两者合并，即得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。
2 5SO32- 6H → 2 5SO2-4 3H2O
（5）加上原来为参与氧化还原反应的离子，改写成分子方程式，核对方程式两边各元素原子个数相等，完成方程式配平。
2K 5K2SO3 3H2SO4=2 SO4 6K2SO4 3H2O
利用质量守恒原理配平半反应方程式时，若反应物和生成物所含氧原子数目不同。可根据介质的的酸碱性，在半反应中加H 、OH-或H2O，使反应式两边的氧原子数目相同。当氧化还原反应方程式配平后，在酸性介质中不能出现OH-；在碱性介质中不能出现H 。通常的规律是：在酸性介质中，O原子少的一侧加H2O，另一侧加2倍的H ；在碱性介质中，O原子多的一侧加H2O，另一侧加2倍的OH-；而在中性介质中，氧原子数不平时，一律左侧加H2O，右侧加2倍的OH-或H 。
例题2：配平 K K2SO3→K2 K2SO4
= 2- ×2
SO32- 2OH–=SO42- H 2 O 2 ×1
2 SO32- 2OH–=2 2- SO2-4 H2O
2K K2SO3 2KOH=2K K2SO4 H2O
例题3：配平在中性介质中进行的氧化还原反应
K K2SO3→ K2SO4
2H 2 O 3 = - 4OH– ×2
SO32- H 2 O–=SO42- 2OH– 2 ×3
2 - 3SO32 H2O-=2 3SO2-4 2OH-
补入合适的阴、阳离子，把离子方程式改写为分子方程式
2K K2SO3 H 2 O =2 3K2SO4 2KOH
离 子-电子法能反映出水溶液中反应的实质，特别对有介质参加的反应配平比较方便。此法不仅有助于书写半反应式，而且对根据反应设计原电池，书写电极反应及电化学计算都是有帮助的。但应注意，离 子-电子法只适用于发生在水溶液中的氧化还原反应的配平。
7、1、3、反应的特殊类型
（1）自氧化还原反应
同一物质，既是氧化剂，又是还原剂，但氧化、还原发生在不同元素的原子上。
例：2KClO3(s) → 2KCl(s) 3O2(g)
2HgO(s) → 2Hg(s) O2(g)
(2)歧化反应
同一物质中同一元素的原子，有的氧化数↑，有的氧化数↓，称为歧化反应。
例：Cl 2 (g) H 2 O (l) = HOCl (aq) HCl (aq)
0 1 -1
§7.2 电化学电池
电化学电池起源于医学家研究的医学电现象，其中在科学界引起极大震动和兴趣的是意大利的医学和解剖学教授L Galvani的“动物电”实验，其中，提出了“动物电”的说法。意大利物理学家A Volta看到上述内容后，否定了“动物电”的说法，提出了金属电的概念。认为，不同金属之间存在者电势差，并分为两类：第一类导体是金属和某些其它固体；第二类导体是液体（电解质溶液和某些熔化的固体），在此基础上，1800年Volta设计并装配完成了第一个能产生持续电流的电堆（即电池）。直到科学技术高度发达的现代社会，各种电池都是以Volta电堆的原理为基础的。
7、2、1、原电池的组成
将锌片放在硫酸铜溶液中，可以看到硫酸铜溶液的蓝色逐渐变浅，析出紫红色的铜，此现象标明Zn 与CuSO4溶液之间发生了氧化还原反应
Zn CuSO4= Cu ZnSO4
Zn 与Cu 2 之间发生了电子转移。但这种电子转移不是电子的定向移动，不能产生电流。反应中化学能转变为热能，并在溶液中消耗掉了。
若该氧化还原反应在如图7-1所示的装置内进行
时，会发现当电路接通后，检流计的指针发生偏转，
这表明导线中有电流通过，同时Zn片开始溶解，而
Cu片上Cu沉积。由检流计指针偏转方向可知，电子从
Zn 电极流向Cu电极。 图7-1 Zn – Cu原电池示意图
这种借助于氧化还原反应自发产生电流的装置称为原电池。在原电池反应中化学能转变为电能。
上述装置称为锌-铜原电池。锌-铜原电池是由两个半电池（电极）组成的，一个半电池为Zn片和ZnSO4溶液，另一个半电池为Cu片和CuSO4溶液，两溶液间用盐桥相连。盐桥是一支装满饱和KCl 或NH 4 NO 3 琼脂的U管。盐桥的作用是沟通两个半电池、使两个“半电池”的溶液都保持电中性、组成环路，本身并不起变化。
原电池中，电子流出的电极是负极，发生氧化反应；电子流入的电极是正极，发生还原反应。
例如，锌-铜电池（Daniell Cell 电池）：
负极：Zn －2e = Zn 2 氧化反应
正极：Cu 2 2e = Cu 还原反应
电池反应：Zn Cu 2 = Cu Zn 2 （185）
原电池中与电解质溶液相连的导体称为电极。在电极上发生的氧化或还原反应则称为电极反应或半电池反应。两个半电池反应合并构成原电池总反应称为电池反应。
每个半电池可由同一元素的两种不同状态组成。
书写电极反应和电池反应时，必须满足物质的量及电荷平衡。同时，应标明离子或电解质溶液的浓度、气体的压力、纯液体或固体的相态。
电池符号（电池图示）：
为了科学方便地表示原电池的结构和组成，原电池装置可用符号表示。如锌-铜电池可表示为
(－)Zn∣Zn 2 (c / mol•dm -3)∣∣Cu 2 (c /mol•dm -3 )∣Cu( )
正确书写原电池符号的规则如下：
(1) 负极写在左边，正极写在右边。
(2)金属材料写在外面，电解质溶液写在中间。
(3) 用∣表示电极与离子溶液之间的物相界面，不存在相界面，用“，”分开。用∣∣表示盐桥。
加上不与金属离子反应的金属惰性电极。
(4) 表示出相应的离子浓度或气体压力和温度。
(5) 若电极反应中无金属导体，则需用惰性电极 电极或C电极，它只起导电作用，而不参与电极反应，例如
(－) ，H2（ ∣H (c1)∣∣ ， ∣
原电池符号：
(负极)Zn∣电解质溶液(浓度)∣∣电解质溶液(浓度)∣正极
例题4：根据下列电池反应写出相应的电池符号。
（1）H2 2 =2H 2
（2）Cu2 Fe=Cu Fe2
解 （1）(－) ，H2（ ∣H (c1)∣∣ ∣
（2）(－) Cu∣Cu 2 (c1)∣∣ ， ∣
7、2、2、电池的电动势
把原电池的两个电极用导线（一般用与电极材料相同的金属）连接起来时，在构成的电路中就有电流通过，这说明两个电极之间有一定的电势差存在。如同有水位差时的水自动流动一样，原电池两极间电势差的存在，说明构成原电池的两个电极各自具有不同的电极电势。也就是说，原电池中电流的产生是由两个电极的电势不同所致。
当通过原电池的电流趋于零时，两电极间的最大电势差被称为原电池的电动势。原电池正、负极之间的平衡电势差就是原电池的电动势，即
式中E—原电池的电动势，V；
E（ ）—原电池正极的平衡的电势，V；
E（-）—原电池负极的平衡电势，V；
原电池的电动势大小不仅与电池反应中各物质的性质有关，还与系统的组成有关。当原电池中各物种均处于各物种的标准态时，测定的电动势为标准电动势，以 表示。标准状态是指电池反应中的液体或固体都是纯净物，溶液中各离子的浓度为 ，气体的分压为 。
