氧化还原反应
氧化还原反应
氧化还原反应氧化-还原反应(oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是化学反应前后,元素的氧化数有变化的一类反应。
氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移。
氧化还原反应是化学反应中的三大基本反应之一(另外两个为(路易斯)酸碱反应与自由基反应。
自然界中的燃烧,呼吸作用,光合作用,生产生活中的化学电池,金属冶炼,火箭发射等等都与氧化还原反应息息相关。
研究氧化还原反应,对人类的进步具有极其重要的意义。
18世纪末,化学家在总结许多物质与氧的反应后,发现这类反应具有一些相似特征,提出了氧化还原反应的概念:与氧化合的反应,称为氧化反应;从含氧化合物中夺取氧的反应,称为还原反应。
随着化学的发展,人们发现许多反应与经典定义上的氧化还原反应有类似特征,19世纪发展化合价的概念后,化合价升高的一类反应并入氧化反应,化合价降低的一类反应并入还原反应。
20世纪初,成键的电子理论被建立,于是又将失电子的半反应称为氧化反应,得电子的半反应称为还原反应。
1948年,在价键理论和电负性的基础上,氧化数的概念被提出,1970年IUPAC对氧化数作出严格定义,氧化还原反应也得到了正式的定义:化学反应前后,元素的氧化数有变化的一类反应称作氧化还原反应。
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。
根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。
氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
反应中,发生氧化反应的物质,称为还原剂,生成氧化产物;发生还原反应的物质,称为氧化剂,生成还原产物。
氧化产物具有氧化性,但弱于氧化剂;还原产物具有还原性,但弱于还原剂。
一个化学反应,是否属于氧化还原反应,可以根据反应是否有氧化数的升降,或者是否有电子得失与转移判断。
如果这两者有冲突,则以前者为准。
化学氧化还原反应
化学氧化还原反应化学氧化还原反应(Redox Reaction)是化学反应中常见的一类反应类型,指的是在反应中,物质的电荷状态发生了改变,其中一个物质被氧化,失去电子,另一个物质被还原,获得电子。
氧化和还原两个反应是相互联系、相互作用的过程,是化学反应中重要的一环。
氧化反应是指物质失去电子并与氧原子(或者其他电子受体)结合的过程。
在氧化反应中,物质的氧化数增加,即物质带正电的能力增强。
例如常见的金属与氧气反应生成金属氧化物:4Na + O2 → 2Na2O还原反应是指物质获得电子并减少氧化数的过程。
在还原反应中,物质的氧化数减少,即物质带负电的能力增强。
例如二氧化锰与硫酸反应生成锰离子和二氧气:2MnO2 + 4H2SO4 → 2MnSO4 + 2H2O + O2↑氧化还原反应中的一个重要概念是氧化数(Oxidation Number),也称为氧化态或氧化值。
氧化数描述了原子在化合物或离子中的带电状态。
根据一定的规则,我们可以通过氧化数的变化来判断氧化还原反应的过程。
在氧化还原反应中,存在着一种重要的反应类型,即还原剂和氧化剂。
还原剂是指在反应中能够给予其他物质电子的物质,它自身被氧化。
而氧化剂是指在反应中能够从其他物质获得电子的物质,它自身被还原。
例如在以下反应中,氧化剂是铁离子(Fe3+),而还原剂是锌金属(Zn):2Fe3+ + 2e- → 2Fe2+Zn → Zn2+ + 2e-氧化还原反应在生活中有着广泛的应用。
例如,腐蚀反应中物质与氧气的反应被视为氧化还原反应。
电池的工作原理也是基于氧化还原反应。
此外,许多化学合成、分解、电解以及生物学中的代谢过程都与氧化还原反应密切相关。
在实际的化学实验中,我们可以通过观察氧化还原反应的发生来判断反应是否进行。
常用的实验方法有观察气体生成、溶液颜色变化、固体物质颜色变化等。
同时,我们也可以通过平衡氧化还原反应方程式来计算物质的反应量,从而实现定量分析。
超级详细氧化还原反应
超级详细氧化还原反应xx年xx月xx日•氧化还原反应的基本概念•常见的氧化还原反应•氧化还原反应的原理•氧化还原反应的实验技术目•氧化还原反应的应用•结论与展望录01氧化还原反应的基本概念定义氧化还原反应是指在反应过程中有电子转移的反应。
分类根据电子转移的情况,氧化还原反应可以分为单电子转移反应和多电子转移反应。
定义与分类定义氧化数是指化合物分子中原子所带的氧化态数。
规则在标准状态下,单质的氧化数为零;在化合物中,元素的氧化数等于该元素在化合物中的化合价。
氧化数的概念定义氧化剂是指能够提供电子的物质,还原剂是指能够接受电子的物质。
