安徽省靈璧黃灣中學 華雪瑩
氧化還原反應(yīng)問題解題規(guī)律歸納
安徽省靈璧黃灣中學華雪瑩
氧化還原反應(yīng)是中學化學中的一種重要反應(yīng)類型。正確理解和準確把握氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)規(guī)律并能熟練運用,是學好這一知識點的關(guān)鍵。下面我們就一起來梳理氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)規(guī)律,希望同學們能夠熟記并能正確運用。
1.電子得失守恒
在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得到電子的總數(shù)與還原劑失去電子的總數(shù)相等(或者說化合價升高總數(shù)與化合價降低總數(shù)相等)。
應(yīng)用1計算氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的多少。
例1KI與KIO3在酸性條件下可發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)碘,問該反應(yīng)中被氧化的碘元素與被還原的碘元素的質(zhì)量之比是多少。
應(yīng)用2確定氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物中元素的價態(tài)。
應(yīng)用3配平氧化還原方程式
例3配平方程式:____P+___CuSO4+___H2O→__Cu3P+___H3PO4+___H2SO4。該反應(yīng)中160 g CuSO4可氧化P的質(zhì)量是________。
2.電荷守恒在氧化還原反應(yīng)中,反應(yīng)前后,陰、陽離子所帶電荷的代數(shù)和相等。
3.原子守恒氧化還原反應(yīng)與一般的反應(yīng)一樣,遵守質(zhì)量守恒定律。
應(yīng)用配平氧化還原方程式;進行氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算;求某一反應(yīng)中被氧化與被還原的原子數(shù)之比,或氧化劑與還原劑分子數(shù)之比,或氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物分子數(shù)之比。
在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑具有氧化性,在反應(yīng)中得到電子被還原,發(fā)生還原反應(yīng),生成還原產(chǎn)物;還原劑具有還原性,在反應(yīng)中失去電子被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),生成氧化產(chǎn)物??捎谩半p線橋法”表示氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移情況。
應(yīng)用用于分析氧化還原反應(yīng)中的氧化劑、還原劑及氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。
4.化合物含有多種元素,其性質(zhì)是各種價態(tài)的元素性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。如HCl中H處于最高價態(tài)+1價,遇金屬等還原劑時可表現(xiàn)氧化性;其中的Cl處于最低價態(tài)-1價,遇到KMnO4、MnO2、KClO3、Ca(ClO)2等強氧化劑時表現(xiàn)還原性。
應(yīng)用判斷元素或物質(zhì)的氧化性與還原性的有無。
同一氧化還原反應(yīng)中,有元素化合價升高的同時,必有元素化合價降低。根據(jù)這一規(guī)律,歧化反應(yīng)中反應(yīng)物價態(tài)應(yīng)介于兩產(chǎn)物價態(tài)之間,而歸中反應(yīng)中產(chǎn)物價態(tài)應(yīng)介于兩反應(yīng)物價態(tài)之間。
應(yīng)用判斷氧化還原反應(yīng)中元素化合價的高低。
1.鄰位轉(zhuǎn)化律在氧化還原反應(yīng)中,元素相鄰價態(tài)間的轉(zhuǎn)化最容易進行。
(1)元素處于最低(或最高)價態(tài),遇一般氧化劑(或還原劑)時轉(zhuǎn)變至相鄰價態(tài)。例如:
(2)元素處于中間價態(tài),遇強氧化劑(或強還原劑)被氧化(或被還原)至相鄰的高價態(tài)(或低價態(tài))。例如:
(3)元素處于中間價態(tài)時可發(fā)生歧化反應(yīng),且一般發(fā)生鄰位轉(zhuǎn)化(即歧化律)。例如:
2.跳位轉(zhuǎn)化律
(1)元素處于較低(或較高)價態(tài)時,遇強氧化劑(或強還原劑)發(fā)生跳位轉(zhuǎn)化。例如:
(2)當加劇反應(yīng)條件(如升高溫度、使用催化劑、增大反應(yīng)物的濃度、增強酸性、增大反應(yīng)物的量等)時,可發(fā)生跳位轉(zhuǎn)化。例如:
例4G、W、X、Y、Z均為含氯的化合物,它們在一定條件下具有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(方程式未配平且氯元素一定有價態(tài)變化)。
請判斷G、W、X、Y、Z中氯元素化合價的高低。
3.互不交叉和換位規(guī)律
