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如何判断氧化性与还原性的强弱程度

2021-03-25张玉泉

成长 2021年4期
关键词:还原剂氧化剂单质

张玉泉

1 同种元素不同价态氧化性与还原性强弱的判断

通常情况下,同一种元素氧化性能是从低价态到高价态,不断加强的,而还还原性则是不断降低的。同一元素从从高价态到低价态,还原性是加强,而氧化性是不断降低的。比如说:NO2氧化性强于NO,而Fe的还原性比Fe2+的强。

Fe+2HCl=H2+FeCl2

同一元素不同价态化合物本身所具有的氧化性与还原性,是与其稳定性相关的,比如说,HClO这一化合物当中氯的价态是偏低的,然而,因为这种化合物本身是不稳定的,所以,它的氧化性要比HClO4的氧化性强。

2 不同物质间氧化性、还原性强弱的判断

2.1 结合元素在周期表位置进行判断。在元素周期表中,从左至右,氧化性是不断增强的,其单质的氧化性越强,则其阴离子的还原性就越弱。同一主族,从上至下,还原性是不断增强的,其单质的还原性越强,则其阳离子氧化性就越弱。

2.2 根据与同一物质反应的情况判断。如反应:

Fe+S=FeS、2Fe+3Cl2=FeCl3从以上两个反应中可知硫只能把铁氧化到+2价,而氯气则能把铁氧化到+3价,说明氯气的氧化性强于硫的氧化性。又如反应:

MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O

从以上反应可知二氧化锰只有在加热的条件下才能把盐酸氧化成氯气,而高锰酸钾则不需要任何外部条件就可以把盐酸氧化成氯气,说明高锰酸钾的氧化性比二氧化锰的氧化性强。

2.3 结合一氧化还原反应进行判断。首先,需要确定反应物当中哪个是氧化剂,接着,根据生成物知道氧化产物,若是氧化剂有氧化性,则还原产物的还原性就会比较弱。故可知,在同一氧化还原反应当中有这样的一个经验公式:

强氧化剂+强还原剂=弱还原剂+弱氧化剂

如:Cl2+2KBr=2KCl+Br2

强氧化剂 强还原剂 弱还原剂 弱氧化剂

由此可以对比知道Cl2的氧化性大于Br2,Br-的还原性强于Cl-。

例如:根据下列反应

(1)2H2S+SO2=3S↓+2H2O

(2)2FeCl2+Cl2=2FeCl3

(3)2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2

(4)I2+SO2+H2O=H2SO4+2HI

判断各氧化剂的氧化性由强到弱的顺序是( )

A、Cl2>I2>Fe3+>SO2>S

B、Cl2>Fe3+>I2>SO2>S

C、Cl2>Fe3+>SO2>I2>S

D、Fe3+>Cl2>I2>SO2>S

解析:首先,需要明確反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。如(1)2H2S+SO2=3S↓+2H2O中,H2S是还原剂,SO2是氧化剂,氧化产物、还原产物都是S,因此,可知SO2的氧化性强于S,依此类推可知(2)中Cl2的氧化性强于Fe3+,(3)中Fe3+的氧化性强于I2,(4)中I2的氧化性强于SO2,所以正确的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Fe3+>I2>SO2>S,选(B)。

学习的过程中要注意以下几点:

(1)氧化性、还原性强弱是由其得失电子难易而决定的,和得失电子具体数量是没有关系的。如:

Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

每摩尔浓HNO3在被还原为NO2时可得2mol电子,每mol稀HNO3被还原为NO时,可得6mol电子,浓HNO3的氧化性是强于稀HNO3的。

(2)同一种元素相邻价态微粒间是不会进行氧化还原反应,而同种元素间隔价态,高价态微粒则会和低价态微粒产生氧化还原反应。

如:Fe+FeCl2、FeCl2+FeCl3不反应,S+H2S、S+SO2不反应,所以可用浓H2SO4干燥SO2气体。而相邻价态间2FeCl2+Cl2=2FeCl3、H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O

(3)同一种元素不同价态在进行氧化还原反应的时候,价态改变所遵循的原则是“就近原则”,即既有氧化反应又有还原反应时,化合价若是提高的话,就会提高到与其本身最接近的一个价态,而化合价降低的也降低到它最接近的价态。

如:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O中H2S作为还原剂,S元素化合价升高,从-2价升高到和它最接近的0价,而不是+4价,浓H2SO4作为氧化剂,S元素的化合价降低,从+6价降低到和它最接近的+4价,而不是单质的0价。

以上是我个人总结出的一些经验,与各位同仁共同切磋,不当之处,还请多多指教。

黑龙江省铁力市第一中学 (黑龙江省伊春市 152500)

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