作用在氧化还原反应中,氧化剂被还原,还原剂被氧化。
氧化剂和还原剂的概念定义电子转移是指电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子的过程。
特点电子转移是氧化还原反应的本质,电子转移的方向和数目是决定氧化还原反应类型的关键因素。
氧化还原反应的电子转移02常见的氧化还原反应燃烧反应是指可燃物与氧气发生快速的化学反应,通常伴随着光和热量的产生。
燃烧反应定义可燃物、氧气和足够的温度是燃烧反应发生的三个要素。
燃烧的三个要素燃烧反应的产物通常是二氧化碳、水和其他化合物,这些产物对环境有不同程度的影响。
燃烧产物1电池反应23电池反应是指将化学能转化为电能的反应。
定义电池反应通过氧化还原反应实现电子转移,从而产生电流。
工作原理电池有多种类型,如干电池、蓄电池、燃料电池等,每种类型的工作原理和材料都有所不同。
电池类型03应用光电效应在太阳能电池、光学仪器等领域有广泛应用。
光电效应01定义光电效应是指光子与物质相互作用,将光能转化为电子的动能或电势能的现象。
02工作原理当光子能量足够高时,能够克服电子与原子核之间的束缚,使电子从原子中逸出,形成光电流。
定义氮氧化物生成反应是指含氮化合物与氧气发生氧化还原反应,生成氮氧化物的过程。
主要氮氧化物一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮等是主要的氮氧化物。
超级详细氧化还原反应
目前对于氧化还原反应的研究主要集中在一些常见的反应类型上, 未来需要开发新的氧化还原反应,以适应不同的应用需求。
未来可能的应用领域
能源领域
利用氧化还原反应可以开发新的能源转换和储存技术,例 如燃料电池、太阳能电池等,用于替代传统的能源。
环境领域
利用氧化还原反应可以处理环境污染问题,例如水处理、 空气净化等,以保护环境。
3
氧化还原反应在生态系统中也扮演着重要角色, 如氮循环和硫循环等过程中都涉及到氧化还原反 应。
05
CATALOGUE
氧化还原反应的未来研究
需要进一步研究的问题
反应机理的深入研究
对于氧化还原反应的微观反应过程和机理,还需要进一步深入研究 ,以揭示反应过程中的细节和影响因素。
反应动力学和热力学研究
对于氧化还原反应的动力学和热力学性质,还需要深入研究,以了 解反应条件对反应速率和产物的影响。
04
CATALOGUE
氧化还原反应的应用
在工业上的应用
氧化还原反应在工业上被广泛应用,例如在化学 工业中合成有机物、制备无机盐等。
氧化还原反应在电化学工业中扮演着重要角色, 如电池和电解池中发生的氧化还原反应。
氧化还原反应还被用于纺织工业中,如漂白和染 色等。
在生物学上的应用
01
02
03
氧化还原反应在生物体 内发挥着重要作用,如 细胞呼吸和能量代谢等
发生变化。
氧化是电子转移的过程,其中原 子或分子失去电子并被氧化,而 获得电子的原子或分子则被还原
。
电子转移通常涉及化学键的形成 和断裂,从而改变原子或分子的
化学性质。
氧化还原反应的能量变化
能量变化可以是吸热或放热,这取决于反应的类型和环 境。
氧化还原反应
得到2×e-,化合 价降低,被还原
(2)氢气和氯气反应(电子对偏移):
电子对远离,化合价升高,被氧化
0
0
+1 -1
Cl2:氧化剂
H2 + Cl2 == 2HCl
H2:还原剂
电子对靠近,化合价降低,被还原
归纳一、氧化还原反应
概念: 凡有电子转移(得失或偏移)的化学反应 特征: 化合价发生了变化 ( 判断依据) 本质: 电子转移
(5) Cu + HNO3 --- Cu(NO3)2 + NO2 + H2O (6) MnO2 + HCl --- MnCl2 + Cl2 + H2O
复习
失电子,化合价升高,被氧化
氧化剂+还原剂 ==== 还原产物 + 氧化产物
得电子,化合价降低,被还原
还原剂 具有还原性 失电子
化合价升高
氧化剂
被氧化 具有氧化性
⑷写出上述氧化还原反应方程式,并标出电子转移的方向和数
目:
化合价降低,得2×3e-,被还原
氧化剂___H_N_O__3____ 还原剂___C_u_______ 氧化产物_C__u_(N__O_3_)2__ 还原产物__N_O______ 转移的电子数____6_e_- ______
用双线桥表示下列氧化还原反应
得2e-
+4
-1
△ +2
0
(1)MnO2+4HCl(浓) == MnCl2+Cl2 ↑ +2H2O
复分解
6)HCl NaOH NaCl H2O
7)4HCl(浓)+MnO2 MnCl2 +Cl2 2H2O
8)Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O
氧化还原反应的定义及口诀
氧化还原反应的定义及口诀
一、氧化还原反应的定义
