第一节 氧化还原反应
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1
、氧化还原反应的重要概念
练习1:判断下列那些为氧化还原反应,并说出理由
IBr + H
2
O = HBr + HIO
KOH+Cl 2 =KCl +KClO+H 2 O
NaH+H 2 O =NaOH+H 2
CaO
2
+H
2
O =Ca(OH)
2
+H
2
O
2
5C 2 H 5 OH +2KMnO 4 +3H 2 SO 4 →5CH 3 CHO +K 2 SO 4 +2MnSO 4 +8H 2 O
氧化还原反应的实质是
,
判断氧化还原反应的依据是 。
小结:氧化还原反应发生规律和有关概念可用如下式子表示:
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化合价升高、失电子、变成
化合价降低、得电子、变成
氧化剂+还原剂
练习:练习1中是氧化还原反应的,请指出氧化剂,还原剂,氧化产物,还原产物,标出电子转移的方向和数目。
2、物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法
(1)根据金属活动顺序进行判断
[说明]一般来说,越活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越容易,其阳离子得电子还原成金属单质越难,氧化性越弱;反之,越不活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越难,其阳离子得电子还原成金属单质越容易,氧化性越强。如Cu
2+
+2e→Cu远比Na
+
+e→Na容易,即氧化性Cu
2+
>Na
+
,还原性Na> Cu
(2)根据非金属活动顺序进行判断
(3)根据氧化还原反应的发生规律判断
氧化还原反应发生规律可用如下式子表示:
化合价升高、失电子、变成
化合价降低、得电子、变成
氧化剂+还原剂
氧化性:反应物中的强氧化剂,生成物中的弱氧化剂
还原性:反应物中的强还原剂,生成物中的弱述原剂
例:已知①2FeCl
3
+2KI=2FeCl
2
+I
2
+2KCl
②2FeCl
2
+C1
2
=2FeCl
3
由①知,氧化性Fe
3+
>I
2
,由②知,氧化性C1
2
>Fe
3+
,综合①②结论,可知氧化性Cl
2
>Fe
3+
(4)根据氧化还原反应发生反应条件的不同进行判断
如:Mn0
2
十4HCl(浓)MnCl
2
+C1
2
↑+2H
2
0
2KMn0
4
十16HCl(浓)=2MnCl
2
+5C1
2
↑+8H
2
O
后者比前者容易(不需要加热),可判断氧化性 KMn0
4
>Mn0
2
(5)根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断
Cu十C1
2
CuCl
2
2Cu+S Cu
2
S
C1
2
可把Cu氧化到Cu(+2价),而S只能把Cu氧化到 Cu(+1价),这说明氧化性Cl
2
>S
(6)根据元素周期表判断
①对同一周期金属而言,从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、A1金属性依次减弱,其还原性也依次减弱。
②对同主族的金属和非金属可按上述方法分析。
3、氧化还原反应的基本规律
(1)表现性质规律
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H
2
SO
4
的S只具有氧化性,H
2
S中的S只具有还原性,单质S既具有氧化性又具有还原性。
(2)性质强弱规律
在氧化还原反应中,强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂(氧化产物)+弱还原剂(还原产物),即氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强。如由反应2FeCl
3
+2KI=2FeC
3
+2KCl+I
2
可知, FeCl
3
的氧化性比I
2
强,KI的还原性比FeCl
2
强。
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H
2
SO
4
,S0
2
(H
2
S0
3
),S;还原性: H
2
S>S>SO
2
。
在金属活动性顺序表中,从左到右单质的还原性逐渐减弱,阳离子(铁指Fe
2+
)的氧化性逐渐增强。
(3)反应先后规律
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Cl
2
通人物质的量浓度相同的NaBr和NaI的混合液中,C1
2
首先与NaI反应;将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe
2+
、和Cu
2+
的混合溶液中,Fe首先与Fe
3+
反应。FeBr
2
中通入Cl
2
,HBr和H
2
SO
3
中通入Cl
2
(4)价态归中规律
含不同价态同种元素的物质问发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价一中间价”,而不会出现交错现象。
-5e
-
+5e
-
-6e
-
+6e
-
KClO
3
+6HCl =KCl+3Cl
2
+3H
2
O 而不是KClO
3
+2HCl=KCl+3Cl
2
+3H
2
O
(5)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,如:
Cl
2
十2NaOH=NaCl十NaClO十H
2
0
5、有关计算
在氧化还原反应中,氧化剂与还原剂得失电子数相等。这是进行氧化还原反应计算的基本依据。
举例:
1、在100mLFeBr
2
中通入Cl
2
2.24L(STP),充分反应后,有
2、物质的量相等的HBr和H
2
SO
3
溶液中,中通入0.1mol Cl
2
,结果有
有机物化合价升降的计算
(1)得氧或失氢被氧化,每得1个O原子或失去2个H原子,化合价升高2。
(2)失氧或得氢被还原,每失去1个O原子或得2个H原子,化合价降低2。
例:CH
3
CH
2
0H
过程(1)是失氢,氧化过程,化合价升高1×2
过程(2)是得氧,氧化过程,化合价升高2×1
过程(3)是加氢,还原过程,化合价升高1×24
练习
3
1.已知I
-
、Fe
2+
、SO
2
、Cl
-
、H
2
O
2
都有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl
-
<Fe
2+
<H
2
O
2
<I
-
<SO
2
。则下列反应不能发生的是( )。
A.2Fe
3+
+ SO
2
+2 H
2
O = 2Fe
2+
+ SO
4
2-
+ 4H
+
B.I
2
+ SO
2
+ 2H
2
O = H
2
SO
4
+ 2HI
C.H
2
O
2
+ H
2
SO
4
= SO
2
+ O
2
+ 2H
2
O
D.2Fe
2+
+ I
2
= 2Fe
3+
+ 2I
-
2.下列反应中,不属于氧化还原反应的是( )。
A.是化合反应,不是氧化还原反应
B.CO既是氧化产物又是还原产物
C.单质C中C的化合价升高,被还原,是氧化剂
D.CO 2 中C的化合价降低,被氧化,CO 2 是还原剂
4.R、X、Y和Z是四种元素,其常见化合价均为+2价,且X 2 + 与单质R不反应;
X 2 + + Z=X + Z 2 + ;Y + Z 2 + =Y 2 + +Z。这四种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合( )。
A. R 2 + >X 2 + >Z 2 + >Y 2 + B. X 2 + >R 2 + >Y 2 + >Z 2 +
C. Y
2
+
>Z
2
+
>R
2
+
>X
2
+
D. Z
2
+
>X
2
+
>R
2
+
>Y
2
+
5.化合物BrF
x
与水按物质的量之比3︰5 发生反应,其产物为溴酸、氢氟酸、单质溴和氧气。
(1)BrF
x
中,x=
。
(2)该反应的化学方程式是:
。
(3)此反应中的氧化剂和还原剂各是什么?