朱捷，李晓伟，于武江，万海勤，董林*，陈懿
（南京大学化学化工学院，介观化学教育部重点实验室，南京 210093）
E-mail：donglin@https://www.doczj.com/doc/f114752621.html,
摘要：本文采用TPR1-TPO-TPR2对CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2/γ-Al2O3样品的氧化还原可逆性进行了表征。结果表明，对于分别在400 ℃和800 ℃下焙烧的样品，用CeO2改性过的CuO/γ-Al2O3的氧化还原可逆性均明显优于未改性样品，具体表现为改性后样品的TPR1和TPR2峰形相似，还原峰位置偏差不大，TPR1和TPR2的耗氢量也比较接近。此外对氧化还原可逆性和催化活性以及催化剂寿命之间的关系进行了讨论。
关键词： CeO2改性，TPR，可逆性，催化活性
中图分类号：O643.32
1．引言
众所周知，大气污染是环境保护中最为人们所关注的问题之一。实践证明，催化净化是一项行之有效的净化技术。在过去的若干年间, 国内外就如何净化和治理常见有害气体（如汽车尾气及工业废气中的NOx, CO，CHx等）进行了大量的研究工作[1-5]。其中关于催化剂的氧化还原可逆性（即：TPR1-TPO-TPR2）的研究显然是一个重要的课题。这是由于尾气净化中所涉及的化学反应几乎都是氧化还原反应，因此催化剂能否在复杂的氧化还原环境中保持良好的可逆性质十分重要，这是保持催化剂良好活性和寿命的基础。CeO2具有极好的储存氧和释放氧的能力, 作为三效催化剂的储氧组分，CeO2助剂具有多种催化功能, 尤其在控制汽车尾气排放中，其优良的催化性能已显示出十分诱人的前景。本文通过TPR-TPO手段研究了CeO2助剂的加入对CuO/γ-Al2O3催化剂的氧化还原可逆性的影响，并探讨了这种可逆性与催化活性以及催化剂寿命之间的内在联系。
2．实验部分
2.1催化剂的制备
催化剂采用浸渍法制备：先将所需量的Ce(NO3)3溶液浸渍到γ-Al2O3（预先在550 ℃下焙烧4 h，比表面积为245 m2·g-1）上，在80 ℃下搅拌、蒸干溶液，100 ℃烘干12 h，然后在流动空气气氛中（流速25 ml·min-1），以5 ℃·min-1的升温速率升到400 ℃，焙烧4 h，得到CeO2/γ-Al2O3载体。然后将所需量的Cu(NO3)2溶液再浸渍到得到的载体上，经相同条件搅拌、蒸干、烘干之后，以5 ℃·min-1的升温速率升到设定温度（400 ℃或800 ℃），焙烧4 h，得到CuO-CeO2/γ-Al2O3样品。为了便于比较，在相同条件下又制备了相同铜含量的CuO/γ-Al2O3样品。
本课题得到教育部高校博士点基金资助（20030284002） * 通讯联系人
BET 测试在低温氮吸附仪（Flowsorb II 2300）上进行。催化剂中负载物种的化学组成用原子吸收光谱法（AAS ）分析。
TPR1-TPO-TPR2实验在脉冲装置中进行。首先进行TPR1，催化剂先在300 ℃氩气气氛中吹扫2 h ，冷却至室温后，以4 ℃·min -1的升温速率升到450 ℃。在升温过程中，固定量的氢气周期性地脉冲到氩气中，每一次脉冲的氢气进量是0.275 cm 3。剩余的H 2量采用热导检测器（TCD ）检测。TPO 所用的装置与操作步骤与TPR1相同，只是吹扫气换成氦气，催化剂在450 ℃氦气气氛中吹扫2 h ，而反应气为氦气与氧气的混合气体。TPR2所用的装置与操作步骤与TPR1相同，只是吹扫温度为450 ℃。
3．结果与讨论
样品中各负载组分的含量的AAS 分析结果列于表1。根据嵌入模型[6-7]，CuO 和CeO 2都处于分散状态。
表1 样品中各负载组分的含量
Samples Percentage wt%
Loading
amount(mmol/100m 2)
CuO/γ-Al 2O 3(400 ℃) CuO/γ-Al 2O 3(800 ℃) CuO-CeO 2/γ-Al 2O 3(400 ℃) CuO-CeO 2/γ-Al 2O 3(800 ℃)
Cu:8.83 Cu:8.83
Cu:7.34，Ce:2.33 Cu:7.34，Ce:2.33
0.60 0.60
Cu:0.54，Ce:0.08 Cu:0.54，Ce:0.08
图1和图2分别是400 ℃和800 ℃焙烧的样品的TPR1和TPR2结果。由图1可以看出，在400 ℃焙烧的样品中，用CeO 2改性过的γ-Al 2O 3再负载CuO ，其氧化还原的可逆性明显增强。具体表现为：在CuO/γ-Al 2O 3中，TPR1和TPR2相比，还原峰由274 ℃移动到了288 ℃，相差14 ℃，而在CeO 2改性过的样品中，最强还原峰的温度只移动了6 ℃（从249 ℃移动到了255 ℃），并且从TPR1和TPR2的还原峰形状的吻合程度上看，CeO 2改性过的样品也要明显优于未改性的样品。但是根据还原峰面积计算出来的实际耗氢量（见表2），改性样品前后两次的差别（TPR1：103%，TPR2：95.4%）比未改性的（TPR1：96.4%，TPR2：96.1%）要大，而且改性样品TPR1中的耗氢量超过了100%的理论值。这可能是因为在改性的样品中，CuO 的还原产生的金属铜小颗粒促进了γ-Al 2O 3表面的CeO 2的还原，消耗了一部分H 2。
另外，CuO/γ-Al 2O 3的还原温度约为275 ℃，而CuO-CeO 2/γ-Al 2O 3的还原温度降到250 ℃左右，与CuO/CeO 2的TPR 还原温度相接近。可能在400 ℃焙烧的情况下，CuO 和CeO 2结合更紧密，有部分CuO 分散在CeO 2的表面，导致了还原温度的降低。CuO-CeO 2/γ-Al 2O 3在330 ℃左右有一个较弱的还原峰，结合上面的分析，330 ℃左右的还原峰可能对应于分散态CeO 2的还原。
图1 400℃焙烧的CuO/γ-Al 2O 3和CuO-CeO 2/γ-Al 2O 3样品的TPR1和TPR2谱图
图2 800 ℃焙烧的CuO/γ-Al 2O 3和CuO-CeO 2/γ-Al 2O 3样品的TPR1和TPR2谱图
表2 各样品中CuO 的含量及H 2的消耗量
TPR 1的H 2消耗 TPR2的H 2消耗 样品
催化剂 质量(mg)
CuO 含量 mmol*10-2
mmol*10-2
还原率
mmol*10-2
还原率
CuO/γ-Al 2O 3(400 ℃) CuO-CeO 2/γ-Al 2O 3(400 ℃)
CuO/γ-Al 2O 3(800 ℃) CuO-CeO 2/γ-Al 2O 3(800 ℃)
46.59 47.88 33.97 38.94
6.43 5.49 4.68 4.47
6.20 5.67 3.88 3.97
96.4% 103.3% 82.9% 88.8%
6.18 5.24 4.25 4.01
96.1% 95.4% 90.8% 89.7%