氧化还原反应啊,就是那种在反应过程中有电子转移的反应呢。
这里的电子转移包括电子的得失或者电子对的偏移哦。
比如说,在铜和氧气反应生成氧化铜这个反应里,铜原子失去电子变成铜离子,氧原子得到电子变成氧离子,这就是典型的氧化还原反应啦。
再比如说氢气和氯气反应生成氯化氢,氢原子和氯原子之间是共用电子对的,但是在反应的时候电子对会偏向氯原子,这也属于氧化还原反应呢。
二、氧化还原反应中的一些概念
1. 氧化剂和还原剂
氧化剂就是在反应中得到电子的物质,它能让别的物质氧化,自己却被还原了呢。
就像氧气在很多反应里都是氧化剂,因为它老是爱得电子。
还原剂呢,刚好相反,是在反应中失去电子的物质,它让别的物质还原,自己被氧化了。
像金属单质一般都是还原剂,因为它们很容易失去电子。
2. 氧化产物和还原产物
氧化产物就是还原剂被氧化后得到的产物,还原产物就是氧化剂被还原后得到的产物。
还是拿铜和氧气反应来说,氧化铜就是氧化产物,因为铜被氧化了;这里没有特别明显的还原产物,不过在别的反应里就很容易区分啦。
三、氧化还原反应的口诀
1. “升失氧,降得还,若说剂,正相反”
这个口诀超级好用哦。
“升失氧”就是说化合价升高,失去电子,发生氧化反应;“降得还”就是化合价降低,得到电子,发生还原反应。
“若说剂,正相反”的意思是,如果说氧化剂和还原剂的话,那就是氧化剂发生还原反应,还原剂发生氧化反应啦。
2. “失电子者被氧化,得电子者被还原”
这个口诀简单直白,直接告诉你判断氧化还原反应中物质被氧化还是被还原的关键就是看电子的得失情况呢。
50个氧化还原反应方程式
50个氧化还原反应方程式本文将为您呈现50个氧化还原反应方程式,并对每个反应进行详细解释。
氧化还原反应是化学中最重要的类型之一,在这些反应中,电子的转移导致物质的氧化和还原。
这些反应在生活中随处可见,从燃烧到电池都离不开氧化还原反应的参与。
请阅读以下内容,了解更多关于氧化还原反应的知识。
1. 单质的氧化1.氢气(H2)与氧气(O2)生成水(H2O):2H2+O2→2H2O解释:在这个反应中,氢发生了氧化,由0价变为+1价;而氧发生了还原,由0价变为-2价。
2. 单质的还原2.氯气(Cl2)与钾(K)生成钾氯化合物(KCl):Cl2+2K→2KCl解释:在这个反应中,氯发生了还原,由0价变为-1价;而钾发生了氧化,由0价变为+1价。
3. 非金属元素的氧化3.硫(S)与氧气(O2)生成二氧化硫(SO2):S+O2→SO2解释:在这个反应中,硫发生了氧化,由0价变为+4价;而氧发生了还原,由0价变为-2价。
4. 非金属元素的还原4.氢气(H2)与氟气(F2)生成氢氟酸(HF):H2+F2→2HF解释:在这个反应中,氢发生了还原,由0价变为+1价;而氟发生了氧化,由0价变为-1价。
5. 金属的氧化5.铁(Fe)与氧气(O2)生成铁(III) 氧化物(Fe2O3):4Fe+3O2→2Fe2O3解释:在这个反应中,铁发生了氧化,由0价变为+3价;而氧发生了还原,由0价变为-2价。
6. 金属的还原6.铜(II) 氯酸盐(CuCl2)与锌(Zn)生成铜和锌(II) 氯酸盐(ZnCl2):Zn+CuCl2→ZnCl2+Cu解释:在这个反应中,锌发生了还原,由0价变为+2价;而铜发生了氧化,由+2价变为0价。
7. 氧化物的分解7.二氧化二氮(N2O4)分解成二氧化氮(NO2):N2O4→2NO2解释:在这个反应中,二氧化二氮发生了分解,产物是两个氮原子的含有不同电荷的离子。
8. 氢化物的分解8.氯化铝(AlCl3)与水(H2O)分解成盐酸(HCl)和三氯化铝(AlCl3):AlCl3+H2O→HCl+Al(OH)3解释:在这个反应中,水发生了分解,产生了酸和碱。
氧化还原反应
在初中化学,我们学习了根据反应物与生成物的 种数、类别对化学反应分类有四种基本类型: 化合反应: A+B=AB 分解反应: AB=A+B 置换反应: A+BC=AC+B 复分解反应:AB+CD=AD+CB
指出下列反应的反应类型,
反应类型
·
举例 H2+Cl2 点燃 2HCl
化合 反应
分解 反应 置换 反应
Cr元素得电子,
降低 , K2Cr2O7 是氧化剂;
Cl 元素失电子,化合价 升高 , HCl 是还原剂;
K HCl 被氧化, 2Cr2O被还原。 7
氧化性、还原性与元素化合价的关系
元素处于最高价态-只有氧化性,只能做氧化剂。 元素处于最低价态-只有还原性,只能做还原剂。 元素处于中间价态-既有氧化性又有还原性, 既能做氧化剂又能做还原剂。
是否为氧化还原反应?
0 0 0 +2
1、H2+Cl2
== 2HCl
+2 0
点燃
+1 -1
2、Fe + CuSO4= FeSO4 + Cu
3、CaCO3
高温
CaO+CO2↑
氧化还原反应的特征:化合价的变化。
指出下列反应的反应类型,并判断 是否为氧化还原反应?
