内容正文:
第3讲 氧化还原反应
一、氧化还原反应
1.特征与本质
2.相关概念与联系
3.电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价;②画箭头;③算数目;④说变化。即
如用双线桥法标出MnO2与浓盐酸反应电子转移的方向和数目:
。
(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。即
如用单线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目:
。
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原。( )
(2)在反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中,Fe2O3发生还原反应,CO发生氧化反应。( )
(3)在Na2O2与CO2反应中,生成1 mol O2时转移4 mol 电子。( )
(4)置换反应都是氧化还原反应,化合反应可能是氧化还原反应。( )
解析:(1)N2→NH3,氮元素被还原,H2→NH3,氢元素被氧化。
(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,生成1 mol O2转移2 mol 电子。
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√
二、氧化剂和还原剂、氧化性和还原性的比较
1.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂。
常见的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)常见的还原剂。
常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如:
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性又有还原性。如:
其中:Fe2+、S主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
2.物质氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据强弱规律判断。
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
(2)依据金属、非金属的活动性顺序。
(3)依据反应条件及反应的剧烈程度。
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
例如:根据2Na+2H2O2NaOH+H2↑,Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,可以推知还原性:Na>Mg。
(4)依据氧化还原反应的程度。
①相同条件下不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。
②相同条件下不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。
(5)依据反应条件判断。
浓度
同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性)越强。如
氧化性:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸;
还原性:浓盐酸>稀盐酸
温度
同一种物质,温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂。( )
(2)合成氨反应中,N2作氧化剂,发生还原反应,故NH3只是还原产物。( )
(3)根据2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,可以推知氧化性:Cl2>S。( )
(4)反应3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O中,Cl2既是氧化剂又是还原剂。( )
解析:(1)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑的反应中Na2O2既是还原剂又是氧化剂,H2O既不是还原剂也不是氧化剂。
(2)合成氨反应中,NH3既是还原产物又是氧化产物。
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
三、氧化还原反应的价态规律与先后规律
1.价态规律
(1)升降规律:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。
(2)价态归中规律。
含不同价态的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”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。如H2S与浓硫酸的反应:
(错误)
(正确)
(3)歧化反应规律。
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,遵循“中间价高价+低价”。如Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
2.先后规律
(1)同时含有几种还原剂时,将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时,将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应。( )
(2)同一元素不同价态的化合物中,元素的化合价越高,物质的氧化性越强。( )
(3)SO2的还原性较强,而浓硫酸具有很强的氧化性,不能用浓