【实验目的】
1．理解氧化还原反应的实质，认识一些常用的氧化剂和还原剂。
2．了解酸度和催化剂对氧化还原反应的影响。
3．用标准电极电势比较氧化剂和还原剂的相对强弱。
4．掌握亚硝酸、Fe2+与Fe3+的氧化还原性质，了解银镜的制备。
【实验原理】
氧化还原反应是物质得失电子的过程，反映在元素氧化值的变化上；反应中得到电子的物质称为氧化剂，反应后氧化值降低被还原；反应中失去电子的物质称为还原剂，反应后氧化值升高被氧化；氧化还原是同时进行的，其中得失电子数相等。
电极电势是用以判断氧化剂和还原剂相对强弱的标准，并可用以确定氧化还原反应进行的方向。电极电势表是各物质在水溶液中进行氧化还原反应规律性的总结，溶液的浓度和温度均影响电极电势的数值。
一般说，在表中上方即电极电势代数值小的还原态是较强的还原剂，可使下方即电极电势代数值大的氧化态还原；电极电势代数值大的氧化态是较强的氧化剂，可使上方电极电势代数值小的还原态氧化。强氧化剂
氧化态+ n e-还原态
过二硫酸铵是强氧化剂，在酸性介质中可使Mn2+氧化为MnO4-，但反应速率较慢，若加入催化剂（如Ag+），则反应速率大大加快。
由于银是不活泼金属，因此银离子可做氧化剂，如果在其氨水溶液中加入醛类（甲醛或葡萄糖）则醛类被氧化，而银离子被还原成金属银，这个方法可用来制备银镜。
2AgNO3 + 2NH3·H2O Ag2O + NH4NO3 + H2O
Ag2O + 4NH3·H2O 2[Ag(NH3)2](OH) + 3H2O
2[Ag(NH3)2](OH) + HCHO 2Ag + HCOONH4 + NH3 + O2
【实验材料】
仪器试管，恒温水浴，酒精灯，烧杯(100 mL、50 mL)
药品H2SO4(2 mol·L-1)，HNO3(2 mol·L-1），NaOH(6 mol·L-1)，NH3·H2O(2 mol·L-1)，KMnO4(0.01 mol·L-1)，FeSO4(0.5 mol·L-1)，FeCl3(0.1 mol·L-1)，Na2SO3(1 mol·L-1)，NaNO2(1 mol·L-1)，NaCl(1 mol·L-1)，KBr(1 mol·L-1)，KI(0.1 mol·L-1、1 mol·L-1)，MnSO4(0.1 mol·L-1)，AgNO3(0.1 mol·L-1），(NH4)2Fe(SO4)2(2 mol·L-1)，H2O2(3%)，溴水，淀粉溶液，CHCl3，四氯化碳溶液，甲醛(10%)，过二硫酸铵(s)
【实验内容】
1．氧化剂和还原剂
(1) 高锰酸钾的氧化性
取两支试管，各加入5滴0.01mol·L-1KMnO4溶液与3滴2 mol·L-1 H2SO4，然后在第一支试管中加入3% H2O2、第二支试管中加入0.5 mol·L-1FeSO4各2滴~3滴，观察现象，指出反应中的氧化剂和还原剂。
2KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2O2 2MnSO4 + 5O2↑+ K2SO4 + 8H2O
2KMnO4 + 8H2SO4 + 10FeSO42MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O
(2) 亚硝酸的氧化还原性质
①亚硝酸的氧化性：在一支试管中加入2滴0.1 mol·L-1 KI溶液，加水稀释至1mL，用2滴2 mol·L-1 H2SO4酸化后，滴加2滴1 mol·L-1 NaNO2溶液，观察现象；再加入1滴淀粉溶液，观察现象并解释之，写出化学反应方程式。
②亚硝酸的还原性：在一支试管中加入5滴0.01 mol·L-1 KMnO4溶液，用2滴2 mol·L-1 H2SO4酸化，然后滴加2滴1 mol·L-1NaNO2溶液，观察溶液的颜变化，解释现象并写出化学反应方程式。
(3) Fe2+与Fe3+的氧化还原性
① Fe2+的还原性：向盛有1 mL溴水的试管中加入5滴2 mol·L-1 H2SO4酸化，然后滴入
1 mL
2 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液，观察现象。
② Fe3+的氧化性：向盛有5滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液的试管中滴入0.1 mol·L-1 KI溶液，观察现象，然后滴入四氯化碳溶液，振荡后观察现象。
2．酸碱性与催化剂对氧化还原反应的影响
(1) 酸、碱性对氧化还原反应产物的影响
取三支试管各加入1 mL 1 mol·L-1 Na2SO3后，再分别向三支试管中加入2 mol·L-1 H2SO4、蒸馏水和6 mol·L-1 NaOH溶液各0.5 mL，摇匀后，再各加入3滴0.01 mol·L-1 KMnO4，观察各试管中所发生的现象，写出化学反应方程式，解释并说明KMnO4被还原的产物与介质的关系。
2KMnO4 + 5Na2SO3 +3H2SO42MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4+ 3H2O
2KMnO4 + 3Na2SO3 +H2O 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH
2KMnO4 + Na2SO3 +2NaOH 2Na2MnO4 + K2SO4+ H2O
(2) 催化剂对氧化还原反应的影响
在一支试管中加入5 mL 0.1 mol·L-1 MnSO4溶液和1 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液，充分振摇后加入一小匙过二硫酸铵固体，充分振摇溶解后分成两份，往其中一份溶液中加入1滴~2滴0.1 mol·L-1 AgNO3，静置片刻，观察溶液颜有何变化？与没有加AgNO3溶液的那份溶液比较，比较实验的反应情况有何不同。
2Mn2+ + 5S2O82- +8H2O 2 MnO4-+ 10SO42- + 16H+
3．氧化剂的选择
在含有的NaCl、KBr、KI混合液中，要使I- 氧化为I2，又不使Br-、Cl-氧化，在常用的氧化剂FeCl3和KMnO4中选则哪一个？
取三支试管，分别加入1 mL 1 mol·L-1 NaCl、KBr、KI，再各加入0.5 mL 2 mol·L-1 H2SO4，然后分别加入3滴~4滴0.01 mol·L-1 KMnO4溶液，观察试管中变化(为便于观察生成物，可加0.5 mL CHCl3，I2在CHCl3中显粉，Br2在CHCl3中显橙黄)。
用0.1 mol·L-1FeCl3溶液代替KMnO4溶液，除不加H2SO4外，其他操作同前，观察试管中又有什么变化？
从上述两个实验结果确定选择哪一种氧化剂？
4．银镜的制备
在一支洁净的试管中，加入1 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，再逐滴滴加2 mol·L-1 NH3·H2O 至起初生成的沉淀刚好溶解后，再多加入数滴，然后加入1滴~2滴10%甲醛溶液。将此混合物放在恒温水浴上缓缓加热，数分钟后，试管的内壁上即附照一层光亮的金属银(管壁上的银镜可用2 mol·L-1 HNO3加热溶解，然后倒入回收瓶中) 。
【注意事项】
1．银镜反应实验完毕后应立即对试管进行清洗，否则时间越长，冲洗越困难。
2．催化剂对氧化还原反应的影响中，催化剂AgNO3的加入要适量，不宜过多。【思考题】
1．影响电极电势的因素有那些？
2．本实验中浓度和酸度是怎样影响氧化还原产物的？
3．在标准电势表上电极电势相差较大的两对电对，其反应速率是否一定很快？
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