由图2可以看出，在800 ℃焙烧的样品中，未用CeO 2改性的样品其氧化还原的可逆性有明显下降。CuO/γ-Al 2O 3样品TPR1和TPR2还原峰温度相差22 ℃（从267 ℃移动到245 ℃），且定量TPR 的结果表明，前后两次的耗氢量有较大差别（TPR1：82.9%，TPR2：90.8%）。而同样温度下焙烧的CeO 2改性的样品，其氧化还原的可逆性下降程度不大，表现为TPR1和TPR2的还原峰温度相差只有11度（从284 ℃移动到了273 ℃），且前后两次的耗氢量变化不大（TPR1：88.8%，TPR2：89.7%）。800 ℃的焙烧条件下，改性样品的氧化还原可逆性明显强于未改性样品。
在800 ℃焙烧条件下，两个样品TPR 的耗氢量相比400 ℃焙烧条件下都有明显下降。根据文献报道[8]，在较低的焙烧温度下，CuO 趋向于分散在γ-Al 2O 3表面的八面体空位上，
值得注意的是，对于800 ℃焙烧的样品，在经过了一次TPR-TPO循环之后，TPR2的结果表明再次还原的峰温度都向低温移动，且耗氢量都有提高，结果表明CuO的还原变得更容易了。而对于400 ℃焙烧的样品，在经过了一次TPR-TPO循环之后，CuO的还原峰向高温移动且耗氢量都有减少，说明CuO的还原变得更困难。我们推测，对于400 ℃焙烧的样品，经过一次TPR还原后，表面分散的CuO被还原成金属铜，可能产生了一定的聚集，致使经过TPO再次氧化时，产生的CuO分散状态不如新鲜样品，从而使得还原峰温度向高温移动。而对于800 ℃焙烧的样品，氧化铜的分散性更好，经过一次TPR还原之后，四面体空位上的氧化铜脱离了原来位置，再经过TPO氧化之后，生成的CuO重新回到了低温下更稳定的八面体空位，从而使其更易于还原。
由上述分析可知，经过CeO2改性后的样品其氧化还原可逆性都有提高。根据我们以前的实验，用CeO2对CuO/γ-Al2O3进行改性得到的样品其催化活性明显高于未改性的样品[9]。因此，催化剂的氧化还原可逆性与催化活性之间可能存在着内在的联系：可逆性越好，催化活性越高。CuO是催化剂表面的活性组分，在催化反应的过程中，CuO通过释放氧原子，再重新氧化的过程来降低反应的活化能，从而达到催化反应的目的。这个过程类似于TPR-TPO循环。由此可见，氧化还原可逆性决定了催化剂的活性以及失活快慢(寿命)。CeO2改性后的样品氧化还原可逆性提高，可能和CeO2具有较好的储氧能力有关。
4．结论
本文制备了不同焙烧温度下的CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2/γ-Al2O3样品，并进行了TPR1-TPO-TPR2表征，结果表明，用CeO2改性过的样品其氧化还原的可逆性明显增强，对应的其催化活性也明显高于未改性的样品。氧化还原可逆性和催化活性之间存在着正相关的关系，可以作为评价和筛选催化剂的一个重要标准。
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Effect of CeO2 Modification on the Redox Reversibility of
CuO/γ-Al2O3
Jie Zhu, Xiaowei Li, Wujiang Yu, Haiqin Wan, Lin Dong*, Yi Chen Key Laboratory of Mesoscopic Chemistry of MOE, School of Chemistry and Chemical
Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, P R China
Abstract
TPR1-TPO-TPR2 was used to characterize the redox reversibility of CuO/γ-Al2O3 and CuO-CeO2/γ-Al2O3 samples. The result indicates that, as calcined at 400 o C and 800 o C, the CeO2 modified samples have better redox reversibility than CuO/γ-Al2O3, for the modified samples have more similar peak shapes, reduction temperatures and H2 consumptions in TPR1 and TPR2. Relationship between redox reversibility and catalytic properties (activity and longevity) is discussed. Keywords:CeO2 modified, TPR, reversibility, catalytic activity
第二章第3节氧化还原反应（第3课时教案） 一、教学目标： 1、掌握物质氧化性和还原性强弱的判断; 2、理解氧化还原反应的规律。 二、教学重点难点： 教学重点：物质氧化性和还原性强弱的判断。 教学难点：氧化还原反应的规律。 三、教学过程： 【新课导入】 氧化性→得电子性，得到电子越容易→氧化性越强 还原性→失电子性，失去电子越容易→还原性越强 由此，金属原子因其最外层电子数较少，通常都容易失去电子，表现出还原性，所以， 一般来说，金属性也就是还原性；非金属原子因其最外层电子数较多，通常都容易得到电子，表现出氧化性，所以，一般来说，非金属性也就是氧化性。 【整理归纳】一、物质氧化性和还原性强弱的判断 1、根据氧化还原方程式进行判断 对于反应： 氧化性：氧化剂>氧化产物； 还原性：还原剂>还原产物。 例如：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，则有： 氧化性：CuSO4>FeSO4；还原性：Fe>Cu 2、根据物质活动性顺序进行判断 (1)根据金属活动性顺序判断
(2)根据非金属活动性顺序判断 3、根据产物的价态判断 一种氧化剂将还原剂氧化的价态越高，其氧化性越强。 如：2Fe ＋Cl 2=====点燃2FeCl 3 Fe ＋I 2=====△ FeI 2 氧化性：Cl 2>I 2 4．依据反应条件来判断 与同一种还原剂(氧化剂)发生反应，其反应越困难(即要求条件越高)，其氧化性(还原性)越弱。 如：2KMnO 4＋16HCl(浓)=2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl 2↑＋8H 2O MnO 2＋4HCl(浓)=====△ MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 【小结】 （1）氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，而与得、失电子数目的多少无关。 （2）元素的化合价处于最高价态时，具有氧化性，但不一定具有强氧化性，如Na ＋ 。处于最低价态时具有还原性，但不一定有强还原性，如F －。 【例题分析】1.根据下面两个化学方程式判断Fe 2＋、Cu 2＋、Fe 3＋氧化性由强到弱的顺序是( ) ①2FeCl 3＋Cu=2FeCl 2＋CuCl 2， ②CuCl 2＋Fe=FeCl 2＋Cu A ．Fe 3＋>Fe 2＋>Cu 2＋ B ．Fe 2＋>Cu 2＋>Fe 3＋ C ．Cu 2＋>Fe 3＋>Fe 2＋ D ．Fe 3＋>Cu 2＋>Fe 2＋ 【解析】由反应①可得出氧化性：Fe 3＋>Cu 2＋；由反应②可得出氧化性：Cu 2＋>Fe 2＋；故综合可知：Fe 3＋>Cu2＋>Fe 2＋ ，选D 。 【整理归纳】二、氧化还原反应的规律
