第一节 氧化还原反应
一、氧化还原反应的本质
㈠实质:电子的转移(得失或偏移)。
㈡特征:反应前后元素的化合价发生了变化。
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
三、氧化还原反应的表示方法
a.用两条线由反应物指向生成物,且对准同种元素。
㈠双线桥法 b.要标明“得”、“失”电子,且得失电子数相等。
c.箭头不代表电子转移的方向。
a.用一条线表示不同元素原子得失电子的情况。
㈡单线桥法 b.由失电子的元素指向得电子的元素,并标明电子转移的总数。
c.箭头表示电子转移的方向
Fe2O3+3CO高温 2Fe+3CO2 3Cu+8HNO3==3Cu(NO3)2+NO +4H2O
四、有关氧化还原反应的总结
㈠从化合价升降角度认识氧化还原反应
㈡从电子转移角度理解氧化还原反应
1、在离子化合物的形成过程中,金属元素原子失去电子使化合价升高,发生氧化反应;非金属元素原子得到电子使化合价降低,发生还原反应。
2、在共价化合物的形式过程中,公用电子对偏向哪一方,该元素的化合价降低,发生还原反应,共用电子对偏离哪一方,该元素化合价升高,发生氧化反应。
3、元素化合价的升降既与氧化还原反应有着密切的关系,又与元素原子之间的电子转移有着密切的关系。
五、氧化还原反应的基本规律
㈠守恒律:化合价升高总数与降低总数相等,失电子总数与得电子总数相等,反应前后电离总数相等(离子反应)
㈡价态律:元素处于最好价态,只有氧化性;元素处于最低价态,只有还原性。
㈢强弱律:强氧化性的氧化剂跟强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
㈣转化律:以元素相邻价态之间的转化最容易;同种元素不同价态之间发生反应,元素的化合价只靠近不交叉(有可能生成同一价态的物质);同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。
㈤难易律:越易失电子的物质,失去后就越难得电子;越易得电子的物质,得到后就越难失去电子。
㈥跳位律
在特殊情况下,氧化剂遇到强还原剂时,或还原剂遇到强氧化剂时,元素的价态变化不是临位变化而是跳位变化的。
㈦有效律
㈧分部律:分部反应覆盖了某些氧化还原反应的本质
当一个氧化剂(还原剂)遇到还原剂(氧化剂)时,自身氧化还原能力较强的优先。
六、氧化还原反应的类型
㈠还原剂+氧化剂===氧化产物+还原产物
㈡部分氧化还原反应
㈢自身氧化还原反应
七、常见的氧化剂和还原剂
㈠具有最高价元素的物质,在氧化还原反应中只能得到电子,一般是较强的氧化剂,具有较强的氧化性。
a.高价或较高价含氧化合物:MnO2 KClO3 KMnO4 K2Cr2O7 HNO3 H2SO4(浓)
常见的氧化剂 b.高价金属阳离子:Cu2+ Fe3+ Ag+ Pb4+
c.非金属单质:Cl2 Br2 I2 O2 S
d.过氧化物:Na2O2 H2O2
㈡具有最低价元素的物质,在氧化还原反应中只能失去电子,一般是较强的还原剂,具有较强的还原性。
a.活泼或较活泼的金属:K Ca Na Mg Al Zn Fe
b.低价金属阳离子:Fe2+ Cu+
常见的还原剂 c.非金属离子及低价态化合物:S2- H2S I- SO2 H2SO3 Na2SO3
d.较低价的化合物:CO NH3 H2
e.少数金属化合物:NaH CaH2 CaC2
八、氧化性、还原性的强弱判断方法
㈠由氧化还原反应方向比较
还原剂A+氧化剂B 氧化产物a+还原产物b,则:氧化性B>a,还原性A>b。
如:由2 Fe2++ Br2===2 Fe3++2Br-可知:氧化性Br2>Fe3+,还原性Fe2+>Br-
㈡根据物质活动性顺序比较判断:
1、金属活动性顺序(常见元素)
K Ca Na…Fe…Cu Hg Ag
原子还原性逐渐减弱,对应阳离子氧化性逐渐增强
2、非金属活动性顺序(常见元素)
F Cl Br I S
原子(或单质)氧化性逐渐减弱,对应阴离子还原性逐渐增强
3、由反应条件的难易比较
a. 不同氧化剂与同一还原剂反应,反应条件约易,氧化性越强。
如:F2和H2混合在暗处就能剧烈化合而爆炸,而I2与H2需在不断加热的情况下才能缓慢化合,因而F2的氧化性比I2强。
b. 不同还原剂与同一氧化剂反应,反应条件越易,还原性越强。
如有两种金属M和N均能与水反应,M在常温下能与水反应产生氢气,而N需在高温下才能与水蒸气反应,由此判断M的还原性比N强。
