1.了解氧化还原反应的本质是电子转移。
2.了解氧化剂、 还原剂、氧化产物和还原产物等概念。 3.能够利用得失电子守恒进行有关氧化还原反应的计算。 4.了解常见的氧化剂和还原剂及常见的氧化还原反应。
一、氧化还原反应的基本概念及相互关系
1.氧化还原反应的实质是电子的得失或电子对的偏移,特征是反应前后元素化合价的升降;判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后化合价是否发生了变化这一特征。
2.基本概念
(1)氧化反应:失去电子(化合价升高)的反应。 (2)还原反应:得到电子(化合价降低)的反应。
(3)氧化剂(被还原):得到电子的物质(所含元素化合价降低的物质)。 (4)还原剂(被氧化):失去电子的物质(所含元素化合价升高的物质)。 (5)氧化产物:还原剂失电子后对应的产物(包含化合价升高的元素的产物)。 (6)还原产物:氧化剂得电子后对应的产物(包含化合价降低的元素的产物)。 3.氧化还原反应的表示方法 (1)双线桥法
箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同种元素。 箭头方向不代表电子转移方向,仅表示电子转移前后的变化。 在“桥”上标明电子的“得”与“失”,且得失电子总数应相等。
(2)单线桥法
箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。 箭头方向表示 电子转移的方向 。 在“桥”上标明转移的 电子总数 。
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应; (2)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应; (3)置换反应一定是氧化还原反应; (4)复分解反应一定不是氧化还原反应。 2.常见的氧化剂和还原剂 重要的氧化剂一般有以下几类:
(1)活泼的非金属单质,如Cl2、Br2、O2等。
(2)元素(如Mn等)处于高化合价时的氧化物,如MnO2等。
(3)元素(如S、N等)处于高化合价时的含氧酸,如浓H2SO4、HNO3等。
(4)元素(如Mn、Cl、Fe等)处于高化合价时的盐,如KMnO4、KClO3、FeCl3等。 (5)过氧化物,如Na2O2、H2O2等。 重要的还原剂一般有以下几类:
(1)活泼的金属单质,如Na、Al、Zn、Fe等。 (2)某些非金属单质,如H2、C、Si等。
(3)元素(如C、S等)处于低化合价时的氧化物,如CO、SO2等。 (4)元素(如Cl、S等)处于低化合价时的酸,如HCl、H2S等。 (5)元素(如S、Fe等)处于低化合价时的盐,如Na2SO3、FeSO4等。 二、氧化性、还原性及其强弱比较
氧化性→得电子能力,得到电子越容易→氧化性越强。 还原性→失电子能力,失去电子越容易→还原性越强。
物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得到或失去电子的 难易程度 ,与得失电子的数目无关。如:Na、Mg、Al的还原性强弱依次为Na>Mg>Al;浓HNO3、稀HNO3的氧化性强弱为浓HNO3>稀HNO3
1.根据氧化还原反应的方向
氧化性:氧化剂>氧化产物,氧化剂>还原剂 ; 还原性:还原剂>还原产物,还原剂>氧化剂 。 2.根据元素的化合价
如果物质中某元素具有最高价,该元素只有氧化性;物质中某元素具有最低价,该元素只有还原性;物质中某元素具有中间价态,该元素既有氧化性又有还原性。
3.根据金属活动性顺序表
在金属活动性顺序表中,位置越靠前,其还原性就越强,其阳离子的氧化性就越弱。 4.根据非金属活动性顺序来判断
一般来说,越活泼的非金属,得到电子还原成非金属阴离子越容易,其阴离子失电子氧化成单质越难,还原性越弱。
5.根据元素周期表
同周期元素,随着核电荷数的递增,氧化性逐渐增强,还原性逐渐减弱;同主族元素,随着核电荷数的递增,氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强。
6.根据反应的难易程度
氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越低),则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。
不同的还原剂(或氧化剂)与同一氧化剂(或还原剂)反应时,条件越易或者氧化剂(或还原剂)被还原(或被氧化)的程度越大,则还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)就越强。
7.根据电化学原理判断
a.根据原电池原理判断:两种不同的金属构成原电池的两极。
负极金属是电子流出的极,正极金属是电子流入的极。其还原性:负极>正极。
b.根据电解池原理判断:用惰性电极电解混合液时,若混合液中存在多种金属阳离子时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强(相应的金属单质的还原性较弱),若混合液中存在多种阴
离子,在阳极先放电的阴离子的还原性较强(相应的非金属单质的氧化性较弱)。
8.其他条件
一般溶液的酸性越强或温度越高,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越 强 ,反之则越弱。
氧化性还原性强弱的比较是考试的一个难点,基本考查方式一是比较氧化性还原性的强弱,二是根据氧化性还原性强弱,判断反应能否进行。总的解题依据是一个氧化还原反应能进行,一般是氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。但要考虑到某些特殊情况如符合特定的平衡原理而进行的某些反应。
三、氧化还原反应规律 1.价态变化规律
(1)归中规律:含同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”的规律。这里的中间价可以相同(谓之“靠拢”),也可以不同,但此时必是高价转变成较高中间价,低价转变成较低中间价(谓之“不相交”)。
(2)歧化规律:同一种物质中的同一元素部分化合价升高,另一部分化合价降低,发生自身的氧化还原反应。
2.优先规律
在同一溶液里存在几种不同的还原剂且浓度相差不大时,当加入氧化剂时,还原性 强 的还原剂优先被 氧化 ;同时存在几种不同的氧化剂且其浓度相差不大时,当加入还原剂时,氧化性 强 的氧化剂优先被 还原 。如:把少量Cl2通入FeBr2溶液中,Fe2先失电子;把
+
少量Cl2通入FeI2溶液中,I先失电子。
3.得失电子守恒规律
在任何氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数一定 相等 。对于氧化还原反应的计算,利用得失电子守恒规律,抛开烦琐的反应过程,可不写化学方程式,能更快、更便捷地解决有关问题。
2.氧化还原反应方程式的配平
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