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浅析高中氧化还原反应难点总结

2019-04-04徐明利

数理化解题研究 2019年10期
关键词:还原性配平化合价

徐明利

(安徽省淮北市实验高级中学 235000)

一、氧化反应与还原反应,氧化剂与还原剂的区分

氧化还原反应,指的是有化合价升降发生的化学反应.元素或离子等得到电子,对应着化合价降低,对应还原反应;反之,失去电子,意味着化合价升高,就是氧化反应.因此,这里有一个分辨氧化反应和和还原反应的口诀:“降氧升还(生还)”,即降价的物质是氧化剂,对应还原反应,得到的就是还原产物;升价的物质是还原剂,对应氧化反应,得到的就是氧化产物.氧化剂,指的是具有获得电子这一性质的物质,这一性质叫氧化性,得到电子,意味着化合价的降低.还原剂,指的就是具有还原性(失去电子的性质)的物质.用“降氧升(生)还”的记忆小诀窍,可以简易地区分出氧化剂与还原剂.

二、化学方程式配平

一般的氧化还原反应,配平的各项物质系数是未知的,这在考试中较常见.在配平过程中,不仅需要化学的知识,还要学会通过列方程解出各项未知系数.所以笔者提出的广泛适用的配平方法是:先在那些没有配平的各项反应物和生成物前设未知数,比如a,b,c,d,或者x,y,z,w等.之所以可以用设未知数和解方程的方法配平,是出于以下几个定律:

1.质量守恒定律与物质守恒定律

在一个特定的氧化还原反应中,反应物中各种元素的物质的量,等于生成物中对应的元素的物质的量.尽管在化学反应中,能量会得到或失去,但是物质不会增多或减少,因此根据这一点,通过设未知数的形式,列出多项等式.

注意,这里并没有得出三个未知数的具体数值,而仅仅是得出了三个未知数的相互关系,因为并不知道任何一个物质的具体物质的量,可取a=b=1,x=2,即可实现配平.要注意,这个方法优点是百试百用,缺点是计算量有时会变得很大,尤其是当化学式很长,涉及的元素很多的时候.

2.化合价守恒定律

氧化还原反应的化合价总得失量相等,因为在反应中,得失的电子总数相等,电子不会凭空增多或减少.根据这个规律,可以只找出有化合价变化的元素.因此根据化合价升降的元素来配平,有时候比列方程更快.比如上面那个反应,C物质的C元素为0价,CO2的C元素为+4价,生成物CO的C元素为+2价.C物质的C升价了,CO2中的C元素降价了,而O元素自始至终都没有化合价的变化.因此一份C物质升2价,一份CO2物质将2价,因此两个物质前系数应该相等,而再根据物质总量不变,反应物前系数都是1的话,那么生成物前系数就自然是2了.有的时候,这一方法与第一个列方程的方法可以结合使用,要在做题中慢慢摸索规律.另外,有些经典的或常用的化学反应,以及一些很重要的化学反应,比如灭火器的各种反应,是需要去牢记的.

三、判断氧化性或还原性的强弱

一般来说,氧化性(还原性)越强的物质,越容易降价(升价),即越容易参与还原反应(氧化反应).那么氧化性越强,则意味着越容易得到电子;还原性越强,则意味着越容易失去电子.判断氧化性或还原性强弱(氧化性越强,还原性越弱):

1.同主族元素非金属性从上到下递减,则其单质氧化性越来越弱,即F2>Cl2>Br2>I2>S;O2>S>Se>Te,反之,还原性越来越强.

2.同周期元素非金属性从左到右递增,则其单质氧化性越来越强,即N2

3.金属阳离子氧化性排序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+

4.金属单质还原性排序:K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

6.其他排序判断:同一元素,价态越高,氧化性越强,如FeHClO2>HClO3>HClO4;金属的金属性越强,失去电子越容易,单质还原性越强,对应离子的氧化性越弱;非金属的非金属性越强,单质的氧化性越强,对应离子还原性越弱;对于自发的氧化还原反应,氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物.

7.影响氧化性和还原性强弱的其他因素(注,无论是什么因素,氧化性越强,就意味着越容易降价,即越容易得到电子,这才是氧化性和还原性强弱判断的核心):

(1)浓度:对硝酸来说,越浓,其氧化性越强;

(2)温度:对浓硫酸来说,热的比冷的氧化性强;

(3)pH:也就是酸碱性.对KMnO4来说,溶液酸性越强,其氧化性越强.比如在酸性环境中,其还原产物是Mn2+,在中性环境中,其还原产物是MnO2,在碱性环境中,其还原产物是K2MnO4.

四、其他氧化还原反应的概念

1.歧化反应

一种自身的氧化还原反应,在歧化反应中,同一分子内部同一氧化态的元素,一部分发生氧化反应,一部分发生还原反应,比如:

2.归中反应

就是不同物质含有同种元素,这些物质发生氧化还原反应,元素的两种化合价向中间靠拢(与歧化反应相对).

注意:根据定义可知,歧化反应和归中反应所涉及的元素,至少有三种价态.

以上就是常见的关于氧化还原反应的难点,更多的规律还得靠学生不断做题,寻找规律并进行总结,还有要针对易混淆知识点,多记多背,注意区分.另外,用一些小诀窍,口诀什么的,也可以帮助记忆,还望同学们活用方法,无所不用其极去学它.

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