大学无机化学氧化还原

无机化学酸碱性和氧化性还原性无机化学是研究无机物质的性质、结构、组成和变化规律的科学。

酸碱性和氧化性还原性是无机化学中的两个重要概念，对于理解和应用无机化学具有重要意义。

一、酸碱性1.1 酸的定义和性质酸是指能够在水中释放出H+离子的化合物。

根据不同的理论，酸有多种定义。

其中，Brønsted-Lowry酸的定义最为常用，即酸是能够给出H+离子的物质。

例如，盐酸（HCl）和硫酸（H2SO4）都是常见的强酸。

酸具有以下性质：（1）酸能够和碱反应生成盐和水；（2）酸能够和金属反应产生氢气；（3）酸能够在水中电离，生成溶液电导性增强。

1.2 碱的定义和性质碱是指能够在水中释放出OH-离子的化合物。

与酸类似，根据不同的理论，碱也有多种定义，其中Brønsted-Lowry碱的定义最常用，即碱是能够接受H+离子的物质。

例如，氢氧化钠（NaOH）和氢氧化钾（KOH）都是常见的强碱。

碱具有以下性质：（1）碱能够和酸反应生成盐和水；（2）碱能够与酸中的氢离子结合形成水分子；（3）碱在水中电离，生成溶液电导性增强。

1.3 酸碱中性和pH酸碱中性是指酸和碱在适当比例下可以中和彼此，形成中性的盐和水。

中性溶液的pH值为7。

pH值是描述溶液酸碱性强弱的指标，其越低表示酸性越强，越高表示碱性越强。

酸碱指示剂是一种能够通过颜色变化来检测溶液酸碱性的物质。

常用的指示剂包括酚酞、溴嘧啶蓝等。

通过观察指示剂的颜色变化，可以判断溶液是酸性、碱性还是中性。

二、氧化性还原性2.1 氧化还原反应的定义和特点氧化还原反应（简称氧化反应或还原反应）是指在化学反应中，物质失去电子的过程称为氧化，而获得电子的过程称为还原。

氧化剂是能够氧化其他物质的物质，而还原剂则是能够被氧化剂氧化的物质。

氧化还原反应具有以下特点：（1）反应中一定存在电子的转移；（2）氧化剂接受电子，还原剂失去电子；（3）氧化还原反应通常伴随着能量的释放或吸收。

第12章氧化还原与电化学习题与详细答案1．计算下列化合物中右上角带“*”元素的氧化态：KCl*O3，NaCl*O，H2O*2，O*3，S*8，C*60，KO*2，Na2S*2O3，Cr*2O72-，S*4O62-，N*H4+，N*2H4，Fe*3O4，Ni*(CO)4，Na[Co*(CO)4]，H[Mn*(CO)5]，[Fe*(CN)6]4-，[Fe(N*CS)6]3-.解：+5 +1 -1 0 0 0 -½ +2 +6 +2.5 -3KCl*O3，NaCl*O，H2O*2，O*3，S*8，C*60，KO*2，Na2S*2O3，Cr*2O72-，S*4O62-，N*H4+，-2 +8/3 0 -1 -1 +2 -3N*2H4，Fe*3O4，Ni*(CO)4，Na[Co*(CO)4]，H[Mn*(CO)5]，[Fe*(CN)6]4-，[Fe(N*CS)6]3-.2．用“氧化数法”配平以下列各氧化还原反应的方程式；（8）-（15）同时用“离子-电子法”配平：（1）AgNO3(s) → Ag(s) + NO2(g) + O2(g)（2）(NH4)2Cr2O7(s) → N2(g) + Cr2O3(s)（3）H2O2(aq) → H2O(l) + O2(g)（4）Cu(s) + HNO3（稀）→ Cu(NO3)2 + NO(g)（5）CuS(s) + HNO3（浓）→ CuSO4 + NO2(g)（6）H2S(g) + H2SO4（浓）→ S(s) + SO2(g)（7）C(s) + H2SO4（浓）→ CO2(g) + SO2(g) + H2O（8）SO2(g) + MnO4-→ Mn2+ + SO42-（9）Cr2O72- + H2O2→ Cr3+ + O2(g)（10）CrO42- + CN-→ Cr(OH)3(s) + OCN-（11）Cl2(g) + CN- + OH-→ Cl- + OCN-（12）I2(s) + OH-→ I- + IO3-（13）I- + IO3-→ I2(s) + H2O（14）I2(s) + S2O32-→ I- + S4O62-（15）NaBiO3(s) + Mn2+ + H+→ Bi3+ + MnO4-解：（1）氧化数+1 +5 -2 0 +4 -2 02 AgNO3(s) = 2 Ag(s) + 2 