反应类型
·
举例 H2+Cl2 == 2HCl CaO+H2O=Ca(OH )2 2KClO3==KCl+3O2↑ 高温 CaCO3 ==CaO+CO2↑
==
CaO+H2O=Ca(OH )2
高温 2KClO3=KCl+3O2 CaCO3=CaO+CO2
氧化还原反应
氧化还原反应氧化还原反应是化学反应中最基本和最重要的一类反应,也称为氧化还原(Redox)反应,是指化学反应过程中原子或离子的电荷发生转移的反应。
氧化还原反应在生活、工业生产和自然界中都有广泛应用。
本文将介绍氧化还原反应的基本概念、类型以及在不同领域的应用。
一、基本概念氧化还原反应是指化学反应中原子或离子失去或获取电子的过程。
在氧化还原反应中,被氧化物质失去电子被称为氧化剂,而得到电子的物质被称为还原剂。
这两个过程必须同时发生,如果没有物质被氧化,就不会有物质被还原。
氧化还原反应可以用化学方程式表示,其中氧化剂和还原剂分别写在反应物和生成物的化学式上。
二、氧化还原反应的类型1. 单纯氧化还原反应:单纯氧化还原反应是指只有一个物质被氧化,只有一个物质被还原的反应。
例如铜和硝酸反应生成铜离子和一氧化氮气体:Cu + 2HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O2. 复合氧化还原反应:复合氧化还原反应是指有多个物质同时被氧化或还原的反应。
例如在电池中,锌被氧化为锌离子而氧化剂是电子供体,同时铜离子被还原为铜金属,是电子受体:Zn(s) + Cu2+(aq) -> Zn2+(aq) + Cu(s)3. 氧化还原反应的氧化性变化:氧化还原反应可以通过氧化性变化进行分类。
氧化性是指物质相对于其趋向于获取电子(还原)还是失去电子(氧化)的能力。
例如,在氯和溴之间的反应中,氯的氧化性高于溴,因此氯将溴氧化为溴离子:2NaBr + Cl2 -> 2NaCl + Br2三、氧化还原反应的应用领域1. 养殖业:氧化还原反应被应用于水产养殖业中的水质处理。
通过调节水中氧化还原电位,可以控制溶解氧和有害物质浓度,提供适宜的生长环境。
2. 电化学:氧化还原反应是电化学过程的基础。
例如,在电池中,化学能被转化为电能,通过氧化还原反应实现能量的转化。
3. 矿冶工业:氧化还原反应在冶金过程中被广泛应用。
氧化还原反应
例如:
5e-
KClO3+6HCl
KCl+3Cl2↑+3H2O
氧化剂
还原剂
分别用双线桥法,单线桥法表示下列反应的 电子转移方向和数目,并指出氧化剂、还原 剂、氧化产物、还原产物。 1)3Cu+8HNO3(稀)==∆=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
失去3 × 2e-
3Cu+8HNO3(稀)
∆
2)当反应物中变价元素的化合价在反应前后 变化不单一时(即同时有升高和降低或有部分 变化部分不变时)通常采用逆向配平法。(当 确定化合价升降的公倍数后,先确定产物氧化 产物和还原产物的系数,再根据质量守恒定律 确定其它物质的系数)多用于歧化反应或部分 氧化还原反应。
S + NaOH === Na2S + Na2SO3 + H2O
b、所有的 复分解反应都不是氧化还原反应; c、有单质参加的 化合 反应和有单质生成
的
反应分都解是氧化还原反应;
3、氧化还原反应相关概念
—氧化反应: 物质所含元素化合价 升高的过程 —还原反应: 物质所含元素化合价 降低的过程
—氧 化 性: 物质具有 —还 原 性: 物质具有
得到电的子性质或能力; 失去电的子性质或能力;
可以判断氧化性Cl2>S
g、其他因素
①浓度:浓度越大,
如氧化性:浓H2SO4>稀H2SO4 浓HNO3>稀HNO3
如还原性:浓HCl >稀HCl
②温度:如热的浓H2SO4比冷的浓H2SO4氧化性强
③酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液的酸性 增强而增强。
A
C
7、下列反应中,氧化剂与还原剂物质的量的关
化学氧化还原反应 (详解)
分析表示方法(补充作业)
■写出符合下列条件的化学方程式,标出电子转移, 指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 1)一种单质还原一种化合物的一种元素:
2e-
H2+CuO=Δ=Cu+H2O
4e-
氧 化 剂:CuO 还 原 剂:H2 氧化产物:H2O 还原产物:Cu 氧 化 剂:O2 还 原 剂:CO 氧化产物:CO2 还原产物:CO2
3O2=2O3这类反应中,无化合价变化,一定不是 氧化还原反应
2、根据方程式回答问题 MnO2+4HCl==MnCl2+2H2O+Cl2 1)上述反应产物MnCl2中,Mn元素显[ ]价。 2)以上反应中的氧化剂为[ ],当有10个MnO2 参加反应时,有[ ]个电子发生转移。
参考答案:(1)+1; (2)MnO2 ;5
0
+2
0
1、下列有关说法中,正确的是[ C ] A、非金属单质在反应中只作氧化剂
2H2+O2=2H2O反应中,H2是还原剂 B、MnO2+4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2的氧化剂是Mn
氧化剂、还原剂指的是物质,被氧化、被还原指的是元 素,故氧化剂是MnO2
C、有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应 反应物是化合物,各元素有一定的价态,产物有单质, 元素呈0价,有化合价改变,是氧化还原反应 D、有单质生成的反应一定是氧化还原反应
四、氧化性、还原性强弱的比较
