元素电势图的奥秘

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元素电势图——在特定的 pH 条件下（一般为酸性标准状态或者碱性标准状态），将元素各种氧化数的存在形式依照氧化数由高到低的顺序从左向右排成一行，并且用横线将各种氧化态连接起来，在横线上写出两端的氧化态所组成的电对的标准电极电势值。

所以任何一种元素的元素电势图都有两种：酸式图和碱式图。

以卤素为例：

φ_A^Ө表示酸性条件下的元素电势图，

φ_B^Ө表示碱性条件下的元素电势图，

由图中我们可以读出来的信息：

1. 某元素的常见氧化数及其存在状态

从卤素的元素电势图可以得到

2．含氧酸的酸性强弱

强酸在水溶液任何条件下都是完全电离的，因此无论在酸性条件还是碱性条件下都以酸根的形式存在'

弱酸在酸性条件下以酸的形式存在，而在碱性条件下则以盐即酸根的形式存在。

  所以从元素电势图可明显地区分强酸和弱酸。

3．常见的氧化剂和还原剂

氧化和还原是一对孪生子，也是共轭存在的，称作一个电对，包含氧化数高的氧化态和氧化数低的还原态。

氧化态/还原态

所以物质无论表现氧化性还是还原性，都会通过电子得失就会转变成另一方。

电极电势越大，氧化态越容易得电子→还原态；

电极电势越小，还原态越容易失电子→氧化态。

所以从元素电势图很容易找到：

    Cl、Br、I 的含氧酸和Cl₂、Br₂都是强氧化剂；

    I^- 是较强的还原剂。

4．水溶液中能否稳定存在

水溶液中不能存在的物质分为三种情况：

（1）能够与水发生氧化还原反应

氧化还原反应是在两个氧化还原电对之间发生的，电极电势大的一方的氧化态与电极电势小的一方的还原态反应。

水自身也可以被氧化或者还原而发生氧化还原反应。

因此，相同条件下，比 O₂ /H₂O 的电极电势大的电对的氧化态能够将水氧化为 O_2。

同样，相同条件下，比H₂O/H₂ 的电极电势小的电对的氧化态能够将水氧化为H_2。

这个可太熟悉了，就是金属活动顺序中 H 前面的金属啊！

金属和稀酸反应生成氢气的置换反应就可以看做是金属在酸性条件下与水的反应，为什么是酸不是水？因为水是中性介质，酸性条件 [H⁺] 增大就显示为酸了。

（2）在水溶液种发生歧化反应

歧化反应是一种特殊的氧化还原反应，自身既做氧化剂被还原又做还原剂被氧化。

（3）强还原剂

水溶液中含有微量的氧，强还原剂在水溶液中存在时间很短，转瞬即逝。

例如：Fe²⁺，Sn²⁺，Cr²⁺ 等等

较强的还原剂如 S^2-，I^- 长时间放置后也会发现有浑浊或者溶液变黄色。

5． 氧化还原性的规律

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电极电势的应用

非标准状态的电极电势

标准电极电势的应用须知

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