文档介绍：第五章氧化还原反应
本章要求
掌握氧化还原反应的有关概念,能配平氧化还原反应方程式。
理解标准电极电势的概念,并能用它判断氧化剂和和还原剂的强弱、氧化还原反应进行的方向以及计算平衡常数。
能利用能斯特方程式进行有关计算。
了解元素标准电势图及应用。
第一节氧化还原反应的基本概念
氧化还原反应概念:
有氧化数变化的反应(电子得失)就叫氧化还原反应。
思考:酸碱反应是不是氧化还原反应?
(大多数不是)
一、氧化与还原(p98)
凡是反应前后有元素的氧化数发生变化的反应称为氧化还原反应。
失去电子的变化叫氧化,氧化数升高,物质是还原剂;
得到电子的变化叫还原,氧化数降低,物质是氧化剂。
还原作用 Cu2++2e- →Cu
氧化作用 Zn→Zn2++2e-
以上两式皆为半反应
NaClO+2FeSO4+H2SO4==NaCl+Fe2(SO4)3+H2O
+1
+2
-1
+3
例1:
NaClO:其中的氯离子得到电子,发生还原反应,氧化数降低,该物质是氧化剂;
FeSO4:其中的铁离子失去电子,氧化数升高,发生氧化反应,该物质是还原剂。
例2 Cl2+H2O=====HClO+HCl
0
+1
-1
该反应中,一个氯原子的氧化数升高,另一个氯原子的氧化数降低,氧化数升高是还原剂,氧化数降低是氧化剂,在这一反应中,同一种元素既做作氧化剂又作还原剂,这种反应是自身氧化反应,通常称为歧化反应。发生歧化反应的物质,可以是单质,也可以是化合物。如:
4KClO3 === 3KClO4 + KCl
+3
+7
-1
一般,卤素单质,氧单质及某些有较高氧化数元素的含氧化合物如KMnO4、MnO2、K2Cr2O7、HNO3、PbO2等物质具有较强的氧化性,是常用的氧化剂( 或高氧化数物质是氧化剂);
某些非金属单质(C、H2)等、活泼金属(Na、Al、Zn、Fe等)、低价金属离子及某些变价元素处于低氧化态的化合物,如CO、H2S等是常用的还原剂(低氧化数物质是还原剂);
元素在化合物中处于它的中间氧化态,则既可作还原剂又可作氧化剂。
二、氧化数(p99)
1、概念
氧化数是某元素一个原子在与其它元素的原子化合时的表观电荷数,这种表观电荷数是人们将键合电子指定给电负性较大的原子后求得的。
2、氧化数的确定规则
(1)、单质中,元素的氧化数为零,氧在化合物中的氧化数一般为-2,在过氧化物中为-1,在OF2中氧的氧化数为正。氢除在活泼金属氢化物中为-1外,在一般化合物中的氧化数为+1。
(2)、在离子型化合物中,元素的氧化数等于该原子的离子电荷数。例如,NaOH中钠离子的氧化数为+1。
(3)、在共价化合物中,元素的氧化数是指定两原子间的共用电子对归属电负性更大原子后在两原子间形成的正负电荷数。
(4)、在结构未知的化合物中,元素的氧化数可依据下列规则求得:分子或离子的总电荷数等于各元素氧化数的代数和,分子的总电荷数为零。
例1、求KMnO4中的氧化数。
解:设Mn的氧化数为x,已知K的氧化数为+1,O的氧化数-2,则
1×1 + x + 4 × (-2 ) = 0 求得: x=7
3、氧化数求算实例
例2、求 Fe3O4中铁的、Na2S4O6中硫的氧化数各为何值?
(由学生上来求算)
4、化合价、氧化数、共价键概念的区分
(1)、化合价:指某元素结合其它元素的几个原子的能力,为整数。有正、负之分;
(2)、氧化数:60年代以前,该概念与化合价概念混用,70年代后,氧化数概念成为定义氧化还原反应的主要依据,氧化数有正负之分,也可以为分数,比如, Na2S4O6 中可求得S的氧化数为5/2。
(3)、共价键数:不同于氧化数,前者无正负之分,后者则有正负之分;同一物质同种元素的氧化数数值与共价键数不一定相等,例如N2,N原子氧化数为0,但共价键数为3。