基于热力学和电化学原理厘清反应的竞争问题

金剑锋

摘要：银离子与碘离子反应生成碘化银沉淀是中学化学中的基本反应。从化学热力学和电化学原理的视角，对银离子能否氧化碘离子进行了理论分析。在此基础上提出银离子和碘离子发生氧化还原反应的条件，并进行了实验设计和实验验证。

关键词：化学热力学；电化学；氧化还原反应；理论分析 ；实验验证

文章编号：1005–6629（2017）12–0081–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

卤素离子的检验是中学化学中的常见知识点。在水溶液中，Cl-、Br-、I-都能分别与Ag+反应，生成难溶于水和稀硝酸的白色AgCl、淡黄色AgBr和黄色AgI沉淀。实验室常用硝酸银溶液和稀硝酸来检验Cl-、Br-和I-[1]。在大学无机化学教材中也提到，“在AgNO3溶液中加入卤化物（除氟化物外）生成AgCl、AgBr和AgI沉淀”[2]。绝大多数化学教师都将该知识点定位于教学目标分类中的识记层次，在教学中往往轻描淡写，从未对此产生过怀疑，更别提深入研究了。

3 实验设计和验证

3.1 实验设计

通过上述理论分析发现，Ag+和I-由于沉淀反应的发生，阻碍了氧化还原反应的进行。那么如果我们能够设法阻止Ag+和I-的沉淀反应的发生，那么Ag+和I-的氧化还原反应是否能够实现呢？

该实验设计的关键就是设法阻断Ag+和I-的直接接触，我们不妨把硝酸银溶液和碘化钾溶液分别盛装于两个不同的烧杯中，这样可确保Ag+和I-不直接接触。但是我们还要设法实现Ag+和I-间的氧化还原反应，设计成双液原电池装置应该就是一个很好的手段，它可以使氧化反应和还原反应分别在原电池的两极发生，同时又确保两极的电解质溶液不直接接触。……