5、反应条件 [方法]反应条件越苛刻,体现的性质越弱 [注意]被比较物质要与同一物质反应;被比较的性质要是 被比较物质在反应中体现出的性质。 [例题]实验室用二氧化锰和浓盐酸加热反应来制取氯气; 用高锰酸钾跟浓盐酸在室温下也可以制氯气;历史上还曾 用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在 450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。比较以上 三个反应,可以认为氧化剂的氧化能力从强到弱的顺序 为 . 参考答案:KMnO4 > MnO2 > O2
氧化还原反应
氧化还原反应氧化还原反应是一种化学反应类型,也被称为氧化-还原反应。
在氧化还原反应中,原子或者分子失去或者获得电子,因而其氧化态发生改变。
这种反应是化学中非常重要的一种类型,本文将从氧化还原反应的基本概念、特征、类型以及在日常生活中的应用等方面展开阐述。
氧化还原反应是化学反应中最常见的类型之一。
在氧化还原反应中,参与反应的物质发生电子的失去或者获得,导致其氧化态发生变化。
在氧化还原反应中,有两个基本概念:氧化和还原。
氧化是指物质失去电子,同时氧化数增加;还原是指物质获得电子,同时氧化数减少。
因此,在氧化还原反应中,氧化和还原是相互联系、相互制约的过程。
氧化还原反应有着明显的特征,其中最为重要的特征是电子的转移。
在氧化还原反应中,原子或者分子之间发生电子的转移,从而导致氧化数的变化。
另一个重要特征是反应物氧化数的变化。
在氧化还原反应中,反应物从一种氧化态变化为另一种氧化态,反映了反应过程中电子的流动和分配。
根据氧化还原反应的特征,可以将氧化还原反应分为许多类型。
其中,最为常见的类型包括单质氧化反应、还原反应、置换反应以及氧化-还原反应。
在这些类型中,单质氧化反应是指单质和氧气反应生成氧化物;还原反应是指氧化物与还原剂反应生成单质;置换反应是指两种金属离子置换生成两种金属的反应;氧化-还原反应是指物质发生氧化和还原同时进行的反应。
氧化还原反应在我们日常生活中有着广泛的应用。
在工业生产中,氧化还原反应被广泛应用于金属提取、焊接、电镀等领域。
在生活中,氧化还原反应也广泛存在于我们周围,比如食物的烹饪过程中就离不开氧化还原反应。
此外,氧化还原反应还被应用于环境保护、废水处理等方面,发挥着重要的作用。
总的来说,氧化还原反应是一种重要的化学反应类型。
通过本文的阐述,我们了解了氧化还原反应的基本概念、特征、类型以及在日常生活中的应用。
希望能加深对氧化还原反应的理解,进一步探索其在化学领域的应用前景。
氧化还原反应
氧化还原反应氧化-还原反应 (oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是化学反应前后,元素的氧化数有变化的一类反应。
氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移。
氧化还原反应是化学反应中的三大基本反应之一(另外两个为(路易斯)酸碱反应与自由基反应)。
自然界中的燃烧,呼吸作用,光合作用,生产生活中的化学电池,金属冶炼,火箭发射等等都与氧化还原反应息息相关。
研究氧化还原反应,对人类的进步具有极其重要的意义。
反应中,发生氧化反应的物质,称为还原剂,生成氧化产物;发生还原反应的物质,称为氧化剂,生成还原产物。
氧化产物具有氧化性,但弱于氧化剂;还原产物具有还原性,但弱于还原剂。
反应实质:1.发生了电子的转移。
(即在离子化合物中是电子的得失,在共价化合物里是电子的偏移。
在反应物之间电子发生转移的反应,又称为氧化还原反应)。
(1)氧化还原反应不一定是得失氧原子,而是任何降低价态或升高价态的任何元素都可以成为氧化或还原(反应)。
某物质中的任何元素失去电子(即化合价升高)的反应叫氧化反应/有元素化合价降低(得电子)的反应叫还原反应,既得氧又失氧的反应叫氧化还原反应氧化还原反应(原电池中的氧化还原)2.强弱律:反应中满足:氧化性:氧化剂>氧化产物还原性:还原剂>还原产物>氧化产物3.价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
4.不交叉原则:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多只能达到同种价态5.强则优先原则:在同一氧化还原反应中,氧化剂遇多种还原剂时,先和最强还原剂反应6. 归中律:不同价态的同种元素,其较高价态与较低价态均转化为中间价态,不得交错升降。
氧化还原反应中各物质关系还原剂 + 氧化剂 ---> 氧化产物 + 还原产物一般来说,同一反应中还原产物的还原性比还原剂弱,氧化产物的氧化性比氧化剂弱,这就是所谓“强还原剂制弱还原剂,强氧化剂制弱氧化剂”。
氧化还原反应
考点名称:氧化还原反应的定义∙氧化还原反应:有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)反应历程:氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。
根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。
氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
∙氧化还原反应中存在以下一般规律:强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。
守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定:物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。
物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。
