| 词条 | 氧化还原反应 |
| 释义 | § 基本概念 电子转移氧化还原反应是在反应前后，有元素的化合价有变化的化学反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。 § 名称来源 氧化反应最早是指金属或非金属与氧结合形成氧化物的反应，这类反应中另一种元素的化合价总是升高。还原反应最早是指金属从其化合物中被提炼出来的反应，这类反应中金属的化合价总是降低。 § 反应本质 氧化还原反应的本质是电子有转移，电子转移是微观的，宏观表现是化合价（即氧化数）的变化。氧化数升高，即失电子的半反应是氧化反应，发生此反应的物质是还原剂；氧化数降低，得电子的反应是还原反应，发生此反应的物质是氧化剂。还原剂具有还原性，氧化剂具有氧化性。还原剂被氧化剂氧化后生成的物质叫氧化产物，氧化剂被还原剂还原后生成的物质叫还原产物。即： 还原剂 + 氧化剂 ---> 氧化产物 + 还原产物 得失氧关系示意图 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”。 § 五条基本规律 一、守恒律化合价有升必有降，电子有得必有失，对于一个完整的氧化还原反应，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。 从还原剂转移到氧化剂示意图 二、强弱律较强氧化性的氧化剂和较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氧化产物。应用：在适宜的条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，亦可用于比较物质的氧化性或还原性的强弱。 三、先后律一种氧化剂（或还原剂）同时和多种还原剂（或氧化剂）相遇时，总是依还原性（或氧化性）强弱顺序先后去氧化还原剂（或去还原氧化剂）。 四、价态律：元素处于最高价，只有氧化性（如Fe3+）；元素处于最低价，只有还原性（如S2-、I-等）；元素处于中间价态，既有氧化性又还有性，但主要呈现一种性质（如Fe2+以还原性为主）。物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。应用：判断物质的氧化性或还原性。 五、转化律：氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不相邻价态之间若发生反应，元素的化合价只相靠不交叉；同种元素，相邻价态之间不发生氧化还原反应。应用：分析判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。 § 反应实验 实验目的 1. 了解原电池的装置以及浓度对电极电势的影响（Nernst方程式）。 2．熟悉常用氧化剂和还原剂的反应。 3．了解浓度、酸度对氧化还原反应的影响。 实验内容 (一)原电池电动势的测定 实验示意图 负极（氧化反应） Zn－2e = Zn2+ 正极（还原反应） Cu2+ + 2e = Cu 电池反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ （二）比较电极电势的高低 1、2Fe3+ + 2I- = I2 + 2Fe2+ 生成的I2可用淀粉（1%）检验或者用CCl4萃取，CCl4层呈紫红色（I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度） 2、Fe3+ + 2Br-无反应 3、2Fe2+ + Br2 = 2Fe3+ +2Br- Fe3+ + n SCN- = [Fe(NCS)n]3-n 血红色 根据实验结果可知Br2是最强的氧化剂，I-是最强的还原剂, φ(Br2/ Br-) >φ(Fe3+/ Fe2+) > φ(I2/ I-) （三）常见氧化剂和还原剂的反应 1、H2O2的氧化性 H2O2 ＋ 2H+ ＋ 2I- ＝ I2 ＋ 2H2O 2、KMnO4 的氧化性 2MnO4- ＋ 6H+ ＋ H2O2 ＝ 2Mn2+ ＋ 3O2 ＋4H2O 3、H2S的还原性 2Fe3+ ＋ H2S ＝ 2Fe2+ ＋ S ＋ 2H+ （H2S来源于硫代乙酰胺的水解，见P96下） 4、KI的还原性 Cl2 ＋ 2I- ＝ 2Cl- ＋ I2 I2 ＋ 5Cl2 ＋ 6H2O ＝ 2HIO3 ＋ 10HCl (四) 影响氧化还原反应的因素 1、浓度对氧化还原反应的影响 实验示意图 4HNO3(浓) + Zn = Zn(NO3)2 + 2NO2 + H2O 10HNO3+ 4Zn = 4Zn(NO3)2 +NH4 NO3 + 3H2O 气室法检验NH4+ ：NH4+ ＋ OH- ＝ NH3 ＋ H2O 酚酞试纸显红色 注意1：不同浓度的硝酸与Zn作用的反应产物和反应速率有何不同？ 