第六章氧化还原滴定法（课件）《分析化学(邢文卫)》 第1课时同步教学（ 化学工业出版社第三版）

氧化还原反应 一、基本概念 1．氧化数 氧化数（又称氧化值）是一种化合物或单质中元素原子的表观电荷数。这个表观电荷数的确定是把成键电子指定给电负性较大的原子而求得。 确定氧化数所遵循的规则如下： ①单质中元素的氧化数为零。如N2，Fe，S8等物质中，氮、铁、硫的氧化数都为零。 ②在一般化合物中氢的氧化数为+1，如H2O，HCl等物质中。在二元金属氢化物中氢的氧化数为−1，如NaH中。 ③在一般化合物中氧的氧化数为−2；在过氧化物中氧的氧化数为−1；在含氟氧键的化合物(OF2)中氧的氧化数为正值。 ④简单离子的氧化数等于该离子的电荷数。 ⑤在共价化合物中，将属于两原子的共用电子对指定给电负性较大的元素后，两原子表现出的“形式电荷”数就是它们的氧化数。 ⑥对于结构未知或组成复杂的化合物，依据“中性分子中各元素氧化数的代数和等于零；离子中各元素氧化数的代数和等于该离子所带的电荷数”进行推算。 氧化数可为整数，也可为分数或小数，如Fe3O4中的铁，其平均氧化数为+8/3；Na2S4O6中，硫的平均氧化数为+2.5。 关于氧化数和化合价的概念： 对于共价化合物，其氧化数和化合价的概念是不同的。氧化数是人为规定性的概念，表示元素原子在化合状态时的形式电荷数。而化合价是共价化合物的共价数（即某元素的原子形成共价键时共用电子对的数目）。因此，在共价化合物中，氧化数和共价数二者常常不一致。例如，在CH4、CHCl3和CCl4中，碳的共价数均为4，而其氧化数却分别为−4，+2和+4。 2．氧化与还原 氧化还原反应的本质是电子发生转移（包括电子的得失和偏移，习惯上人们把电子的偏移也称作电子的得失），并且引起元素氧化数的变化。其中失去电子使元素氧化数升高的过程叫氧化反应，得到电子使元素氧化数降低的过程叫还原反应。 想一想： 试分析电子得失和电子偏移的区别？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 事实上氧化反应与还原反应是存在于同一反应中并且同时发生的，即一种元素的氧化数升高的同时，必有另一元素的氧化数降低，且氧化数升高总数与氧化数降低总数相等。在氧化还原反应过程中， 得电子氧化数降低的物质是氧化剂（被还原）； 失电子氧化数升高的物质是还原剂（被氧化）。 例如： Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 反应中，Cu2+是氧化剂，发生还原反应；Zn是还原剂，发生氧化反应。 3.氧化还原电对 在氧化还原反应中，氧化剂与它的还原产物、还原剂与它的氧化产物组成的体系，称为氧化还原电对，简称电对。例如下面的反应中，存在这样两个电对：Cl2/Cl―、 Br2/Br―。 Cl2 + 2Br－ 2Cl－ + Br2 在氧化还原电对中，氧化数较高的物质称为氧化型物质（如Cl2、Br2），氧化数较低的物质称为还原型物质（如Cl－、Br－）。书写电对时，氧化型物质在左侧，还原型物质在右侧，中间用斜线“/”隔开，即“氧化型/还原型”。每个电对中，氧化型物质与还原型物质之间存在下列共轭关系： 氧化形 + ne 还原型 如： I2 + 2e 2I－ Fe3+ + e Fe2+ 上面电对物质的共轭关系式称为氧化还原半反应。每一个电对都对应一个氧化还原半反应。如： I3－/ I― I3－+2e 3I－ MnO4―/Mn2+ MnO4－ + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O 电对中氧化型物质得电子，在反应中做氧化剂；还原型物质失电子，在反应中做还原剂。氧化型物质的氧化能力越强，对应还原型物质的还原能力越弱；反之亦然。如MnO4－∕Mn2+中，MnO4－氧化能力强，是强氧化剂，而Mn2+还原能力弱，是弱还原剂。又如Zn2+ ∕ Zn电对中，Zn是强还原剂，Zn2+是弱氧化剂。 在无机分析反应中，常见的氧化剂一般是活泼的非金属单质如X2(X代表F、Cl、Br、I)、O2和一些高氧化数的化合物，如(NH4)2S2O8、KIO3、KMnO4、K2Cr2O7、NaBiO3、MnO2、浓H2SO4及Fe3+、Ce4+等。常见的还原剂一般是活泼的金属如Na、Mg和低氧化数的化合物，如CO、H2S、X－及Fe2+、Sn2+等。处于中间氧化数的物质常既具有氧化性又具有还原性，如H2O2、H2SO3等。 二、氧化还原反应方程式的配平 氧化数法配平氧化还原反应方程式的原则是：氧化剂中元素氧化数降低的总