从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。
最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。
电子的得失过程:其过程用核外电子排布变化情况可表示为:考点名称:氧化还原反应的本质和特征∙氧化还原反应的本质:电子的转移(得失或偏移)氧化还原反应的特征:化合价升降(某些元素化合价在反应前后发生变化,是氧化还原反应判别的依据)∙氧化还原反应的发展史:1.物质与氧气发生的反应属于氧化反应,含氧化合物中氧被夺去的反应属于还原反应。
氧化还原反应ppt课件
总结词:氧化数是表示元素氧化状态的数值,它可以用来判断元素在氧化还原反应中的状态。
总结词
根据电子转移的情况,氧化还原反应可以分为单向电子转移和偶联电子转移两类。
详细描写
单向电子转移是指在一个反应步骤中,电子从一个原子或分子转移到另一个原子或分子。偶联电子转移是指两个或多个相互关联的反应步骤中产生的电子转移。
氧化还原反应的实验操作
04
实验操作步骤
准备实验器材和试剂,如试管、滴定管、烧杯、试剂瓶等。
依照实验指导书或教材要求,准确称量所需的试剂。
依照实验步骤进行实验操作,并记录实验数据。
清洗实验器具,整理实验台面。
注意事项
注意安全使用化学品,避免直接接触皮肤和眼睛。
注意实验器具的清洁和保养,确保实验结果的准确性。
氧化还原反应的原理
02
电荷守恒是指在化学反应中,正电荷和负电荷的总数相等。
在氧化还原反应中,电子的得失会导致电荷的转移。根据电荷守恒原理,反应前后正负电荷的总数必须相等,从而保证全部体系的电中性。
详细描写
总结词
电子守恒是指在氧化还原反应中,得失电子的总数相等。
总结词
在氧化还原反应中,电子的转移是关键特征。根据电子守恒原理,反应中得到电子的数目和失去电子的数目必须相等,以确保全部反应的平衡和正确性。
03
注意个人防护措施,如佩戴化学防护眼镜、穿着实验服等。
01
实验安全
02
熟悉实验中使用的化学品的性质和危险性,遵循安全操作规程。
熟悉急救措施和消防器材的使用方法,确保在紧急情况下能够迅速应对。
环境保护
妥善处理实验废弃物,依照实验室规定分类存放和处置。
公道使用化学试剂,避免浪费和污染环境。
氧化还原反应
氧化还原反应【基础知识梳理】一、氧化还原反应1.氧化还原反应的定义在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
在氧化还原反应中,反应物所含元素化合价升高的反应称为氧化反应;反应物所含元素化合价降低的反应称为还原反应。
氧化反应和还原反应对立统一于一个氧化还原反应之中。
2.氧化还原反应的实质:元素化合价的变化是电子转移的外观表现,电子转移是氧化还原反应的实质。
3. 氧化还原反应的特征(判断依据)反应中是否发生元素化合价的变化4.氧化还原反应与四种基本类型反应之间的关系化合反应:有单质参加的是氧化还原反应。
分解反应:有单质生成的是氧化还原反应。
置换反应:全部是氧化还原反应。
复分解反应:都是非氧化还原反应。
二、氧化剂和还原剂1.氧化剂和还原剂的相关概念氧化剂: 的反应物;还原剂:的反应物。
三、氧化性、还原性强弱比较(1)根据氧化还原反应方程式强还原剂(A)+强氧化剂(B)=弱氧化产物(a)+弱还原产物(b)则氧化性:B>a,还原性:A>b氧化剂的氧化性越强,则其对应的还原产物的还原性则越弱;还原剂的还原性越强,则其对应的氧化产物的氧化性则越弱。
(2)根据金属活动性顺序表在金属活动性顺序表中,位置越靠前,其还原性就越强,其阳离子的氧化性就越弱。
(3)根据元素周期表同周期元素,随着核电荷数的递增,氧化性逐渐增强,还原性逐渐减弱;同主族元素,随着核电荷数的递增,氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强。
(4)根据反应的难易程度氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越低),则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越。
不同的还原剂(或氧化剂)与同一氧化剂(或还原剂)反应时,条件越易或者氧化剂(或还原剂)被还原(或被氧化)的程度越大,则还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)就越;(5)其它条件一般溶液的酸性越强或温度越高,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越,反之则越弱。
注意:○1物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的 ,与得失电子的 无关。
氧化还原反应
标准氢电极装置图
4.电极电势的确定 电极电势的确定 有了标准氢电极作相对标准,就可以测量其它电极 的电极电势。 例:测 φθ(Zn2+/Zn) 用标准状态下的Zn电极与标准氢电极组成原电池:
(-)ZnZn2+(1.0molL-1)‖H+(1.0molL-1)H2(100kPa) Pt(+)
测原电池的电动势,可确定Zn电极的电势。 用类似的方法可测出其它电对的电极电势,表5-1 列出了一些电对的电极电势,详细的见书后附录十四。
离子电子法配平时很重要的一点是氧原子数的配平, 不同介质条件下,配平氧原子数的规则是:
介质条件 酸性 碱性 中性 多氧的一边 H+ H2O H+ 或 H2O 少氧的一边 H2O OHH2O OH-
在酸性条件下反应式中不应出现OH-;在碱性条 件下反应式中不应出现H子电子法配平: ClO- + CrO2- → Cl- + CrO42- (碱性介质中) 3× 2× ClO- + H2O + 2 e - = Cl- + 2 OHCrO2- + 4 OH- = CrO42- + 2 H2O + 3 e -