淡黄色：S、Na2O2、TNT、PCl5、AgBr、浓HNO3（混有NO2）、浓HCl（混有Fe3+）、硝基苯（溶有NO2）灰黄色：Mg3N2 棕黄色：FeCL3溶液、碘水（深黄--褐） 棕色：固体FeCl3、固体CuCl2、NO2（红棕）、Fe2O3（红棕） 常见微溶物： Ag2SO4、CaSO4、Ca(OH)2、MgCO3 Ag+ 与Cl－、Br－、I－、SO42－ Ca2+ 与CO32－、SO32－ Ba2+ 与CO32－、SO32－、SO42－ H+存在，其中不能大量含有OH－、弱酸根离子（如CO32－、SO32－、S2－、F－、ClO－、CH3COO－、C6H5O－、PO43－、AlO2－、SiO32－等）以及弱酸的酸式根离子（如HCO3－、HSO3－、HS－、HPO42－、H2PO4－等） OH－存在，其中不能大量含有H+、弱碱的阳离子（如NH4+、Mg2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+ 等）以及弱酸的酸式根离子。 Fe3+与S2－、SO32－、HSO3－、I－、HS-、CO32－、HCO3－、AlO2－ SO32－(H+)与S2－ MnO4－(H+)、Cr2O72-、ClO-与Cl－、I－、S2－、Fe2+、HS－、SO32－、HSO3－ NO3－(H+)与Fe2+、S2－、HS－、SO32－、HSO3－、Br－、I－ Al3+与CO32－、HCO3－、S2－、HS－、AlO2－ NH4+与AlO2－ 还原；K、Ca、Na、Mg、Al，Zn、Fe、Sn、Pb、（H），Cu、Fe3+、Hg、Ag、Pt、Au 氧化: F2>O2>Cl2>Br2>Fe3+>I2>SO2>S 还原: Fe-
氧化性，还原性强弱的判断方法 （一）根据氧化还原反应的方向判断 氧化剂（氧化性）+还原剂（还原性）===还原产物+氧化产物 氧化剂--得电子--化合价降低--被还原--发生还原反应--还原产物 还原剂--失电子--化合价升高--被氧化--发生氧化反应--氧化产物 氧化性：氧化剂>氧化产物还原性：还原剂>还原产物 氧化性：氧化剂>还原剂还原性：还原剂>氧化剂 （二）根据元素活动性顺序比较 （1）金属活动顺序：K>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Cr>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au 从左到右，金属还原性逐渐减弱，对应阳离子氧化性逐渐增强 （2）非金属活动性顺序（常见元素）：F---Cl---Br---I---S 从左到右，原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性增强 氧化性：F2>Cl2>Br2>Fe3+>I2>SO2>S 还原性：S2->SO32->I->Fe2+>Br->Cl->OH->含氧酸根>F- （三）根据反应条件判断，当不同氧化剂分别于同一还原剂反应时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的难易来判断。反应越容易，该氧化剂氧化性就强。 （四）根据氧化产物的价态高低来判断 当含有变价元素的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态的高低来判断氧化剂氧化性强弱。 （五）根据元素周期表判断 （1）同主族元素（从上到下） 非金属原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性逐渐增强。 金属原子还原性逐渐增强，对应阳离子氧化性逐渐减弱 （2）同周期主族元素（从左到右） 单质还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强 阳离子氧化性逐渐增强，阴离子还原性逐渐减弱。 （六）根据元素最高价氧化物的水化物酸碱性强弱比较 酸性越强，对应元素氧化性越强 碱性越强，对应元素还原性越强 （七）根据原电池的电极反应判断 两种不同的金属构成的原电池的两极。负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极。 其还原性：负极金属>正极金属；电解池则相反 （八）根据物质的浓度大小判断 具有氧化性（或还原性）的物质浓度越大，其氧化性（或还原性）越强，反之则越弱。 （九）根据元素化合价价态高低判断
高中化学常见物质氧化性、还原性大小顺序归纳总结 1.强弱规律 ⑴氧化性、还原性的判断 ①氧化性是指得电子的能力，还原性是指失电子的能力。 ②氧化性、还原性的强弱取决于得失电子的难易程度，与得失电子的多少无关。 ③从元素的价态考虑：最高价态只有氧化性；最低价态只有还原性；中间价态既有氧化性 又有还原性。 (2).判断氧化性、还原性强弱常用的方法 ①根据金属的活泼性判断 a.金属的金属性越强，单质的还原性越强，其对应的离子的氧化性越弱。 b.单质的还原性：按金属活动性顺序依次减弱。 c.离子的氧化性：按金属活动性顺序依次增强（铁为Fe2+）。如：Ag+＞Hg2+＞Fe3+ ＞Cu2+＞H+＞Fe2+。 ②根据非金属的活泼性判断 非金属性越强，单质的氧化性越强，其对应离子的还原性越弱。如：氧化性F2＞Cl2＞Br2＞I2＞S； 还原性S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞F—。 ③根据氧化还原反应进行的方向以及反应条件或剧烈程度来判断 a.氧化性：氧化剂＞氧化产物。 b.还原性：还原剂＞还原产物。 c.不同氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂）反应时，反应条件越易，氧化性（还原 性）越强。 如：根据浓盐酸分别与KMnO4、MnO2、O2反应的条件分别为常温、加热、催化剂并加热，由反应条件可以判断氧化剂的氧化性顺序为KMnO4 ＞MnO2 ＞O2。 d.不同氧化剂（还原剂）与同一还原剂（氧化剂）反应时，反应现象越剧烈，氧化性（还 原性）越强。 如：钠和钾分别与水反应时，钾更剧烈，所以还原性：K ＞Na ④根据原电池或电解池的电极反应判断 a.两种不同的金属构成原电池的两极，负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的 极，其还原性：负极＞正极。 b.用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴 离子的还原性较强。 ⑤某些物质的氧化性或还原性与外界条件有关 a.温度：如浓硫酸具有强的氧化性，热的浓硫酸比冷的浓硫酸的氧化性更强。 b.浓度：如硝酸的浓度越高，氧化性越强。 c.酸碱性：如KMnO4的氧化性随酸性的增强而增强。 2.相等规律： 在任何氧化还原反应中，氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数相等。此规律应用于解氧化还原反应的计算题、氧化还原反应方程式的配平。
