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  什么是氧化剂,什么是还原剂!

  什么是氧化剂,什么是还原剂!

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2020-02-02 21:49
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李妍峰

  看化合物中元素价态高低.

  处于元素最高价态的化合物一般只有氧化性没有还原性,如硫酸中的硫为正六价,硝酸中的氮为正五价,高锰酸钾中的锰是正七价均为相应元素最高价态,三价铁离子处于最高价态,故只有氧化性没有还原性.

  当化合物中的元素处于其最低价态时,一般只有还原性没有氧化性,如氢硫酸中硫为负二价,万能还原剂NaBH4(硼氢化钠)中氢为负一价氯化氢中氯负一价(例如实验室用浓盐酸和二氧化锰制氯气),均为相应元素最低价态,故只有还原性而没有只有氧化性.

  而对于处于元素中间价态的化合物,一般既有还原性也有氧化性,如亚硫酸可以被酸性高锰酸钾氧化,也可以氧化氢硫酸,因为硫的价态为正四,为中间价态;过氧化氢,氧处于中间价态-1,因此既有氧化性又有还原性.

  但并不是元素化合价越高,化合物氧化性越强,反之亦是不一定.如次氯酸氧化性强于高氯酸,其中氯化合价反而较低,但因为结构不稳定,所以表现出强氧化性;再比如同是硫酸稀时硫无氧化性,浓时硫有强氧化性.化合物氧化性还与浓度,pH值,稳定性有关,元素化合价只是一个粗略判断标准.

  学习了氧化---还原反应之后,我们知道,氧化剂、还原剂的强弱是指它们得失电子能力的大小,氧化剂得电子能力极强,说明它的氧化性极强;还原剂推杆电子能力愈强,说明它的还原性愈强,那么,如何判断氧化剂、不原剂的强弱呢?这是一个很棘手的问题,现介绍几种比较氧化剂、还原剂强弱的常见方法.

  一、根据金属活动顺序表来判断

  金属活动表的顺序实际上是在水溶液中还原减弱的顺序.

  二、根据化学反应的条件来判断

  例如:以下三种制Cl2的主法中,氧化剂的氧化性由强至弱顺序?

  2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

  4HCl(浓)+Mn02=MnCl2十Cl2↑十2H2O(△)

  O2+4HCl=2H2O+C12(△,催化剂)

  三个反应的共同特点是将HCl中Cl(-1)氧化到Cl2,只不过反应的条件不同罢了.使用KMnO4在常温下就可以,MnO2则需加热,而O2不仅需加热且在催化剂帮助下方能完成使命.反应的条件愈来愈苛刻,说明KMnO4、MnO2、O2的氧化性也愈来愈弱.故氧化性顺序为:

  KMnO4>MnO2>O2

  又如:H2+F2=2HF(冷暗处)

  H2+Cl2=2HCl(光照)

  H2+Br2=2HBr(500℃)H2+I2=2HI(△,可逆)

  同样生成卤化氢,条件愈来愈苛刻,说明氧化性为

  F2>Cl2>Br2>I2.

  三、根据被氧化元素或被还原元素化合价变化数值来判断

  如:2HBr+H2S04(浓)=Br2+S02+2H2O

  8HI+H2S04(浓)=4I2+H2S+4H2O

  相同反应条件下,HI能把H2SO4还原到H2S,而HBr

  +6-2+6+4

  只能把H2SO4还原到S02.前者S→S;后者S→S,说明还原能力HI>HBr.即:如使用不同种氧化剂(还原剂)氧化(还原)同一种还原剂(氧化剂),被氧化元素(被还原元素)升高

  (降低)的价数越多,则氧化剂的氧化性(还原剂的还原性)就愈强,(相同反应条件下).

  例Fe+SFeS,2Fe+3Cl22FeCl3,3Fe+2O2Fe3O4,

  0+20+2+3+2+3

  铁的价态变化依次为:Fe→Fe;Fe→Fe、Fe;Fe→Fe,可以说明Cl2、O2、S三者的氧化性顺序为:Cl2>O2>S.

  需要指出的是:氧化剂氧化能力的大小只能在还原剂化合价变化上体现出来,氧化剂自身化合价变化数值不能说明它本身的氧化能力大小;还原剂亦如此.

  例如:3Cu+8HN03(稀)=3Cu(N03)2+2N0↑十4H20

  Cu+4HN03(浓)=Cu(N03)2+N02↑+2H20

  +5+2+5+4

  稀HNO3与铜作用化合价由N→N,而浓HNO3则从N→N,不能由此得出稀稀HNO3.的氧化性大于浓HNO3.

  四、根据氧化一还原方程式来判断

  (1)例:S02+2H2S=3S↓+2H2O

  说明SO2的氧化性>H2S的氧化性.

  (2)如:Br2+2KI=2KBr+I2,显而易见,Br2的氧化性大于I-的氧化性,但是,Br2与I2的氧化性如何比较呢?

  Br2易得电子,是强氧化剂,得电子后,生成Br-,这个电子就不易失去,故Br一是弱的还原剂;同理,I-易失电子成I2,生成的I2就不易得电子,故为弱氧化剂.即有:氧化性Br2>I2;还原性I->Br-.类推到一般反应有:

  强氧化剂+强还原剂=弱还原剂+弱氧化剂.

  (A)(B)(A’)(B’)

  氧化性A>B’;还原性B>A’.

  例如:根据下列方程式,比较几种微粒氧化性大小顺序:

  氧化性还原性

  2Fe3++2I-=2Fe2++I2=>Fe3+>I2I->Fe2+

  C12+2Fe2+=2Fe3++2C1一=>C12>Fe3+Fe2+>Cl一

  ∴氧化性为C12>Fe3+>I2;还原性则为I一>Fe2+>Cl一

  可见,根据物质氧化性规律可推断相应物质的还原性规律.

  五、根据溶液的酸碱性来判断

  我们知道,实验室制Cl2是用浓盐酸和MnO2共热,为什么用浓盐酸呢?这是因为MnO2在H+浓度较大的溶液中,氧化能力强,能将Cl-→Cl0,而H+浓度较小时,MnO2氧化能力弱,不可进行这个反应.类似MnO2,含氧酸根如Mn04-、NO3-、Cr2O7-等作氧化剂时,在酸性环境中比它们在中性或碱性环境中氧化能力强.

2020-02-02 21:50:58

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