内容正文:
1.了解氧化还原反应的本质是电子转移;
2. 能正确理解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系;
3.能用单、双线桥正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目;
4.能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
5.掌握氧化还原反应方程式的配平方法和技巧;
6.灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。
一、氧化还原反应的相关概念
1.本质和特征
2.有关概念及其相互关系
例如:
反应4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是MnO2,氧化产物是Cl2,还原剂是HCl,还原产物是MnCl2;生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为2_mol,被氧化的HCl的物质的量是2_mol。
3.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
(2)单线桥法
请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:
4.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:
(2)常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如:
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
Fe3+
Fe
SO
SO
S
H2O2
O2
H2O
其中:Fe2+、SO主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
二、物质氧化性、还原性强弱的比较
1.氧化性、还原性的判断
(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
(3)从元素的价态考虑:最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等。
2.氧化性、还原性的强弱判断方法
方法一:依据反应原理判断
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
可总结为:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
方法二:据“三表”判断
(1)根据元素周期表判断。
(2)根据金属活动性顺序表判断。
(3)根据非金属活动性顺序表判断。
方法三:根据“两池”判断
(1)根据原电池原理判断:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性:负极>正极。
(2)根据电解池原理判断
用惰性电极电解混合溶液时,若混合溶液中存在多种金属阳离子,则在阴极先得到电子的阳离子的氧化性较强(对应金属单质的还原性较弱);若混合溶液中存在多种阴离子,则在阳极先失去电子的阴离子的还原性较强(对应非金属单质的氧化性较弱)。
方法四:根据“三度”(浓度、温度、酸碱度)判断
(1)浓度
一般来说,氧化剂的浓度越大,其氧化性越强。如浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,浓硫酸有强氧化性(指SO)而稀硫酸只有弱氧化性(H+)。还原剂的浓度越大,其还原性越强,如浓盐酸的还原性强于稀盐酸,因此在实验室制取Cl2时用浓盐酸与MnO2共热。
(2)温度
许多氧化还原反应是在加热条件下进行的。可见升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂的还原性。
(3)酸碱度
HNO3的氧化性与H+的浓度有关,H+的浓度越大,HNO3的氧化性越强,KMnO4酸化后氧化性增强。
方法五:根据反应条件来判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2
方法六:根据反应的剧烈程度判断
(1)金属单质与水反应的剧烈程度:如Na、Mg、Al分别与水反应时,Na剧烈,Mg加热才明显,Al加热条件下也不明显。故还原性:Na>Mg>Al。
(2)非金属单质与H2化合的难易程度:如F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应,F2在冷暗处剧烈反应而爆炸,Cl2在光照条件下剧烈反应而爆炸,Br2加热至500 ℃时才能发生反应,I2在不断加热的条件下才能缓慢进行,且为可逆反应。故氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。
方法七:根据同一物质被氧化或被还原的程度(根据产物价态的高低)判断
(1)同一物质被氧化的程度越大(把还原剂氧化到的价态越高),则氧化剂的氧化性越强。
如2Fe+3Cl2FeS(其中铁的