化学氧化性与还原性 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
第2课时氧化剂和还原剂 一氧化还原反应的表示方法 氧化还原反应中伴有电子转移(得失或偏移)，试分析下述各氧化还原反应中电子转移情况如何 (1)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 答案(1) (2) [归纳总结] 氧化还原反应的表示方法 (1)双线桥法：表示的是反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的结果。双线桥法分析氧化还原反应的步骤： ①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价； ②在反应物到生成物之间画一个线桥，箭头出发和指向的是有化合价变化的同一种元素； ③分析化合价的变化，找出反应中得失电子的总数(有价态变化的元素的一个原子转移的电子数×发生价态变化的原子个数)； ④将转移的电子数标在线桥上，并注明得失。如： (2)单线桥法：表示的是反应前后不同元素原子的电子转移情况。单线桥法分析氧化还原反应的步骤： ①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价； ②用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来，箭尾指向失电子的元素，箭头指向得电子的元素。注意：线桥只在反应物中，不跨越“===”与生成物相连。 ③在线桥上注明电子转移的数目。注意：只写数目，不标得失。 如： 二氧化剂和还原剂 1．有关概念 (1)氧化剂是得到电子(或电子对偏向)的物质；还原剂是失去电子(或电子对偏离)的物质。 (2)氧化反应是元素化合价升高的反应；还原反应是元素化合价降低的反应。
(3)氧化性是氧化剂得到电子的能力或性质；还原性是还原剂失去电子的能力或性质。 (4)氧化产物是还原剂被氧化后所对应的产物；还原产物是氧化剂被还原后所对应的产物。 （5）氧化剂++氧化产物 对应生成物 氧化性：氧化剂大于氧化产物氧化剂大于还原剂 还原性：还原剂大于还原产物还原剂大于氧化剂 例：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O 氧化性；KMnO4大于Cl2 还原性；HCl大于MnCl2 2．概念之间的关系 氧化还原反应中，氧化剂得到电子，所含元素的化合价降低，氧化剂发生还原反应，对应产物为还原产物；还原剂失去电子，所含元素的化合价升高，还原剂发生氧化反应，对应产物为氧化产物。3．中学阶段常用作氧化剂的物质有O2、Cl2、浓硫酸、硝酸、高锰酸钾、H2O2、FeCl3等。常用作还原剂的物质有活泼的金属单质如Al、Fe、Zn、Na等，以及C、H2、CO等。 15．已知R x O＋MnO＋H＋―→RO2＋Mn2＋＋H2O变化过程中，参加反应，共转移电子。 (1)反应的氧化产物为________。 (2)x＝________。 (3)参加反应的氢离子的物质的量为________。 答案(1)RO2(2)2(3) 解析(1)反应时转移了电子，即1molR x O反应时转移了2mol电子。 因为Mn元素化合价降低，所以R化合价升高。 (2)R x O～x O2～2e－ 设R x O42-中R的化合价为a ax-8=-2x(4-a)=2联立解得：x=2所以只有x＝2时成立。 (3)根据得失电子守恒：n(R x O)×2＝n(MnO)×5 n(R x O)∶n(MnO)＝5∶2， 又根据元素守恒(或电荷守恒)推出各物质的化学计量数，从而配平方程式： 5R2O＋2MnO＋16H＋===10RO2＋2Mn2＋＋8H2O，
常见物质的氧化性还原性强弱顺序 一、顺序的由来及依据 学过氧化还原反应的强弱律之后，我们可以根据下列反应 ①2FeCl2+Cl2＝2FeCl3②2FeCl3+2HI＝I2+2FeCl2+2HCl ③I2+K2S＝S+2KI 判断氧化剂的氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Fe3+＞I2＞S 同样可以得出还原性由弱到强的顺序为Cl－ ＋H2SO4可得，还原性I- 2.推测能否反应及产物 如①Fe3＋与I－可反应但不能与Cl－,Br－反应； ②浓H2SO4能干燥HCl但不能干燥HBr、HI、H2S; ③Fe与Cl2,Br2能生成FeCl3,FeBr3但与I2,S只能生成FeI2,FeS; ④能把Fe氧化成Fe3＋的有Cl2,HNO3,浓H2SO4,Br2但I2,S都只能把Fe 氧化成＋2价。 ⑤HNO3能氧化HBr,HI,H2S但不能氧化HCl 3.推测反应顺序 ①如少量Cl2通入到FeBr2,FeI2中的离子方程式就不同； ②把Fe投入到Fe2(SO4)3＋H2SO4＋CuSO4混合液中时相继发生的反应顺序。 4.判断氧化还原产物及书写氧化还原方程式 如书写KMnO4与SO2的方程式，应生成Mn2＋＋SO42－然后结合元素守恒判断出其它产物。 5.需要说明的问题： 第2课时 氧化剂和还原剂 一 氧化还原反应的表示方法 氧化还原反应中伴有电子转移(得失或偏移)，试分析下述各氧化还原反应中电子转移情况如何？ (1)Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑ (2)Fe 2O 3＋3CO=====△ 2Fe ＋3CO 2 答案 (1) (2) [归纳总结] 氧化还原反应的表示方法 (1)双线桥法：表示的是反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的结果。双线桥法分析氧化还原反应的步骤： ①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价； ②在反应物到生成物之间画一个线桥，箭头出发和指向的是有化合价变化的同一种元素； ③分析化合价的变化，找出反应中得失电子的总数(有价态变化的元素的一个原子转移的电子数×发生价态变化的原子个数)； ④将转移的电子数标在线桥上，并注明得失。如： (2)单线桥法：表示的是反应前后不同元素原子的电子转移情况。单线桥法分析氧化还原反应的步骤： ①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价； ②用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来，箭尾指向失电子的元素，箭头指向得电子的元素。注意：线桥只在反应物中，不跨越“===”与生成物相连。 ③在线桥上注明电子转移的数目。注意：只写数目，不标得失。 如： 二氧化剂和还原剂 1．