第九章氧化还原反应2概要
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第九章氧化还原反应和电化学基础一、氧化还原反应方程式的配平1、元素的氧化数(氧化值)(中学:化合价)❖定义:氧化数是某一个元素的荷电数,这种荷电数由假设把每个键中的电子数指定给电负性更大的原子而求得。
❖本质:a、离子化合物中,即正、负离子所带的电荷数;b、极性化合物中,即元素的一个原子提供参与共价键的电子数,其中电负性小,共用电子对离得较远的元素为正氧化数,电负性大、共用电子以离得较近的元素为负氧化数。
『①单质的氧化数为0-1;②在配合物中,当自由基或原子团作为配体时,其氧化数均看作 1;2❖定义:凡有电子得失或共用电子对偏移发生的反应。
氧化——失去电子或共用电子对偏离的变化,相应的物质称为“还原剂”;还原——得到电子或共用电子对接近的变化,相应的物质称为“氧化剂”。
❖氧化剂还原剂——氧化还原反应中,失去电子、氧化数升高的物质(发生氧化反应)因此,凡元素氧化数发生变化的过程,就是氧化还原反应!3、氧化还原反应方程式的配平方法与应用(一)氧化数法:适用于任何氧化还原反应❖依据:还原剂氧化数的升高总值 = 氧化剂氧化数降低总值例1:KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 ==①根据反应事实,写出反应产物,注意介质酸碱性:KMnO4 + FeSO4 + H2SO4==MnSO4 +Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O②调整计量系数,使氧化数升高值 = 降低值:+7 +2 +2 +3KMnO4 + 5 FeSO4 + H2SO4==MnSO4 + 5/2 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O③若出现分数,可调整为最小正整数:2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4==2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O法2:配平各元素原子数(观察法)——先配平非H、O原子,后配平H、O原子。
①配平K+、SO42-数目 SO42-:左11,应+7;右182 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 ==2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O②配平H+数目 H+:左2,应 8 H2O2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8 H2SO4==2 MnSO4 +5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8 H2O③配平(或核对)O原子数目:已平衡。
《氧化还原反应》讲义一、什么是氧化还原反应在化学世界中,氧化还原反应是一类极其重要的化学反应。
简单来说,氧化还原反应是指在反应过程中,元素的氧化态(化合价)发生了变化的反应。
氧化态的变化是氧化还原反应的核心特征。
当一种物质中的元素氧化态升高,我们就说这个元素被氧化了;反之,当元素的氧化态降低,我们就说这个元素被还原了。
例如,氢气(H₂)和氧气(O₂)反应生成水(H₂O)的过程就是一个典型的氧化还原反应。
在这个反应中,氢元素的化合价从 0 价升高到+1 价,氢被氧化;氧元素的化合价从 0 价降低到-2 价,氧被还原。
二、氧化还原反应的特征氧化还原反应有几个显著的特征。
首先,氧化还原反应一定伴随着电子的转移。
电子从被氧化的物质转移到被还原的物质。
其次,氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在。
氧化剂在反应中得到电子,化合价降低;还原剂在反应中失去电子,化合价升高。
再者,氧化还原反应前后,元素的种类和原子的个数不变,遵循质量守恒定律。
三、氧化剂和还原剂氧化剂是在氧化还原反应中能够得到电子,使其他物质氧化,自身被还原的物质。
常见的氧化剂有氧气、氯气、高锰酸钾等。
以高锰酸钾(KMnO₄)受热分解制取氧气的反应为例,高锰酸钾中的锰元素化合价从+7 价降低到+4 价和+6 价,高锰酸钾是氧化剂。
还原剂则是在氧化还原反应中能够失去电子,使其他物质还原,自身被氧化的物质。
常见的还原剂有氢气、一氧化碳、金属单质等。
比如在氢气还原氧化铜(H₂+ CuO = Cu + H₂O)的反应中,氢气中的氢元素化合价从 0 价升高到+1 价,氢气是还原剂。
四、氧化还原反应的表示方法为了清晰地表示氧化还原反应中电子的转移情况,我们通常采用双线桥法和单线桥法。
双线桥法是从反应物中化合价发生变化的元素指向生成物中相应元素,在线桥上标明电子的得失和化合价的升降。
例如,对于铜与硝酸的反应:3Cu + 8HNO₃(稀) = 3Cu(NO₃)₂+2NO↑ + 4H₂O双线桥表示为:从 Cu 指向 Cu(NO₃)₂,线上标明“失去 6e⁻,化合价升高”;从 HNO₃指向 NO,线上标明“得到 6e⁻,化合价降低”。
第九章氧化还原反应与电化学基础【竞赛要求】氧化态。
氧化还原的基本概念和反应的书写与配平。
原电池。
电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应。
标准电极电势。
用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的强弱。
电解池的电极符号与电极反应。
电解与电镀。
电化学腐蚀。
常见化学电源。
Nernst方程及有关计算。
原电池电动势的计算。
pH对原电池的电动势、电极电势、氧化还原反应方向的影响。
沉淀剂、络合剂对氧化还原反应方向的影响。
【知识梳理】一、氧化还原反应的基本概念1、氧化数在氧化还原反应中,由于发生了电子转移,导致某些元素带电状态发生变化。
为了描述元素原子带电状态的不同,人们提出了氧化数的概念。
1970年,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)对氧化数的定义是:氧化数是某元素一个原子的荷电数,这个荷电数是假设把每个化学键的电子指定给电负性更大的原子而求得的。
例如,在NaCl中,钠的氧化数为+1,氯的氧化数为–1。
在SO2中,硫的氧化数为+4,氧的氧化数为–2。
由此可见,氧化数是元素在化合状态时人为规定的形式电荷数。
确定氧化数的规则:(1)在单质中,元素的氧化数为零。
(2)在单原子离子中,元素的氧化数等于离子所带的电荷数。
(3)在大多数化合物中,氢的氧化数为+1,只有在活泼金属的氢化物(如NaH,CaH2)中,氢的氧化数为–1。
(4)通常,在化合物中氧的氧化数为–2;但在过氧化物(如H2O2、Na2O2、BaO2)中氧的氧化数为–1;而在OF2和O2F2中,氧的氧化数分别为+2和+1。
(5)在所有氟化物中,氟的氧化数为–1。
(6)碱金属和碱土金属在化合物中的氧化数分别为+1和+2。
(7)在中性分子中,各元素氧化数的代数和为零。
在多原子原子离子中各元素氧化数的代数和等于离子所带的电荷数。
根据上述原则,可以确定化合物中某元素的氧化数。
2、氧化还原电对在氧化还原反应中,元素氧化数升高的物质是还原剂,元素氧化数降低的物质是氧化剂。