物质氧化性还原性的比较
氧化性和还原性强弱的判断
一、氧化性和还原性概念的判断方法
物质给出(失去)电子的性质称为还原性,还原剂是电子的给予体。物质接受(得到)电子的性质称为氧化性,氧化剂是电子的接受体。那么怎样才能判断物质能否给出或接受电子呢?由于给出或接受电子会引起化合价的变化,所以从物质中元素所处化合价高低就可以进行判断。规律是:元素处于最高价,不可能给出(失去)电子,只具有氧化性;元素处于最低价,不可能接受(得到)电子,只具有还原性;元素处于中间价态,既可能给出(失去)电子,又可能接受(得到)电子,故既有氧化性又有还原性,但...
氧化性和还原性强弱的判断
一、氧化性和还原性概念的判断方法
物质给出(失去)电子的性质称为还原性,还原剂是电子的给予体。物质接受(得到)电子的性质称为氧化性,氧化剂是电子的接受体。那么怎样才能判断物质能否给出或接受电子呢?由于给出或接受电子会引起化合价的变化,所以从物质中元素所处化合价高低就可以进行判断。规律是:元素处于最高价,不可能给出(失去)电子,只具有氧化性;元素处于最低价,不可能接受(得到)电子,只具有还原性;元素处于中间价态,既可能给出(失去)电子,又可能接受(得到)电子,故既有氧化性又有还原性,但反应时主要呈现一种性质。物质中若含有多种元素,其性质则是这些元素性质的综合体现。
例1. 下列变化需要加还原剂才能实现的是( )
分析:本题要求加还原剂才能实现,即物质本身作氧化剂,也就是说元素化合价从高价变为低价,不难发现A、D选项是正确的。
二、氧化性和还原性强弱的判断依据
1. 根据元素在周期
中的位置确定
元素在周期表中越是位于左下方,其单质的还原性越强,其阳离子的氧化性越弱;元素在周期表中越是位于右上方,其单质的氧化性越强,其阴离子的还原性越弱。
2. 根据单质活动顺序确定
(1)金属活动性顺序(常见元素)
金属原子还原性(由强到弱):K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
对应阳离子氧化性(由弱到强):
(2)非金属活动顺序(常见元素)
非金属原子氧化性:F>Cl>Br>I>S
对应阴离子还原性:
3. 根据氧化还原方程式确定
通常情况下,氧化还原反应(电解除外)总是向着氧化性和还原性减弱的方向进行的——即“强强生弱弱”:
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
这一规律正如较强的酸可以制取较弱的酸,较强的碱可以制取较弱的碱那样,较强的氧化剂可以制取较弱的氧化剂,较强的还原剂可以制取较弱的还原剂。
例如,根据反应
,可以得出以下结论:氧化性
,还原性
。
根据以上规律,还可以判断氧化还原反应进行的方向。例如,由还原性
,可判断反应
是向右进行,其方程式是正确的。
例2. 现有下列三个氧化还原反应存在:
,
EMBED Equation.2
试剂,可加入的是( )
分析:对于溶液中的
,只氧化
而不影响
,就要求加入的氧化剂只能氧化
而不能氧化
。由题设三个方程式可推知:
根据较强的氧化性可以制取较弱的氧化剂,较强的还原剂可以制取较弱的还原剂的原理,可以确定,
分别氧化成
能将
和
分别氧化成
4. 根据反应条件确定
即从是否加热、温度高低、浓度大小、有无催化剂等来比较。当不同的氧化剂与相同的还原剂发生反应得到同样的氧化产物时,反应条件越苛刻,说明越难发生(即氧化剂得电子越困难),则对应的氧化剂的氧化性越弱。
同理,当不同的还原剂与相同的氧化剂发生反应得到同样的还原产物时,反应条件越苛刻,说明越难发生(即还原剂失电子越困难),则对应的还原剂的还原性越弱。
对于同种氧化剂来说:
(1)浓度越大,氧化性越强。如浓
(2)温度越高,氧化性越强。如Cu跟浓硫酸只有在加热条件下才发生反应。
例3. 有下列一些事实:
(1)实验室用
与浓盐酸共热制取
,反应方程式为:
(2)
是常用的氧化剂,在酸性条件下,室温时即可与浓盐酸反应制取
,反应方程式为:
(3)历史上,曾用“地康法”制取
,这一方法是用
作催化剂,在450℃时用空气中的氧气跟HCl反应得到
。
<1>从元素化合价的变化看,以上三程方法的共同点是______________。
<2>从上述反应推知,
氧化性由强到弱的顺序是___________;“地康法”制
的化学方程式为________________。
分析:由于题设三个反应都由
,故可根据三种氧化剂氧化
的条件的难易,判断出它们氧化性的强弱。从而得解:<1>氯元素的化合价都是由-1价升高到0价。<2>
在常温下能与浓盐酸反应放出
在微热条件下与浓盐酸反应放出
,而
与浓盐酸反应的条件是
作催化剂且将温度升高到450℃才能放出
,所以三种物质氧化性排序为:
,化学方程式为:
5. 根据氧化还原反应中元素的化合价变化确定
(1)一般地说,元素的价态越高,物质的氧化性越强。如Fe(VI)>Fe(III)>Fe(II),浓
。但也有例外,如
。
(2)在相同条件下,还原剂越强,把氧化剂还原到的价态越低;氧化剂越强,把还原剂氧化到的价态越高。例如:
三、判断氧化性和还原性强弱的误区
1. 认为氧化性和还原性的强弱取决于得失电子的多少。其实不然,氧化性和还原性的强弱只取决于电子得失的难易程度,而与电子得失的多少无关。如:每摩尔浓
还原为
时得到1mol电子,每摩尔稀
还原为NO时得到3mol电子,但浓
的氧化性却比稀
强。
2. 认为只要元素化合价存在差异就可发生氧化还原反应。事实上,同种元素不同价态的化合物间的氧化还原反应遵循以下规律:
相邻价态之间不发生氧化还原反应。如
和浓
不反应。
相间价态,在一定条件下能发生反应。如
。
不同价态的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价
中间价”,不会出现交错现象。即氧化剂被还原到的价态不能低于还原剂氧化到的价态。简言之:“只靠拢,不相交”,也即“价态归中”。如:
3. 认为同种元素不同价态的化合物的氧化性(还原性)强弱只与元素化合价的高低有关。实际上,除此之外还与化合物的稳定性有关。如次氯酸(
)中氯的价态比高氯酸(
)中氯的价态低,但次氯酸不稳定,氧化性却比高氯酸强。
4. 认为同一种还原剂(氧化剂)与多种氧化剂(还原剂)反应是同时进行的。实验证明:氧化剂的氧化性(还原剂的还原性)越强的越先反应,并非几个反应同时进行。即“先强后弱”。如:
将铁粉加入
的混合液中,先反应的是:
,后反应的是
。
将氯水滴加到NaBr和KI的混合液中,先反应的是:
,后反应的是:
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失去5e-
(√)
得到5e-
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失去6e-
(×)
得到6e-
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失电子,化合价升高,被氧化
强氧化剂+强还原剂→弱还原剂+弱氧化剂
(还原 产物)(氧化产物)
得电子,化合价降低,被还原
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