有关概念 (1)氧化剂是得到电子(或电子对偏向)的物质；还原剂是失去电子(或电子对偏离)的物质。 (2)氧化反应是元素化合价升高的反应；还原反应是元素化合价降低的反应。 (3)氧化性是氧化剂得到电子的能力或性质；还原性是还原剂失去电子的能力或性质。 (4)氧化产物是还原剂被氧化后所对应的产物；还原产物是氧化剂被还原后所对应的产物。 （5）氧化剂++氧化产物 氧化性：氧化剂大于氧化产物氧化剂大于还原剂 还原性：还原剂大于还原产物还原剂大于氧化剂 例：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2 +8H2O 氧化性；KMnO4大于Cl2 还原性；HCl大于MnCl2 2．概念之间的关系 氧化还原反应中，氧化剂得到电子，所含元素的化合价降低，氧化剂发生还原反应，对应产物为还原产物；还原剂失去电子，所含元素的化合价升高，还原剂发生氧化反应，对应产物为氧化产物。3．中学阶段常用作氧化剂的物质有O2、Cl2、浓硫酸、硝酸、高锰酸钾、H2O2、FeCl3等。常用作还原剂的物质有活泼的金属单质如Al、Fe、Zn、Na等，以及C、H2、CO等。 氧化还原反应（氧化性还原性强弱比较） A．基础训练 1.在3Cl2 +8NH3 =6NH4Cl +N2反应中，还原性最强的物质是( ) A、Cl2 B、NH3 C、NH4Cl D、N2 2.在反应KI +5KIO3 +3H2S =3I2 +3K2SO4 +3H2O 中，被氧化的碘元素和被还原的碘元素的质量比是 A、1：5 B、5：1 C、6：1 D、1：6 3.下列变化中，需加入氧化剂才能进行的是( ) A、Br－→Br2 B、Cr2O72－→Cr3＋ C、S2－→HS－ D、NO3－→NO 4.已知：2BrO3－+Cl2=Br2 +2ClO3－；5Cl2 +I2 +6H2O =2HIO3 +10HCl；ClO3－+5Cl－+6H+ =3Cl2+3H2O判断下列物质氧化能力强弱顺序为( ) A、ClO3－＞BrO3－＞IO3－＞Cl2 B、BrO3－＞Cl2＞ClO3－＞IO3－ C、BrO3－＞ClO3－＞Cl2＞IO3－ D、Cl2＞BrO3－＞ClO3－＞IO3－ 5.已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力为W2＞Z2＞X2＞Y2，下列氧化还原反应能发生的是 A、2NaW + Z2= 2NaZ + W2 B、2NaX + Z2 = 2NaZ + X2 C、2NaY + W2 = 2NaW + Y2 D、2NaZ + X2= 2NaX + Z2 6.用KClO3制氧气和用KMnO4制氧气，若制得相同质量的氧气，上述反应中转移的电子数之比为( ) A、1：1 B、1：2 C、2：1 D、2：3 7.在xR2＋+y H＋+O2 =m R3＋+n H2O 的离子反应中，m 的值为( ) A、2x B、4 C、y/2 D、2n 8.元素从化合物中被置换成单质时，该元素( ) A、一定被氧化 B、一定被还原 C、可能被氧化，也可能被还原 D、既不被氧化，也不被还原 B．提高训练9.下列反应需要加入氧化剂才能实现的( ) A、SO3→SO42－ B、HCl →Cl2 C、HCO3－→CO2↑ D、Cl2→C l O－ 10.根据硫元素的化合价判断，下列既有氧化性、又有还原性的物质是( ) A、SO2 B、H2S C、H2SO4 D、SO3 11.在3S+6KOH =2K2S +K2SO3 +3H2O 的反应中，被氧化的硫与被还原的硫的质量比( ) A、1∶3 B、3∶4 C、2∶1 D、1∶2 12.已知在某温度时发生如下3个反应：①C+CO2 =2CO；②C+H2O =CO +H2； ③CO +H2O =CO2 +H2，由此可判断在该温度下，C、CO、H2的还原性强弱顺序是( ) A、CO ＞C＞H2 B、CO＞H2＞C C、C＞H2＞CO D、C＞CO＞H2 13.下列反应中，水作氧化剂，且该反应属于置换反应的是( ) A、2Na + 2H2O = 2NaOH +H2↑ B、2F2 +2H2O = 4HF + O2 C、H2O+Cl2 =HCl =HClO D、2H2O2H2↑ +O2↑ 14.由相同条件下的三个反应：2A +B2 =2B +A2；2C +A2 =2A +C2；2B +D2 =2D +B2；可判断( ) A、氧化性：A2＞B2＞C2＞D2 B、还原性：C－＞A－＞B－＞D－ C、2A－+D2 =2D－+A2可进行 D、2C－+B2 =2B－+C2不能进行 15.对于反应14CuSO4 +5FeS2 +12H2O =7Cu2S +5FeSO4 +12H2SO4来说，下列结论正确的是( ) A、FeS2既是氧化剂，又是还原剂 B、只有CuSO4作氧化剂 C、被氧化的硫和被还原的硫质量比是3：7 D、被氧化的硫和被还原的硫质量比是1：1 16.现有下列三个反应：①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2②2FeCl2+CL2=2FeCl3 ③2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2 +8H2O 若FeCl2溶液中含有I－杂质，氧化除去I－杂质可加入试剂( ) A、Cl2 B、盐酸 C、KMnO4 D、FeCl3 怎么判断氧化性强弱 ? 1.根据化学方程式判断。2.根据元素周期表判断。3. 根据元素酸碱性强弱比较。4.根据原电池的电极反应判断，两种不同的金属构成的原电池的两极。负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极。其还原性：负极金属>正极金属。 ? 1.根据化学方程式判断（1）氧化剂（氧化性）+还原剂（还原性）。还原产物+氧化产物。氧化剂----还原产物。得电子，化合价降低，被还原，发生还原反应。还原剂---氧化产物。失电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应。氧化性：氧化剂>氧化产物。还原性：还原剂>还原产物。（2）可根据同一个反应中的氧化剂，还原剂判断。氧化性：氧化剂>还原剂。还原性：还原剂>氧化剂。 ? 2.根据元素周期表判断（1）同主族元素（从上到下）。非金属原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性逐渐增强。金属原子还原性逐渐增强，对应阳离子氧化性逐渐减弱。（2）同周期主族元素（从左到右）。单质还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强。阳离子氧化性逐渐增强，阴离子还原性逐渐减弱。 ? 3.根据元素酸碱性强弱比较根据元素最高价氧化物的水化物酸碱性强弱比较。酸性越强，对应元素氧化性越强。碱性越强，对应元素还原性越强。 ? 4.根据原电池的电极反应判断 ?两种不同的金属构成的原电池的两极。负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极。其还原性：负极金属>正极金属。 氧化性、还原性强弱的比较 ?