5.2.2 离子电子法
配平原则: (1) 得失电子数相等。即在反应中氧化剂得到的电 子数应等于还原剂失去的电子数; (2) 质量平衡。在反应式两边各种元素的原子总数 必须各自相等。 (3) 电荷平衡。反应式两边总的电荷数应相等。
配平 KMnO4 + H2C2O4 → Mn2+ + CO2 (1) 方程式写成离子方程式: MnO4- + C2O42- → Mn2+ + CO2 (2) 写出两个半反应式并配平: MnO4- + 8 H+ + 5 e - = Mn2+ + 4 H2O C2O42- = 2CO2 + 2 e (3) 根据得失电子数相等的原则,两个半反应乘以适 当系数再合并,得到配平的离子反应方程式。 2MnO4- + 5C2O42- + 16 H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8 H2O 离子电子法配平氧化还原反应方程式的特点: 配平时不需要知道元素的氧化值,得失电子数是根 据电荷平衡的原则确定的。
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第5章 氧化还原反应【5-1】指出下列物质中划线原子的氧化数: (1)Cr 2O 72-(2)N 2O(3)NH 3(4)HN 3(5)S 8(6)S 2O 32-解:(1)Cr: +6; (2)N: +1;(3)N: -3; (4)N: -1/3; (5)S: 0; (6)S: +6 【5-2】用氧化数法或离子电子法配平下列方程式: (1)233234As O +HNO +H O H AsO +NO →(2)227224242432K Cr O +H S+H SO K SO +Cr SO +()S+H O → (3)232KOH+Br KBrO +KBr+H O →(4)24242K MnO +H O KMnO +MnO +KOH → (5)332432()Zn+HNO Zn NO +NH NO +H O → (6)2223I +Cl +H O HCl+HIO →(7)-+2+42222MnO +H O +H Mn +O +H O → (8)-2--2-2-43442MnO +SO +OH MnO +SO +H O →解:(1)2332343As O +4HNO +7H O=6H AsO +4NO(2)227224242432K Cr O +3H S+4H SO =K SO +Cr SO +3)S+7H (O (3)2326KOH+3Br =KBrO +5KBr+3H O(4)242423K MnO +2H O=2KMnO +MnO +4KOH (5)3324324Zn+10HNO =4Zn NO ()+NH NO +3H O (6)2223I +5Cl +6H O=10HCl+2HIO(7)-+2+422227MnO +5H O +6H =2Mn +5O +8H O (8)-2--2-2-434422MnO +SO +2OH =2MnO +SO +H O【5-3】写出下列电极反应的离子电子式: (1)Cr 2O 72- → Cr 3+ (酸性介质) (2)I 2 → IO 3-(酸性介质) (3)MnO 2 → Mn(OH)2 (碱性介质) (4)Cl 2 → ClO 3-(碱性介质)解:(1)Cr2O72- + 14H+ + 6e-→ 2Cr3+ + 7H2O(2)I2 + 6H2O →2IO3- +12H+ +10e-(3)MnO2 + 2H2O +2e-→ Mn(OH)2↓ + 2OH-(4)Cl2 + 12OH-→ 2ClO3- + 6H2O + 10e-【5-4】下列物质:KMnO4, K2Cr2O7, CuCl2, FeCl3, I2和Cl2,在酸性介质中它们都能作为氧化剂。
试把这些物质按氧化能力的大小排列,并注明它们的还原产物。
解:在酸性介质中,KMnO4, K2Cr2O7, CuCl2, FeCl3, I2和Cl2,作为氧化剂,其还原产物分别为(离子):Mn2+,Cr3+,Cu,Fe 2+,I -,Cl -,ϕθ值越大,氧化能力越强,依据电极电势表,F2 +2e = 2F-ϕθ= 2.87VMnO4-+8H++5e = Mn2++4H2O ϕθ= 1.51VCl2 +2e = 2Cl-ϕθ= 1.36VCr2O72-+14H++6e = 2Cr3++7H2O ϕθ = 1.33VBr2 +2e = 2Br-ϕθ = 1.065VFe3++e = Fe2+ϕθ = 0.771VI2 +2e = 2I-ϕθ= 0.5345VCu2++2e = Cu ϕθ= 0.337V得氧化能力从大到小依次排列为F2>MnO4->Cl2>Cr2O72->Br2(aq)>Fe3+>I2>Cu2+。
【5-5】下列物质:FeCl2,SnCl2,H2,KI,Li,Mg,Al,在酸性介质中它们都能作为还原剂。
试把这些物质按还原能力的大小排列,并注明它们的氧化产物。
解:ϕθ值越小,还原本领越强。
在酸性介质中,Fe2+,Sn 2+,H2,I -,Li,Mg,Al分别被氧化为Fe3+,Sn4+,H+,I2,Li+,Mg2+,Al3+,依据电极电势,Li = Li++e ϕθ = -3.045VMg= Mg2++2e ϕθ = -2.37VAl = Al3++3e ϕθ = -1.66VH2 =2H++2e ϕθ =0.00VSn2+=Sn4++ 2e ϕθ =0.154V2I-= I2 + 2e ϕθ =0.5345VFe2+=Fe3++e ϕθ = 0.771V得还原能力从大到小依次排列为Li>Mg>Al>H2>Sn2+>I->Fe2+。