NO2(g) + O2(g)（2）(NH4)2Cr2O7(s) = N2(g) + Cr2O3(s) + 4 H2O（3）2 H2O2(aq) = 2 H2O(l) + O2(g)（4）3 Cu(s) + 8 HNO3（稀）= 3 Cu(NO3)2 + 2 NO(g) + 4 H2O（5）CuS(s) + 8 HNO3（浓）= CuSO4 + 8 NO2(g) + 4 H2O（6）H2S(g) + H2SO4（浓）= S(s) + SO2(g) + 2 H2O（7）C(s) + 2 H2SO4（浓）→ CO2(g) + 2 SO2(g) + 2 H2O（8）“氧化数法”：5 SO2(g) + 2 MnO4- + 2 H2O = 2 Mn2+ + 5 SO42- + 4 H+“离子-电子法”：5 SO2(g) + 10 H2O = 5 SO42- + 20 H+ + 10 e2 MnO4- + 10 e + 16 H+ = 2 Mn2+ + 5 SO42-两式相加，得：5 SO2(g) + 2 MnO4- + 2 H2O = 2 Mn2+ + 5 SO42- + 4 H+（9）“氧化数法”：Cr2O72- + 3 H2O2 + 8 H+ = 2 Cr3+ + 3 O2(g) + 7 H2O“离子-电子法”：3 H2O2 = 3 O2(g) + 6 H+ + 6 eCr2O72- + 14 H+ + 6 e = 2 Cr3+ + 7 H2O两式相加，得：Cr2O72- + 3 H2O2 + 8 H+ = 2 Cr3+ + 3 O2(g) + 7 H2O （10）“氧化数法”：2 CrO42- + 3 CN- + 5 H2O = 2 Cr(OH)3(s) + 3 OCN- + 4 OH-“离子-电子法”：3 CN- + 6 OH- = 3 OCN- + 3 H2O + 6 e2 CrO42- + 8 H2O + 6 e = 2 Cr(OH)3(s) +10 OH-两式相加，得：2 CrO42- + 3 CN- + 5 H2O = 2 Cr(OH)3(s) + 3 OCN- + 4 OH- （11）“氧化数法”：Cl2(g) + CN- + 2 OH- = 2 Cl- + OCN- + H2O“离子-电子法”：CN- + 2 OH- = OCN- + H2O + 2 eCl2(g) + 2 e = 2 Cl- + H2O两式相加，得：Cl2(g) + CN- + 2 OH- = 2 Cl- + OCN- + H2O（12）“氧化数法”：3 I2(s) + 6 OH- = 5 I- + IO3- + 3 H2O“离子-电子法”：I2(s) + 12 OH- = 2 IO3- + 6 H2O + 10 e5 I2(s) + 10 e = 10 I-两式相加，约简系数，得：3 I2(s) + 6 OH- = 5 I- + IO3- + 3 H2O（13）“氧化数法”：5 I- + IO3- + 6 H+ = 3 I2(s) + 3 H2O“离子-电子法”：10 I- = 5 I2(s) + 10 e2 IO3- + 12 H+ + 10 e = I2(s) + 6 H2O两式相加，约简系数，得：5 I- + IO3- + 6 H+ = 3 I2(s) + 3 H2O（14）“氧化数法”：I2(s) + 2 S2O32- = 2 I- + S4O62-“离子-电子法”：2 S2O32- = S4O62- + 2 eI2(s) + 2 e = 2 I-两式相加，得：I2(s) + 2 S2O32- = 2 I- + S4O62-（15）“氧化数法”：5 NaBiO3(s) + 2 Mn2+ + 14 H+ = 5 Bi3+ + 5 Na+ + 2 MnO4- + 7 H2O “离子-电子法”：2 Mn2+ + 8 H2O= 2 MnO4- + 16 H+ + 10 e5 NaBiO3(s) + 30 H+ + 10 e = 5 Bi3+ + 5 Na+ + 15 H2O两式相加，得：5 NaBiO3(s) + 2 Mn2+ + 14 H+ = 5 Bi3+ + 5 Na+ + 2 MnO4- + 7 H2O 3．含氰（CN-）工业废水可以用漂白粉[有效成份Ca(ClO)2]或氯气或H2O2在碱性介质中进行氧化处理后排放，写出各反应方程式。