氧化性： ?是指物质得电子的能力。处于高价态的物质一般具有氧化性。 ?还原性： ?是指物质失电子的能力，一般低价态的物质具有还原性。 ?氧化性，还原性强弱的比较方法： ?(1)根据氧化还原反应方程式判断 ?氧化性：氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性 ?还原性：还原剂的还原性>还原产物的还原性 ?(2)根据金属（非金属）活动性顺序判断 ?①金属活动性顺序 ? ?②非金属活动性顺序 ? ?(3)根据与同一物质反应的难易（条件）判断： ?当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件高低来进行判断。 ?例： ? ? ? 氧化性还原性强弱的判 断方法 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 氧化性，还原性强弱的判断方法 （一）根据氧化还原反应的方向判断? 氧化剂（氧化性）+还原剂（还原性）===还原产物+氧化产物? 氧化剂--得电子--化合价降低--被还原--发生还原反应--还原产物? 还原剂--失电子--化合价升高--被氧化--发生氧化反应--氧化产物? 氧化性：氧化剂>氧化产物? 还原性：还原剂>还原产物? 氧化性：氧化剂>还原剂还原性：还原剂>氧化剂 （二）根据元素活动性顺序比较? （1）金属活动顺序： K>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Cr>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au? 从左到右，金属还原性逐渐减弱，对应阳离子氧化性逐渐增强 （2）非金属活动性顺序（常见元素）?：F---Cl---Br---I---S? 从左到右，原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性增强? 氧化性：F 2>Cl 2 >Br 2 >Fe3+>I 2 >SO 2 >S 还原性：S2->SO 3 2->I->Fe2+>Br->Cl->OH->含氧 酸根>F- （三）根据反应条件判断，当不同氧化剂分别于同一还原剂反应时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的难易来判断。反应越容易，该氧化剂氧化性就强。? （四）根据氧化产物的价态高低来判断? 当含有变价元素的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态的高低来判断氧化剂氧化性强弱。 （五）根据元素周期表判断? （1）同主族元素（从上到下）? 非金属原子（或单质）氧化性逐渐减弱，对应阴离子还原性逐渐增强。? 物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法 李瑞臣七台河市高级中学2006年3月 物质的氧化性、还原性的强弱与得失电子的难易程度有关，而与得失电子数目的多少无关。得电子能力越强，其氧化性就越强；而失电子能力越强，其还原性就越强。那么如何根据一些相关的信息判断物质氧化性和还原性相对强弱？可以从以下几个方面入手： 1．根据物质的活动性顺序进行判断： ①根据金属活动性顺序进行判断： K、Ca、Na、……、Zn、Fe、……、Cu、Hg、Ag 在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，其还原性就越强；金属的位置越靠后，其阳离子的氧化性就越强。（注意：上面说的阳离子中Fe有+2、+3两种价态，其中+2价按正常位置排列，但+3铁的氧化性在Cu2+、Hg2+之间，即：氧化性Cu2+ < Fe3+ < Hg2+） ②根据非金属活动性顺序判断： 氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性就越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。对单质而言，非金属单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱，非金属单质的氧化性越弱，对于阴离子的还原性越强；金属单质的还原性越强，对于阳离子的氧化性越弱，金属单质的还原性越弱，对于阳离子的氧化性越强。 2．根据化学方程式进行判断： 氧化性：氧化剂>氧化产物； 还原性：还原剂>还原产物。 例如：已知2FeCl2+Cl2=2FeCl3；2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；则Fe3+、Cl2、Cu2+ 中氧化性由强到弱的顺序正确的是：Cl2＞Fe3+＞Cu2+ 3．根据氧化还原反应进行的难易程度（或剧烈程度）的不同进行判断：氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越简单)，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。 例如：2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑，Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑ 前者比后者容易发生，可判断还原性：Na>Mg 再如：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 前者比后者反应剧烈，可判断氧化性：浓HNO3> 稀HNO3 4．根据使其它物质被氧化或被还原价态的不同进行判断 例如：Cu+Cl2CuCl2，2Cu+S Cu2S， 根据Cl2、S分别与Cu反应，使Cu被氧化的程度不同（Cu2+, Cu+），可判断出单质的氧化性：Cl2>S 5．根据元素的价态判断： 物质中元素具有最高价，则该元素只有氧化性；物质中元素具有最低价时，该元素只有还原性；物质中元素具有中间价时，该元素既有氧化性又有还原性。一般，对于同一种元素，价态越高，其氧化性就越强；价态越低，其还原性就越强（正价的卤素相反）。 例如：氧化性：Fe3+>Fe2+，H2SO4（浓）>H2SO3，（特例：HClO > HClO3 > HClO4） 还原性：Fe>Fe2+，S2->S>SO2 6．根据反应条件判断： 一般溶液的酸性越强或温度越高或浓度越大，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强，反之则越弱。 如：①温度：氧化性热的浓H2SO4>冷的浓H2SO4 ②浓度：氧化性浓HNO3>稀HNO3；浓H2SO4>稀H2SO4 还原性浓盐酸>稀盐酸。 ③酸碱性：如KMnO4溶液的氧化性随溶液的酸性的增强而增强。一般来讲KMnO4、KCr2O7、KClO3氧化HCl中的Cl-，不能氧化NaCl中的Cl_。NO3-在酸 性条件下有强氧化性，氧化SO 32-、S2- 、Fe2+、I_ 。SO 3 2-、S2-在H+不共存。 