【5-6】当溶液中c(H+)增加时,下列氧化剂的氧化能力是增强、减弱还是不变?(1)Cl2(2)Cr2O72-(3)Fe3+(4)MnO4-解:(1)Cl2 +2e = 2Cl-,电极反应中无H+参与,H+浓度增加时,氧化能力不变。
(2)Cr2O72-+14H++6e = 2Cr3++7H2O,H+浓度增加时,氧化能力增强。
(3)Fe3++ e = Fe2+,H+浓度增加时,氧化能力不变。
(4)MnO4-+8H++5e = Mn2++4H2O,H+浓度增加时,氧化能力增强。
【5-7】计算下列电极在298K时的电极电势:(1)Pt │H +(1.0×10-2mol/L),Mn 2+(1.0×10-4mol/L),MnO 4-(0.10mol/L) (2)Ag ,AgCl(s)│Cl -(1.0×10-2mol/L) 提示:电极反应为AgCl(s) + e - = Ag(s) + Cl -(3)Pt ,O 2(10.0kPa)│OH -(1.0×10-2mol/L) 解:(1)MnO 4- + 8H + + 5e - =Mn 2+ + 4H 2O22448θ42MnO/MnMnO /Mn[MnO ][H ]0.0592lg 1.36V 5[Mn ]ϕϕ-+-+-++=+=(2)θAgCl/Ag AgCl/Ag 10.0592lg 0.341V [Cl ]ϕϕ-=+= (3)O 2 + 4e - + 2H 2O = 4OH -222θO θ4O /OH O/OH/0.0592lg 0.505V4[OH ]p p ϕϕ---=+= 【5-8】写出下列原电池的电极反应式和电池反应式,并计算各原电池的电动势(298K ): (1)Fe │Fe 2+(1.0mol/L)║Cl -(1.0mol/L)│Cl 2(100kPa),Pt(2)Pt │Fe 2+(1.0mol/L),Fe 3+(1.0mol/L)║Ce 4+(1.0mol/L),Ce 3+(1.0mol/L)│Pt(3)Pt ,H 2(100kPa)│H +(1.0mol/L)║Cr 2O 72-(1.0mol/L),Cr 3+(1.0mol/L),H +(1.0×10-2mol/L)│Pt (4)Pt │Fe 2+(1.0mol/L),Fe 3+(1.0mol/L)║NO 3-(1.0mol/L),HNO 2(0.020mol/L),H +(1.0×10-2mol/L)│Pt解:(1)Cl 2(g) + Fe = Fe 2+ + 2Cl - Fe 2+ + 2e - = Fe2Fe/Fe0.05920.0440lg1.00.440V 2ϕ+=-+=- Cl 2 + 2e - =2Cl -2Cl/Cl0.0592100/1001.36lg 1.36V 2 1.0ϕ-=+=E = 1.36 - (-0.440) = 1.80 V (2)Ce 4+ + Fe 2+ = Ce 3+ + Fe 3+ Ce 4+ + e - = Ce 3+ 43Ce/Ce 1.01.610.0592lg1.61V 1.0ϕ++=+= Fe 3+ + e - =Fe 2+32Fe /Fe 1.00.7710.0592lg 0.771V 1.0ϕ++=+=E = 1.61 - 0.771 = 0.84 V(3)负极反应: 2H + + 2e = H 2正极反应: Cr 2O 72- + 14H ++ 6e = 2Cr 3+ + 7H 2O 电池反应: Cr 2O 72- + 3H 2 + 8H + = 2Cr 3+ + 7H 2O 电动势:2-3142720.0592(Cr O Cr )(H H )(1.33lg0.010)0.00 1.05V 6E E E +Θ+=-=+-= (4)负极反应:Fe 3+ + e = Fe 2+正极反应:NO 3- + 3H ++ 2e = HNO 2 + H 2O电池反应:NO 3- + 2Fe 2+ + 3H += HNO 2 + 2Fe 3+ + H 2O电动势:32(Fe Fe)0.7710.0592lg0.100.712VE++=+=-320.0592(NO HNO)0.94lg0.010 1.00V2E=-=1.000.7120.29VE=-=【5-9】根据标准电极电势,判断下列各反应能否进行?(1)Zn + Pb2+→ Pt + Zn2+(2)2Fe3++ Cu → Cu2+ + 2Fe2+(3)I2 + 2Fe2+→ 2Fe3++ 2I-(4)Zn + OH-→ Zn(OH)42- + H2解:两强处于左下—右上对角线位置,反应能正向进行。
(2)两强处于左下—右上对角线位置,反应能正向进行。
(3)反应物处于右下—左上位置,反应不能正向进行。
(4)【5-10】应用电极电势表,完成并配平下列方程式:(1)H2O2 + Fe2+ + H+→(2)I- + IO3- + H+→(3)MnO4- + Br- + H+→解:(1)H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O(2)5I- + IO3- + 6H+ = 3I2 + 3H2O(3)2MnO4- + 10Br- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Br2 + 8H2O【5-11】应用电极电势表,判断下列反应中哪些能进行?若能进行,写出反应式。
(1)Cd+HCl (2)Ag+Cu(NO3)2(3)Cu+Hg(NO3)2(4)H2SO3+O2解:(1)Cd +HCl = CdCl2 + H2Eθ=0-(-0.403) = 0.403V >0, 能进行。
(2)2Ag + Cu(NO3)2 = 2AgNO3 + Cu E θ=0.337-0.799 = -0.462V <0, 不能进行。
(3)Cu + Hg(NO3)2 = Cu(NO3)2 + Hg E θ =0.8565-0.337= 0.52V>0, 能进行。