4、 条件相同,与同一物质反应,能使这一物质化合价变化大的 ,氧化(还原)性强。
如:2 Fe+3 Cl2=== 2 Fe Cl3 Fe+S=== FeS
可以判断氧化性:Cl2>S
5、对于同种元素:化合价高的氧化能力强,化合价低的还原能力强
如:氧化性:H2SO4(浓)>SO2>S 还原性:H2S>S>SO2
九、氧化还原反应方程式的配平技巧
㈠逆向配平法
K2Cr2O7 + HCl(浓)=== KCl+ CrCl3+ Cl2 + H2O
㈡设“1”配平法
P4O+ Cl2=== POCl3+ P2Cl6
㈢零价配平法
Fe3+ HNO3== Fe(NO3)3+ NO2 + CO2 + H2O
㈣整体标价法
S+ Ca(OH)2== CaSx+ CaS2O3+ H2O
㈤缺项配平法
MnO4-+Cl-+ ==Mn2++Cl2+H2O
㈥有机氧化还原反应方程式的配平
KMnO4+ H2SO4+ H2C2O4== CO2 + MnSO4+ K2SO4+ H2O
第二节 离子反应
一、电解质和非电解质
1、 电解质:水溶液或融化状态、能导电、化合物
2、 非电解质:水溶液和融化状态、不能导电、化合物
3、 电解质溶液的导电能力:离子浓度越大,离子的电荷数越多,导电能力越强。
注:⑴单质与混合物不属于电解质,也不属于非电解质。
⑵金属氧化物是电解质。
⑶能导电的物质不一定是电解质,如石墨等;电解质本身不一定能导电,如食盐晶体。
⑷有些化合物的水溶液能导电,但因为这些化合物在水中或融化状态下本身不能电离,也不是电解质。如SO2、SO3、NH3、CO2等,它们的水溶液都能导电,是因为跟水反应生成了电解质,它们本身都不是电解质。
⑸有些电解质不溶于水。如:硫酸钡、碳酸钙都是电解质。
二、电解质的电离
㈠电离:酸、碱、盐等在溶解与水或受热融化时,理解成能够自由移动的离子的过程。
※ 注意:1、电离的条件:溶解于水或受热融化。
2、电离不需要通电。
3、电离一般是吸热过程。
㈡强电解质与弱电解质
强电解质与弱电解质的比较
※ 注意:1、电解质的强弱与物质内部结构有关,与外界因素无关。
2、电解质的强弱与溶解性无关,BaSO4等一些难溶电解质,在水中的溶解度极小、但溶解的部分全部电离成离子,只是离子浓度太小、它不仅是电解质、而且是强电解质。
3、电解质的强弱与溶液的导电性没有必然联系,其导电能力强弱由溶液中自由离子的浓度决定,也与离子所带电荷多少有关。
㈢电离方程式
1、 离子反应是在溶液中或融化状态时进行的反应,凡非溶液中进行的反应,一般不能写成离子方程式。
如:NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热,只能写成化学方程式
2、 单质、氧化物、气体、水在离子方程式中一律写化学式;弱酸、弱碱等难电离的物质必须写化学式;难溶于水的物质等必须写化学式。
3、 ①弱酸的酸式盐:第一步完全电离,其余部分电离,如:NaHCO3== Na++ HCO3-
②强酸的酸式盐在溶液中一步完全电离,如:NaHSO4== Na++H++SO42-,但在熔融状态下,只电离出离子和酸根离子,NaHSO4(熔融)== Na++ HSO42-
③ 元弱酸的酸式酸根离子在离子方程式中不能拆开写,如NaHSO3溶液和稀硫酸反应:
HSO3-+H+===SO2 +H2O
4、活泼金属的氧化物在熔融状态下也可以电离,如:Na2O融化2Na++O2-
5、微溶物的处理有三种情况:
⑴在生成物中有微溶物析出时,微溶物用化学式表示
⑵当反应物里有微溶物处于浊液状态(稀溶液)、应写成离子的形式,如CO2气体通入澄清石灰水中
⑶当反应物里有微溶物处于浊液或固态时,应写成化学式,如石灰乳中加入Na2CO3
6、操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同,例如少量烧碱滴入Ca(HCO3)2溶液(此时Ca(HCO3)2过量)有:
Ca2++ HCO3-+OH-===CaCO3 + H2O
少量Ca(HCO3)2溶液滴入烧碱溶液(此时NaOH过量)有:
Ca2++2HCO3-+2OH-=== CaCO3 +CO32-+2 H2O
7、离子方程式中浓硫酸的处理
浓硫酸跟固体反应,一律不写成离子方程式,只用化学方程式但若是浓硫酸与某溶液反应,则一律写为“2H+ SO42-”形式