当不同的氧化剂(或还原剂)作用于同一还原剂(或氧化剂)时，氧化产物(或还原产物)价态相同，可根据反应条件的难易进行判断，条件越简单，氧化性(或还原性)越强。 ①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O ②2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 氧化性、还原性强弱比较练习题 1．（2014?浦东新区一模）反应Cu2++Zn→Cu+Zn2+可在溶液中进行完全，由该反应可判断Cu2+的氧化性强于（） A．Zn B．Cu C．Zn2+ D．Fe3+ 2.（2011?松江区模拟）在复杂体系中，确认化学反应先后顺序有利于解决化学问题．已知溶液中阳离子氧化性顺序为：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Na+，下列离子反应方程式错误的是（） A．2Ag++Fe→2Ag+Fe2+ B．2Fe3++Cu→Cu2++2Fe2+ C．2Fe3++3Zn→3Zn2++2Fe D．Cu2++2Na→Cu+2Na+ 3．下列对递变规律的描述正确的是（） A．氧化性：Na+＜K+＜Rb+＜Cs+ B．卤素氢化物的稳定性随核电荷数的递增依次增强 C．在卤素的氢化物中，HI的还原性最强 D．碱金属元素随核电荷数的递增，熔沸点依次升高 4．以下进行性质比较的实验，不合理的是（） A．比较Cu、Fe2+的还原性：铁加入硫酸铜溶液中 B．比较氯、溴单质的氧化性：溴化钠溶液中通入氯气 C．比较镁、铝金属性：氯化镁、氯化铝溶液中分别加入过量的NaOH溶液 D．比较碳、硫非金属性：测定同条件同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH 5．已知反应：①2BrO3-+Cl2=Br2+2ClO3-②ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O下列物质氧化能力强弱顺序正确的是（） A．ClO3-＞BrO3-＞Cl2 B．BrO3-＞Cl2＞C1O3- C．BrO3-＞ClO3-＞Cl2 D．Cl2＞BrO3-＞C1O3- 6．依据2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl，HClO+HCl=Cl2+H2O，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，Fe+Cu2+=Fe2++Cu 判断下列氧化剂的氧化性强弱顺序正确的是（） A．Fe3+＞HClO＞Cl2＞Fe2+＞Cu2+ B．HClO＞Cl2＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ C．Cl2＞HClO＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ D．Fe3+＞Cu2+＞Cl2＞HClO＞Fe2+ 7．已知：①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2②2FeCl2+Cl2=2FeCl3，则下列微粒还原能力由大到小的顺序正确的是（） A．Fe2+＞Cl-＞I- B．I-＞Fe2+＞Cl- C．I-＞Cl-＞Fe2+ D．Cl-＞I-＞Fe2+ 8．Cl2、Br2、I2都具有氧化性，其氧化性Cl2＞Br2＞I2，Cl2能把溴从溴化物中置换出来，其余依此类推．向NaBr、NaI的混合液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得 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（ ） A M n O Mn B Cl Cl C H S SO D Fe Fe (422) 22 2-+-+→→→→ 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. 根据元素在周期表中的位置确定 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）：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn ++++++++223222 Pb H Cu Fe Hg Ag 2232++++++() （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：F Cl Br Fe I S ---+--<<<<<()22 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”： 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 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。 【化学】物质氧化性、还原性强弱比较规律总结 方法归纳： 物质氧化性、还原性强弱的比较，实质上是物质得失电子难易程度的比较。即物质越 易得到电子，则其氧化性越强，越难得到电子则其氧化性越弱；反之，物质越易失去电子， 则其还原性越强，越难失去电子，则其还原性越弱。 ★越易失电子的物质，失后就越难得电子；越易得电子的物质，得后就越难失去电子。 一. 利用化合价，比较物质氧化性、还原性的强弱 由同种元素形成的不同价态物质的氧化性和还原性的强弱 规律：元素的最高价态只具有氧化性，元素的最低价态只具有还原性，元素的中 间价态既具有氧化性又具有还原性，但主要呈现一种性质。 二、依据元素周期表 1.同周期，如：Na、Mg、Al、Si、P、Cl从左到右，还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强。 2.同主族，从上到下，还原性逐渐增强（如：Li、Na、K、Rb、Cs），氧化性逐渐减弱(如：F、Cl、Br、I、At)。 三、利用元素活泼性的不同，比较物质氧化性、还原性的强弱 1. 对金属而言，金属越活泼（金属性越强），其单质的还原性越强，其金属阳离子的氧化性越弱。 如：对金属活动性顺序表而言：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，其活泼性（金属性）依次减弱；单质的还原性 K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>（H2）>Cu> Hg>Ag>Pt>Au；离子的氧化性：K+＜Ca2+＜Na+＜Mg2+＜Al3+＜Zn2+＜Fe2+＜Sn2+＜Pb2+＜（H+）＜Cu2+＜Hg2+＜Ag+＜Pt2+＜Au+ 2.对非金属而言，非金属越活泼（非金属性越强），其非金属单质的氧化性越强，其阴离子的还原性越弱。 如：对一般的非金属活动性顺序而言：F、Cl、Br、I、S，其活泼性（其金属性）依次减弱；其单质的氧化性： F2?Cl2?Br2?I2?S；其阴离子的还原性：F-＜Cl-＜Br-＜I-＜S2-。 