同種元素不同價態(tài)的物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)(不考慮其他元素之間的反應(yīng),下同)時,產(chǎn)物的價態(tài)必介于兩反應(yīng)物的價態(tài)之間,且其變化是不交叉的。
(1)同種元素的相鄰價態(tài)間不相互轉(zhuǎn)化。例如:C與CO、CO與CO2、Fe與Fe2+、Fe2+與Fe3+,或S與H2S、S與SO2、SO2與H2SO4等均不反應(yīng)(因此可用濃H2SO4干燥SO2)。
(2)同種元素不同價態(tài)的物質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)時,生成中間價態(tài)的物質(zhì),且只靠攏不交叉。也就是說,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物中該元素的化合價可能為同一中間價態(tài),也可能不為同一價態(tài),但一定介于氧化劑與還原劑中該元素的化合價之間(即歸中律)。例如:
應(yīng)用判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生、物質(zhì)的變化以及預(yù)測反應(yīng)的產(chǎn)物,判斷氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物及轉(zhuǎn)移電子數(shù)。
川矢喝退刁德恒后,迅速換上一副笑臉,又嘰哩呱啦地說了一通。莊槐翻譯說:“尊敬的百里香閣下,因為刁隊長的愚蠢和粗魯,讓您受到了莫大的污辱,在下深表不安和歉意!我將以此為戒,嚴懲不殆!”
應(yīng)用1判斷反應(yīng)能否發(fā)生。
例6判斷下列反應(yīng)能否進行,并說明原因。
(1)Fe2++CuFe+Cu2+
_______________________________________________。
(2)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
________________________________________________。
解析 (1)因為氧化性Fe2+2+<Cu2+,還原性Cu<Fe,該反應(yīng)不符合氧化還原反應(yīng)的條件,所以該反應(yīng)不能發(fā)生。
(2)因為氧化性Fe3+>Cu2+,還原性Cu>Fe2+,該反應(yīng)符合氧化還原反應(yīng)的條件,所以該反應(yīng)能夠發(fā)生。
應(yīng)用2判斷氧化性、還原性的強弱。
例7已知反應(yīng):
(1)I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI
(2)2FeCl2+Cl22FeCl3
(3)2FeCl3+2HI2FeCl2+I2+2HCl
試判斷I2、SO2、Cl2、FeCl3四種物質(zhì)氧化能力的強弱。
解析根據(jù)氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物,由反應(yīng)(1)可得出:I2>H2SO4>SO2;由反應(yīng)(2)可得出:Cl2>FeCl3;由反應(yīng)(3)可得出:FeCl3>I2。綜上所述可知四種物質(zhì)氧化能力的強弱順序為Cl2>FeCl3>I2>SO2。
2.在相同條件下,總是氧化性或還原性最強的微粒優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)。例如:向含有Br-和I-的溶液中滴加氯水,則I-將優(yōu)先被氧化;向含有Cu2+和Ag+的溶液中加入鐵粉,則Ag+將優(yōu)先被還原。
應(yīng)用判斷混合溶液中離子發(fā)生反應(yīng)的順序。
例8寫出下列反應(yīng)的離子方程式:
(1)FeBr2溶液中通入少量Cl2_______________________________,通入過量Cl2_______________________________。
(2)FeI2溶液中通入少量Cl2______________________________,通入過量Cl2_______________________________。
解析因Fe2+、Br-、I-都具有較強的還原性。當通入過量Cl2時,F(xiàn)e2+、Br-、I-都可被Cl2所氧化,此時兩溶液中反應(yīng)相似,離子方程式分別為
當通入少量Cl2時,由于還原性I->Fe2+>Br-,F(xiàn)eBr2溶液中只有Fe2+被氧化,離子方程式為
FeI2溶液中只有I-被氧化,離子方程式為
4.一般來說,酸性越強、濃度越大、溫度越高,氧化劑的氧化性或還原劑的還原性越強。例如:KMnO4在酸性溶液中氧化性最強、中環(huán)境次之、堿環(huán)境中最弱;濃鹽酸具有還原性,而稀鹽酸沒有;濃硫酸具有強氧化性,而稀硫酸沒有;溫度越高,碳的還原性越強等。
應(yīng)用比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強弱;選擇適宜條件下用氧化性較強的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì),或用還原性較強的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì)。
應(yīng)用判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性及反應(yīng)順序。
應(yīng)用用于預(yù)測反應(yīng)的可能性。