8、氨在离子方程式中的书写形式
⑴有关氨气跟某溶液反应的写成“NH3”或 “NH3·H2O”
⑵有关氨气跟某物质反应的写成“NH3·H2O”
⑶在冷的稀溶液中生成氨气的写成“NH3·H2O”
⑷在热的溶液或冷的浓溶液中生成氨气的写成:“NH3 ”
三、常见离子的检验方法
四、离子共存
常见的离子在溶液中不能大量共存的情况主要有以下几种:
1、 离子之间相互反应有沉淀析出
2、 离子之间相互反应有气体逸出
3、 离子之间相互反应生成弱电解质
4、 离子之间因相互促进水解
5、 离子之间因发生氧化还原反应
6、 离子之间因发生反应生成络离子
7、 因题目的附加条件而不能大量共存
⑴ 无色溶液中Cu2+、Fe2+、MnO4-等有色离子不能大量共存。
⑵ 看是否符合题设条件及要求,如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”。
⑶ 滴加顺序
⑷ 注意溶液隐含的酸碱性,如PH=1;水电离的H+浓度为1×10-12,则隐含着溶液具有很强酸性或强碱性。
⑸ 注意溶液中隐含的氧化性离子与还原性离子不能共存。
如:在PH=1的溶液中含有大量NO3-,由于酸性溶液中NO3-有强氧化性,则不能再有Fe2+、S2-等还原性离子。
高中化学专题讲座三
氧化还原反应方程式的配平
[知识网络]
配平氧化还原反应方程式的基本方法
原则:氧化剂得到的电子数==还原剂失去的电子数
步骤:⑴写出反应物和生成物的化学式 。
⑵分别标出化合价升高和降低的元素的价态 。
⑶求出化合价升高数和降低数的最小公倍数,确定氧化剂、还原剂及其产物的化学计量数。 ⑷配平未参加氧化还原的原子或离子的化学计量数。
[整理归纳]
氧化还原反应方程式的常见类型及其配平方法
1.关于某物质发生部分氧化还原反应时的配平:例
FeO+HNO3——Fe(NO3)3+NO+H2O
2.关于歧化和归中反应的配平:例
Cl2+KOH——KClO3+KCl+H2O
P+CuSO 4+H2O——Cu3P+H3PO4+H2SO4
* Cu(IO3)2+KI+H2SO4——CuI+I2+K2SO4+_____
* CuSO4+FeS2+H2O——Cu2S+H2SO4+FeSO4
3.关于离子反应方程式的配平:例
Cr(OH)4-+OH-+ClO-——CrO42-+Cl-+H2O
4.关于有缺项的方程式的配平:例
Fe(OH)3+Br2——K2FeO4+KBr+H2O
NaBiO3(微溶)+Mn2++H+——Na++Bi3++MnO4-
Cr(OH)4-+ClO-+ ——CrO4-+Cl-+H2O
5.必须应用分数进行配平的情况:例
FeCl2+O2+H2O——Fe(OH)3+FeCl3
K2Cr2O7+KI+H3PO4——K3PO4+CrPO4+I2+H2O
6.关于字母型方程式的配平:例
Clm+OH-——Cl -+ClOn-+H2O
NaSx+NaClO+NaOH——Na2SO4+NaCl+H2O
7.关于有机反应程式的配平:例
H2C2O4+KMnO4+H2SO4——CO2+MnSO4+K2SO4+H2O
C6H5-CH3+KMnO4+H2SO4——C6H5-COOH+MnSO4+K2SO4+H2O
8.关于分解反应方程式的配平:例
KMnO4——K2MnO4+MnO2+O2
NH4NO3——N2+N2O3+H2O
[问题讨论]
1.什么是电子得失配平法?它有什么用途?
2.能否任意设定元素的化合价来配平方程式?怎样设定为好?
[典型例题]
例1.配平 Al+Fe3O4——Al2O3+Fe
例2.配平 Fe3C+HNO3——Fe(NO3)3+CO2+NO2+H2O
例3.配平 P4O+Cl2——POCl3+P2Cl5
例4.*配平
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高中化学专题讲座三
C6H5-CH2CH3 +KMnO4+H2SO4— C6H5-COOH+CO2+K2SO4+MnSO4+H2O 例5.配平 AgF+Cl2 +H2O――AgClO3 +AgCl+O2 +HF
HClO4+Cl2+O2+H2O
第 2 页 共 2 页 mail: jinlihui@21cn.com 例6.配平 HClO3――
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