内容正文:
第三节 氧化还原反应
第2课时 氧化还原反应规律及其配平
1.了解氧化还原反应的基本规律,会进行氧化性还原性强弱比较。
2.会应用电子守恒原理、电荷守恒原理及质量守恒原理。
3.能初步配平不同类型的氧化还原反应方程式。
一、氧化性还原性强弱比较
1.根据氧化还原反应的方向判断
氧化性:氧化剂>氧化产物, 还原性:还原剂>还原产物。
2.根据元素活动性顺序
(1)根据金属活动性顺序:
(2)根据非金属活动性顺序
3.从反应所需条件和反应的剧烈程度来比较
一般地,一组反应中,反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力:KMnO4>MnO2。
4.根据元素的价态
①同种元素价态越高,一般,氧化性越强(如Fe3+>Fe2+)。但例外HClO>HClO2>HClO3>HClO4 。
②同种元素价态越低,还原性越强(如S2->S>SO2)。
③最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态兼具氧化性和还原性。
5.浓度、温度、酸碱性等
例如:浓HNO3的氧化性>稀HNO3,加热时浓H2SO4 的氧化性增强,KMnO4溶液在酸性条件下氧化增强等。
【特别提醒】氧化剂在反应里表现氧化性。氧化能力强弱是氧化剂得电子能力的强弱,不是得电子数目的多少。如浓硝酸的氧化能力比稀硝酸强,得到电子的数目却比稀硝酸少。
还原剂在反应里表现还原性。还原能力强弱是还原剂失电子能力的强弱,不是失电子数目的多少。如钠原子失电子数目比铝原子少,钠原子的还原能力比铝原子强。
【即学即练】已知反应:①2BrO+Cl2===Br2+2ClO,②ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O,③2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2,④2FeCl2+Cl2===2FeCl3。下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是( )
A.ClO>BrO>Cl2>Fe3+>I2
B.BrO>Cl2>ClO>I2>Fe3+
C.BrO>ClO>Cl2>Fe3+>I2
D.BrO>ClO>Fe3+>Cl2>I2
二、氧化还原反应的规律
1. 价态变化规律
(1)表现性质规律
氧化还原反应中有化合价升高的元素,必有化合价降低的元素。有失电子的物质必有得电子的物质同时存在,氧化反应和还原反应共同存在于统一体中。当元素具有可变化合价时,一般处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原姓。如:浓H2SO4的S只具有氧化性,H2S中的S只具有还原性,单质S既具有氧化性又具有还原性。一般来说,含有同种元素不同价态的物质,价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外),价态越低还原性越强。如氧化性:浓H2SO4,SO2(H2SO3),S;还原性:H2S>S>SO2。元素的化合价处于该元素中间价态的物质一般既具有氧化性又具有还原性,如SO2中的硫元素处于其中间价态,所以SO2既具有氧化性,又具有还原性。
(2)价态归中规律
含不同价态同种元素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”,而不会出现交错现象。
(3)歧化反应规律
发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应,叫做歧化反应。其反应规律是:所得产物中,该元素一部分价态升高,一部分价态降低,即“中间价→高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。
2.反应优先规律
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性较强的物质;同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性较强的物质。如:将Cl2通人物质的量浓度相同的NaBr和NaI的混合液中,Cl2首先与NaI反应;将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe2+、和Cu2+的混合溶液中,Fe首先与Fe3+反应。FeBr2 中通入Cl2,HBr和H2SO3 中通入Cl2。
【即学即练】反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为( )
A.1∶6 B.6∶1 C.1∶5 D.5∶1
三、氧化还原反应方程式的配平
1. 氧化还原反应的配平的三原则
(1)电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等。化合价升高总数= 化合价降低总数。
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒:离子反应前后,所带电荷总数相等。
2.配平步骤:
①标出化合价发生变化的元素的化合价。如:
②