四、利用氧化还原反应比较物质氧化性、还原性的强弱 对一般的氧化还原反应，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。 五、根据反应条件判断 是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度 氧化性和还原性强弱比较方法 1、以原子结构为依据： 例如，比较Na+、Mg2+、Al3+的氧化性强弱。Na+、Mg2+、Al3+三种微粒电子结构相同，但核电核数依此增大，微粒半径依此减小，故氧化性由强到弱的顺序为Al3+＞Mg2+＞Na+ 2、以元素在周期表中的位置为依据 ⑴同主族元素从上到下原子还原性增强（氧化性减弱），离子氧化性减弱（还原性增强） ⑵统周期元素，从左向右原子还原性减弱，氧化性增强。 3、根据氧化－还原程度的大小判断 ⑴不同氧化剂与同一还原剂反应，看还原剂被氧化的程度。使其呈高价态者氧化性强。 ⑵不同还原剂与同一氧化剂反应，看氧化剂被还原的程度。使其呈低价态者还原性强。 4、由强到弱——依据自发的氧化还原反应 对于氧化－还原反应一般有如下对应关系：氧化剂＋还原剂＝还原产物＋氧化产物。 则氧化性：氧化剂＞氧化产物，还原性：还原剂＞还原产物。 如根据：K2CrO7+14HCl(浓)=2KCl+CrCl3+Cl2↑+7H2O 可以判断 在酸性条件下，氧化性：K2CrO7＞ Cl2，还原性：HCl＞ CrCl3 5、依据金属活动性顺序判断 按照金属活动性顺序，排在前面的金属元素其原子的还原性强，排在后面的金属元素其阳离子的氧化性强。 例如，还原性Na>Mg>AI, 氧化性Cu2+>H+>Zn2 6、根据非金属活动性顺序比较． 如，按F、 O 、CI、 Br 、I 、S的顺序从左向右原子氧化性减弱，而相应的阴离子的还原性却逐渐增强。 7、根据和同一物质反应的难易程度或者反应的剧烈程度 就如金属性强弱的判断、非金属性的强弱判断方法。譬如：二氧化锰、高锰酸钾、氧气都可以制备氯气，但条件不一样，很容易判断。 常温下KMnO4可将HCI氧化为CI2，而MnO2则需加热才能将HCI氧化为CI2，因此得知氧化性：KMnO4>MnO2 8、根据原电池、电解池的电极反应判断 ⑴两种不同的金属构成原电池的两极，还原性：负极金属＞正极金属（一般情况） ⑵在电解过程中，氧化性越强的金属阳离子优先在阴极放电，还原性强的非金属阴离子优先在阳极放电。 9．氧化性、还原性强弱与外界条件有关 (1) 浓度。一般而言，同种氧化剂浓度大者氧化性强。如氧化性：浓HNO3>稀HNO3 (2)温度。升高温度氧化剂氧化性增强，还原剂还原性也增强。反之，可根据温度条件判断氧化性和还原性强弱。 (3)溶液得酸碱度。一般在酸性环境下，氧化性较强，如酸性KMnO4或酸性K2CrO7，相反，很多物质的还原性在碱性条件下较强 10．根据微粒得失电子放出（或吸收）的能量判断 当几种原子获得相同的电子数形成稳定结构的阴离子时，放出的能量越大或形成的离子稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱；同理，当失去电子也一样。 注意一：物质的强弱是相对的，有时浓度、温度以及介质发生了改变，其氧化性或还原性的强弱顺序会发生逆转的！ 注意二：常温或高温下能分解得到氧气的物质，氧化性往往很强，譬如：氯酸钾、次氯酸、双氧水、臭氧、硝酸钾、高锰酸钾。 十招比较氧化性、还原性强弱 氧化性、还原性的强弱即物质得、失电子能力强弱。得电子能力强的物质氧化性强，失电子能力强的物质还原性强，且氧化性、还原性的强弱只与该物质得失电子的难易程度有关，而与得失电子数目的多少无关。氧化性和还原性的相对强弱是物质的本性，但也与外界的诸多因素有关，我们一般比较氧化性和还原性时往往针对的是物质在外界因素相近的情况。中学常见有如下比较方法： （1）直接比较： 如果两种待比较的物质能够直接发生氧化还原反应，充当氧化剂的物质比充当还原剂的物质的氧化性要强。如需比较硫和氧气的氧化性强弱时，直接根据硫在氧气中燃烧生成二氧化硫的反应，可以判断氧气的氧化性比硫的氧化性要强。 （2）根据物质所含元素化合价的高低判断：对于同种元素的不同价态而言，一般价态越高，其氧化性就越强，价态越低，还原性就越强。 如：氧化性 FeCl3 >FeCl 2、 KMnO 4> K 2MnO 4 >MnO2 >Mn 2+；这里需注意的是：一，必须是指不同物质中的同种元素；二，存在一组特殊物质——卤素含氧酸。例如高氯酸、氯酸、亚氯酸、次氯酸的氧化性顺序却恰好相反，次氯酸氧化性最强，高氯酸氧化性最弱。 （3）根据产物中化合价的变化情况判断： 几种氧化剂和同种还原剂发生反应，氧化产物中所含元素化合价升高的越多，对应的氧化剂氧化性越强。例如：氯气和硫分别可以和铁发生反应，分别生成氯化铁和硫化亚铁。氯化铁中铁元素的化合价为 +3 价、硫化亚铁中铁的化合价为 +2 价，由此可以判断：氯气的氧化性比硫的氧化性强。 （4）可根据氧化还原规律比较： 在氧化还原反应中：氧化性：氧化剂> 氧化产物；还原性：还原剂 >还原产物。 运用这个规律时应当注意，该规律一般适用于溶液中的氧化还原反应，如果在高温或者加热时的氧化还原反应，有可能不符合这个规律。例如：在溶液中，铁和盐酸反应生成氢气，此时，铁是还原剂、氢气是还原产物，得到结论：还原性Fe>H2；而在加热时，氢气与氧化铁反应可得到单质铁，此时氢气是还原剂，铁是还原产物，得到结论：还原性 H2> Fe o那么到底如何比较氢气和铁的还原性强弱呢？正是由于该规律的适用条件，我们才能确定：一般来说，铁的还原性大于氢气。 （5）根据金属活动顺序表： 一般来说，金属的位置越靠前，其还原性就越强；金属的位置越靠后，其阳离子的氧化性就越强。 运用这种方法比较时要注意一种特殊的离子Fe3+, Fe3+的氧化性比Ag+和Hg2+都要弱。 阳离子氧化性强弱顺序一般为： Hg2+>Ag +>Hg 22+>Fe3+ >Cu2+>H +>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al 3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ （6）根据反应条件或反应现象进行比较： 同一还原剂与不同的氧化剂反应时，所需条件越简易，说明氧化剂的氧化性越强；所需条件越苛刻，则对应氧化剂的氧化性越弱。例如，高锰酸钾、二氧化锰、氧气分别与氯化氢发生反应的条件是：常温、加热、高温和催化剂，根据反应条件的难易判断，高锰酸钾的氧化性最强、氧气的氧化性最弱。又如不同的金属与同一种酸反应时，反应现象越剧烈，则说明该金属的还原性越强。 运用这种方法比较氧化性或还原性的强弱时要注意“两同”；一是同种参照物、二是除了需比较的因素外其他因素必须相同。 （7）利用元素周期表： 根据元素金属性、非金属性与物质氧化性、还原性的关系判断。一般来说， ①同周期从左到右，元素金属性越来越弱，对应的金属还原性也越来越弱，非金属性越化学氧化性与还原性
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