氧化還原反應(yīng)的發(fā)展史:
對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)存在發(fā)展的過(guò)程,從最初的隔離開(kāi)的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng),到從表面上看化合價(jià)變化的氧化還原反應(yīng),把氧化與還原統(tǒng)一在一個(gè)概念下,再透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì),化合價(jià)的變化是有電子得失或偏移引起的。
氧化還原反應(yīng)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題:
1、氧化劑氧化性的強(qiáng)弱,不是看得電子的多少,而是看得電子的難易; 還原劑還原性的強(qiáng)弱,不是看失電子的多少,而是看失電子的難易。 eg:氧化性:濃HNO3>稀HNO3還原性:Na>Al
2、有新單質(zhì)參加或生成的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng) eg:C(金剛石)==C(石墨);3O2==2O3(放電);P4(白磷)==4P(紅磷)
3、任何元素在化學(xué)反應(yīng)中,從游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài),或由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),均發(fā)生氧化還原反應(yīng)(比如置換反應(yīng),化合反應(yīng),分解反應(yīng))
4、置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng);有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)和有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)全部屬于氧化還原反應(yīng)。
5、元素具有最高價(jià)的化合物不一定具有強(qiáng)氧化性! eg.H3PO4、H2SiO3(或H4SiO4)兩酸均無(wú)強(qiáng)氧化性但硝酸有強(qiáng)氧化性。
氧化還原的表示可用單線橋也可用雙線橋:
一、雙線橋法:
此法不僅能表示出電子轉(zhuǎn)移的方向和總數(shù),還能表示出元素化合價(jià)升降和氧化、還原關(guān)系。雙線橋的箭頭始于反應(yīng)物有關(guān)元素的原子或離子,箭頭指向發(fā)生化合價(jià)變化后生成物中對(duì)應(yīng)元素的原子或離子或原子團(tuán)。
標(biāo)變價(jià) 明確標(biāo)出所有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素的化合價(jià),不變價(jià)的元素不標(biāo)化合價(jià)。
連雙線 將標(biāo)化合價(jià)的同一元素用直線加箭頭從反應(yīng)物指向生成物(注意:箭頭的起止一律對(duì)準(zhǔn)各元素)
標(biāo)得失 1.標(biāo)電子轉(zhuǎn)移或偏離數(shù) 明確標(biāo)出得失電子數(shù),格式為“得/失發(fā)生氧化還原反應(yīng)原子個(gè)數(shù)×單位原子得失電子數(shù)”
2.標(biāo)化合價(jià)變化 一律標(biāo)出化合價(jià)的變化,只有“化合價(jià)升高”“化合價(jià)降低”這兩種寫(xiě)法,不可寫(xiě)為“升價(jià)”“降價(jià)”等
3.標(biāo)出元素反應(yīng)類型 一律標(biāo)出元素所發(fā)生的反應(yīng),“被氧化”或“被還原”,其余寫(xiě)法均不正確
4.檢查得失電子守恒 檢查得失電子數(shù)是否相等,如不相等則重新分析。
例如:
二、單線橋法:
在氧化還原反應(yīng)中,有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移(得失或偏移),也就是在反應(yīng)物中有元素電子發(fā)生得失或偏移,這時(shí)用一條帶箭頭的曲線從失去電子的元素指向得到電子的元素,并在“橋”上標(biāo)出轉(zhuǎn)移的電子數(shù),這種表示方法叫單線橋法。
(1)標(biāo)價(jià)態(tài)明確標(biāo)明發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素的化合價(jià)
(2)連單線連接方程式左邊的氧化劑與還原劑,箭頭一律指向氧化劑
(3)不注得失標(biāo)出轉(zhuǎn)移的電子的總數(shù),這里不用像雙線橋那樣,僅需直接標(biāo)出電子總數(shù)
例如:
注意事項(xiàng):
(1)不得標(biāo)明"得"或"失",否則是錯(cuò)的
(2)箭頭表示電子轉(zhuǎn)移的方向,指向氧化劑注意:為了規(guī)范起見(jiàn),單線橋法最好不用于自身氧化還原的反應(yīng),因?yàn)槟菢訕?biāo)記會(huì)使反應(yīng)中的電子去向不明確,故在自身氧化還原的反應(yīng)方程式中最好用雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移。
氧化還原反應(yīng):有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng);(無(wú)電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng))
反應(yīng)歷程:氧化還原反應(yīng)前后,元素的氧化數(shù)發(fā)生變化。根據(jù)氧化數(shù)的升高或降低,可以將氧化還原反應(yīng)拆分成兩個(gè)半反應(yīng):氧化數(shù)升高的半反應(yīng),稱為氧化反應(yīng);氧化數(shù)降低的反應(yīng),稱為還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)是相互依存的,不能獨(dú)立存在,它們共同組成氧化還原反應(yīng)。
氧化還原反應(yīng)中存在以下一般規(guī)律:強(qiáng)弱律:氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。價(jià)態(tài)律:元素處于最高價(jià)態(tài),只具有氧化性;元素處于最低價(jià)態(tài),只具有還原性;處于中間價(jià)態(tài),既具氧化性,又具有還原性。轉(zhuǎn)化律:同種元素不同價(jià)態(tài)間發(fā)生歸中反應(yīng)時(shí),元素的氧化數(shù)只接近而不交叉,最多達(dá)到同種價(jià)態(tài)。優(yōu)先律:對(duì)于同一氧化劑,當(dāng)存在多種還原劑時(shí),通常先和還原性最強(qiáng)的還原劑反應(yīng)。守恒律:氧化劑得到電子的數(shù)目等于還原劑失去電子的數(shù)目。
氧化還原性的強(qiáng)弱判定:物質(zhì)的氧化性是指物質(zhì)得電子的能力,還原性是指物質(zhì)失電子的能力。物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱取決于物質(zhì)得失電子的能力(與得失電子的數(shù)量無(wú)關(guān))。從方程式與元素性質(zhì)的角度,氧化性與還原性的有無(wú)與強(qiáng)弱可用以下幾點(diǎn)判定:(1)從元素所處的價(jià)態(tài)考慮,可初步分析物質(zhì)所具備的性質(zhì)(無(wú)法分析其強(qiáng)弱)。最高價(jià)態(tài)——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低價(jià)態(tài),只有還原性,如Cl-、S2-等;中間價(jià)態(tài)——既有氧化性又有還原性,如Fe、S、SO2等。(2)根據(jù)氧化還原的方向判斷:氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。(3)根據(jù)反應(yīng)條件判斷:當(dāng)不同的氧化劑與同一種還原劑反應(yīng)時(shí),如氧化產(chǎn)物中元素的價(jià)態(tài)相同,可根據(jù)反應(yīng)條件的高、低進(jìn)行判斷,如是否需要加熱,是否需要酸性條件,濃度大小等等。
電子的得失過(guò)程:
其過(guò)程用核外電子排布變化情況可表示為:
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