无机化学常见反应总结无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质和变化规律的学科。

无机化学反应是无机化学的核心内容，也是无机化学的基础。

本文将对无机化学中常见的反应进行总结，包括酸碱反应、氧化还原反应、络合反应和沉淀反应等，以便读者更好地理解和掌握无机化学的基本知识。

一、酸碱反应酸碱反应是指酸与碱在一定条件下发生中和反应的化学反应。

常见的酸碱反应有中和反应、强酸强碱溶液的中和反应、强酸弱碱溶液的中和反应等。

例如，盐酸与氢氧化钠的中和反应可以表示为：HCl + NaOH → NaCl + H2O酸与碱中和反应既可以在水溶液中发生，也可以在固体之间发生。

二、氧化还原反应氧化还原反应是指物质中电子的转移过程。

在氧化还原反应中，发生氧化的物质称为被氧化剂，接受氧化物的物质称为还原剂。

氧化还原反应常见的类型有金属与非金属元素的反应、金属与酸的反应、金属与金属离子的反应等。

例如，铁与氧气发生氧化反应可以表示为：4Fe + 3O2 → 2Fe2O3三、络合反应络合反应是指两个或多个分子或离子中的一个或多个配位键成键而形成络合物的化学反应。

配位键通常是由一个或多个配体与一个中心金属离子相连接形成的。

络合反应不仅发生在配位化合物中，也可以发生在溶液中。

例如，Cu2+与NH3发生络合反应可以表示为：Cu2+ + 4NH3 → [Cu(NH3)4]2+四、沉淀反应沉淀反应是指在溶液中两种离子结合，并形成难溶的沉淀物质的化学反应。

在沉淀反应中，通常发生两种溶液中的离子之间的置换反应，产生一种难溶的沉淀。

例如，硝酸银与氯化钠溶液发生沉淀反应可以表示为：AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3沉淀反应在实验室中被广泛应用于检测离子的存在和浓度的测定。

