徐明利
(安徽省淮北市實驗高級中學 235000)
氧化還原反應,指的是有化合價升降發(fā)生的化學反應.元素或離子等得到電子,對應著化合價降低,對應還原反應;反之,失去電子,意味著化合價升高,就是氧化反應.因此,這里有一個分辨氧化反應和和還原反應的口訣:“降氧升還(生還)”,即降價的物質(zhì)是氧化劑,對應還原反應,得到的就是還原產(chǎn)物;升價的物質(zhì)是還原劑,對應氧化反應,得到的就是氧化產(chǎn)物.氧化劑,指的是具有獲得電子這一性質(zhì)的物質(zhì),這一性質(zhì)叫氧化性,得到電子,意味著化合價的降低.還原劑,指的就是具有還原性(失去電子的性質(zhì))的物質(zhì).用“降氧升(生)還”的記憶小訣竅,可以簡易地區(qū)分出氧化劑與還原劑.
一般的氧化還原反應,配平的各項物質(zhì)系數(shù)是未知的,這在考試中較常見.在配平過程中,不僅需要化學的知識,還要學會通過列方程解出各項未知系數(shù).所以筆者提出的廣泛適用的配平方法是:先在那些沒有配平的各項反應物和生成物前設(shè)未知數(shù),比如a,b,c,d,或者x,y,z,w等.之所以可以用設(shè)未知數(shù)和解方程的方法配平,是出于以下幾個定律:
1.質(zhì)量守恒定律與物質(zhì)守恒定律
在一個特定的氧化還原反應中,反應物中各種元素的物質(zhì)的量,等于生成物中對應的元素的物質(zhì)的量.盡管在化學反應中,能量會得到或失去,但是物質(zhì)不會增多或減少,因此根據(jù)這一點,通過設(shè)未知數(shù)的形式,列出多項等式.
注意,這里并沒有得出三個未知數(shù)的具體數(shù)值,而僅僅是得出了三個未知數(shù)的相互關(guān)系,因為并不知道任何一個物質(zhì)的具體物質(zhì)的量,可取a=b=1,x=2,即可實現(xiàn)配平.要注意,這個方法優(yōu)點是百試百用,缺點是計算量有時會變得很大,尤其是當化學式很長,涉及的元素很多的時候.
2.化合價守恒定律
氧化還原反應的化合價總得失量相等,因為在反應中,得失的電子總數(shù)相等,電子不會憑空增多或減少.根據(jù)這個規(guī)律,可以只找出有化合價變化的元素.因此根據(jù)化合價升降的元素來配平,有時候比列方程更快.比如上面那個反應,C物質(zhì)的C元素為0價,CO2的C元素為+4價,生成物CO的C元素為+2價.C物質(zhì)的C升價了,CO2中的C元素降價了,而O元素自始至終都沒有化合價的變化.因此一份C物質(zhì)升2價,一份CO2物質(zhì)將2價,因此兩個物質(zhì)前系數(shù)應該相等,而再根據(jù)物質(zhì)總量不變,反應物前系數(shù)都是1的話,那么生成物前系數(shù)就自然是2了.有的時候,這一方法與第一個列方程的方法可以結(jié)合使用,要在做題中慢慢摸索規(guī)律.另外,有些經(jīng)典的或常用的化學反應,以及一些很重要的化學反應,比如滅火器的各種反應,是需要去牢記的.
一般來說,氧化性(還原性)越強的物質(zhì),越容易降價(升價),即越容易參與還原反應(氧化反應).那么氧化性越強,則意味著越容易得到電子;還原性越強,則意味著越容易失去電子.判斷氧化性或還原性強弱(氧化性越強,還原性越弱):
1.同主族元素非金屬性從上到下遞減,則其單質(zhì)氧化性越來越弱,即F2>Cl2>Br2>I2>S;O2>S>Se>Te,反之,還原性越來越強.
2.同周期元素非金屬性從左到右遞增,則其單質(zhì)氧化性越來越強,即N2 3.金屬陽離子氧化性排序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+ 4.金屬單質(zhì)還原性排序:K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au 6.其他排序判斷:同一元素,價態(tài)越高,氧化性越強,如Fe 7.影響氧化性和還原性強弱的其他因素(注,無論是什么因素,氧化性越強,就意味著越容易降價,即越容易得到電子,這才是氧化性和還原性強弱判斷的核心): (1)濃度:對硝酸來說,越濃,其氧化性越強; (2)溫度:對濃硫酸來說,熱的比冷的氧化性強; (3)pH:也就是酸堿性.對KMnO4來說,溶液酸性越強,其氧化性越強.比如在酸性環(huán)境中,其還原產(chǎn)物是Mn2+,在中性環(huán)境中,其還原產(chǎn)物是MnO2,在堿性環(huán)境中,其還原產(chǎn)物是K2MnO4. 1.歧化反應 一種自身的氧化還原反應,在歧化反應中,同一分子內(nèi)部同一氧化態(tài)的元素,一部分發(fā)生氧化反應,一部分發(fā)生還原反應,比如: 2.歸中反應 就是不同物質(zhì)含有同種元素,這些物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應,元素的兩種化合價向中間靠攏(與歧化反應相對). 注意:根據(jù)定義可知,歧化反應和歸中反應所涉及的元素,至少有三種價態(tài). 以上就是常見的關(guān)于氧化還原反應的難點,更多的規(guī)律還得靠學生不斷做題,尋找規(guī)律并進行總結(jié),還有要針對易混淆知識點,多記多背,注意區(qū)分.另外,用一些小訣竅,口訣什么的,也可以幫助記憶,還望同學們活用方法,無所不用其極去學它.四、其他氧化還原反應的概念