注意2：NH4+ 的检验方法 气室法：用两块干燥、洁净的表面皿（一大一小），在大的一块表面皿中心放3滴6molL-1的NaOH溶液，混合均匀。在小的一块表面皿中心粘附一小条润湿的酚酞试纸，盖在大的表面皿上形成气室。将此气室放在水浴上微热2min，酚酞试纸变红，表示存在NH4+。 Nessler试剂：用Nessler试剂（K2[HgI4]的KOH溶液），现象：从红棕色到深褐色的沉淀。 干扰：如果试液中含有Fe3+、Co2+ 、Ni2+、Cr3+、Ag+、S2-等，会干扰NH4+的鉴定。 清除干扰的方法：可在试液中加碱，使逸出的氨与滴在滤纸条上的Nessler试剂反应，观察现象。 2、介质对氧化还原反应的影响 （1） 介质对氧化还原反应方向的影响 IO3- ＋ 6H+ ＋ 5I- = 3I2 + 3H2O 3I2 + 6OH- = 5I- + IO3- + 3H2O （2）介质对氧化还原反应产物的影响 H2SO4介质紫红色褪去2KMnO4 + 3H2SO4 +5Na2SO3 = 2MnSO4 + K2SO4 +5 Na2SO4+3H2O 示意图 中性水介质 出现棕黑色沉淀2KMnO4 + H2O + 5Na2SO3 = 2MnO2+3Na2SO4+2KOH NaOH 介质绿色 2KMnO4 + 2NaOH + Na2SO3 = 2Na2MnO4 + K2SO4 + H2O 基本操作 1. 原电池的组装与测试（正负极勿连错） 2. NH4+ 的检验方法 注意事项 1、KMnO4 + NaOH + Na2SO3实验时，Na2SO3用量不可过多，否则，多余的Na2SO3会与产物Na2 MnO4 生成MnO2； 2、废液倒入废液桶中； 3、涉及浓硝酸，浓盐酸，溴水、氯水等刺激性操作应在通风橱内操作； 4.安全 § 氧化还原方程式的配平 电子守恒法 1、配平原理 发生氧化还原反应时，还原剂失去电子、氧化剂得到电子。因为整个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂，在这一失一得之间，电子守恒。故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等，结合二者化合价的改变情况，可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来，这样整个氧化还原反应就顺利配平了。 2、方法和步骤 ①标出发生变化的元素的化合价，并确定氧化还原反应的配平方向。 在配平时，需要确定先写方程式那边物质的计量数。有时先写出方程式左边反应物的计量数，有时先写出方程式右边生成物的计量数。一般遵循这样的原则： 自身氧化还原反应→ 先配平生成物的计量数； 部分氧化还原反应 → 先配平生成物的计量数； 一般的氧化还原反应→既可先配平生成物的计量数，也可先配平反应物的计量数。 ②列出化合价升降的变化情况。当升高或降低的元素不止一种时，需要根据不同元素的原子个数比，将化合价变化的数值进行叠加。 ③根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。 ④根据质量守恒配平剩余物质的计量数。最终并根据质量守恒检查配平无误。 待定系数法 1、配平原理 质量守恒定律告诉我们，在发生化学反应时，反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。通过设出未知数（如x、y、z等均大于零）把所有物质的计量数配平，再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式，解方程式（组）。计量数有相同的未知数，可以通过约分约掉。 2、方法和步骤 对于氧化还原反应，先把元素化合价变化较多的物质的计量数用未知数表示出来，再利用质量守恒吧其他物质的计量数也配平出来，最终每一个物质的计量数都配平出来后，根据某些元素的守恒，列方程解答。 与电化学的关系 每一个氧化还原反应都可以做成一个原电池。其中发生氧化反应的一极为阳极，即外电路的负极；还原反应的一极为阴极，即外电路的正极。两个电极之间有电势差(电化学上通常叫电动势)，因此反应可以进行，同时可以用来做功。 |
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