以上仅是无机化学常见反应的简要总结，还有许多其他类型的反应，如水解反应、酸化反应、还原反应等等。

通过对无机化学常见反应的了解，可以更好地理解和掌握无机化学的基础知识，更好地应用于实际化学问题的解决中。

第十一章 氧化还原反应1. 用离子电子法配平下列反应式：（1）PbO 2 + Cl - → Pb 2+ + Cl 2 （酸性介质） （2）Br 2 → BrO 3- + Br - （酸性介质） （3）HgS + NO 3- + Cl - → HgCl 42- + NO 2 + S （酸性介质） （4）CrO 42- + HSnO 2- → HSnO 3- + CrO 2- （碱性介质） （5）CuS + CN - + OH - → Cu(CN)43- + NCO- + S （碱性介质） 解：用离子电子法配平：（1）PbO 2 + Cl - → Pb 2+ + Cl 2 （酸性介质）PbO 2 + 4H + + 2e - = Pb 2+ + 2H 2O （还原） +）2Cl - = Cl 2 + 2e - （氧化）PbO 2 + 2Cl + 4H = Pb + Cl 2 +2H 2O （2）Br 2 → BrO 3- + Br - （酸性介质）×5）21Br 2 + e - = Br - （还原）+）×1）2Br 2 + 3 H 2O = BrO 3- + 5Br - + 6H + （氧化）3Br 2 + 3H 2O = BrO 3- + 5Br - + 6H +（3）HgS + NO 3- + Cl - → HgCl 42- + NO 2↑+ S （酸性介质） ×2）NO 3- + 2H + + e - = NO 2 + H 2O （还原） +） HgS + 4Cl - = HgCl 42- + S + 2e - （氧化）HgS + 2NO 3 + 4Cl + 4H = HgCl 4 + 2NO 2↑+ S +2H 2O（4）CrO 42- + HSnO 2- → HSnO 3- + CrO 2- （碱性介质） ×2）CrO 42- + 2H 2O + 3e - = CrO 2- + 4OH - （还原） +）×3）HSnO 2- + 2OH - = HSnO 3- + H 2O + 2e - （氧化）2CrO 4 + 3HSnO 2 + 4H 2O + 6OH = 3HSnO 3- + 2CrO 2- + 8OH - + 3H 2O 整理：2CrO 42- + 3HSnO 2- + H 2O = 3HSnO 3- + 2CrO 2- + 2OH -（5）CuS + CN - + OH - → Cu(CN)43- + NCO - + S （碱性介质） ×2）CuS + 4CN - + e - = Cu(CN)43- + S 2- （氧化） +） CN - + 2OH - = NCO - + H 2O + 2e - （还原）2CuS + 9CN - + 2OH - = 2Cu(CN)43- + NCO - + H 2O +2S 2-2. 用离子电子法配平下列电极反应： （1）MnO 4- → MnO 2 （碱性介质） （2）CrO 42- →Cr(OH)3 （碱性介质） （3）H 2O 2 → H 2O （碱性介质） （4）H 3AsO 4 → H 3AsO 3 （酸性介质） （5）O 2 → H 2O 2(aq) （酸性介质） 答：配平过程略。

无机化学氧化还原反应与配位化合物氧化还原反应是无机化学中的重要反应类型之一，它涉及原子的电子转移过程，其中一种物质的氧化态发生变化，而另一种物质的还原态也发生相应的变化。

氧化还原反应在自然界、生物体内和人类工业生产中都广泛存在，并对我们日常生活产生着深远的影响。

一、氧化还原反应的定义和基本概念在无机化学中，氧化还原反应是指电子在化学反应中的转移。

在这类反应中，一种物质丧失电子，被认为是被氧化的；而另一种物质得到这些电子，被认为是被还原的。

因此，氧化还原反应也可以简称为“氧化反应”和“还原反应”。

基本上，氧化还原反应涉及两种基本的化学变化：氧化和还原。

氧化是指物质失去电子，或增加氧原子的过程。

还原则是指物质获得电子，或减少氧原子的过程。

从电子角度来看，氧化实际上是电子的流失，而还原则是电子的得到。

这种电子转移是通过电子的传递或共享来实现的。

二、氧化还原反应的类型氧化还原反应的类型可以分为几种基本情况，包括金属与非金属的反应、氧化物与非氧化物的反应、还原性物质与氧化性物质的反应等。

1. 金属与非金属的反应在金属与非金属的反应中，金属通常容易失去电子而被氧化，而非金属则容易获得电子而被还原。

例如，钠和氯的反应产生氯化钠（NaCl），钠的氧化态由0增加为+1，氯的氧化态由0减少为-1。

2. 氧化物与非氧化物的反应在氧化物与非氧化物的反应中，氧化物通常是被还原的物质，而非氧化物则是氧化的物质。

例如，二氧化碳（CO2）与氢气（H2）反应生成甲酸（HCOOH）。

在这个反应中，二氧化碳的氧化态由+4减少为+2，氢气的氧化态由0增加为+1。

3. 还原性物质与氧化性物质的反应还原性物质指的是有能力失去电子的物质，即被氧化的物质；而氧化性物质指的是有能力获得电子的物质，即被还原的物质。

这类反应中，还原性物质失去电子，而氧化性物质获得电子。

例如，氧气（O2）与氢气（H2）反应生成水（H2O），氢气的氧化态由0增加为+1，氧气的氧化态由0减少为-2。