氧化還原性強(qiáng)弱的順序
常見離子還原性:S2- >SO3(2-)>I->Fe2+>Br->Cl->F-
常見離子氧化性:K+ <Ca2+ <Na+ <Mg2+ <Al3+< Zn2+< Fe2+ < Pb2+<H+<Cu2+ <Fe3+ <Ag+
氧化還原反應(yīng)是在反應(yīng)前后元素的氧化數(shù)具有相應(yīng)的升降變化的化學(xué)反應(yīng)。在反應(yīng)過程中有元素化合價(jià)變化的化學(xué)反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。這種反應(yīng)可以理解成由兩個(gè)半反應(yīng)構(gòu)成,即氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。此類反應(yīng)都遵守電荷守恒。在氧化還原反應(yīng)里,氧化與還原必然以等量同時(shí)進(jìn)行。兩者可以比喻為陰陽(yáng)之間相互依靠、轉(zhuǎn)化、消長(zhǎng)且互相對(duì)立的關(guān)系。有機(jī)化學(xué)中也存在氧化還原反應(yīng)。
氧化還原反應(yīng)中,存在以下一般規(guī)律:
強(qiáng)弱律:氧化性中,氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性中,還原劑>還原產(chǎn)物。
價(jià)態(tài)律:元素處于最高價(jià)態(tài),只具有氧化性;元素處于最低價(jià)態(tài),只具有還原性;處于中間價(jià)態(tài),既具氧化性,又具有還原性。
轉(zhuǎn)化律:同種元素不同價(jià)態(tài)間發(fā)生歸中反應(yīng)時(shí),元素的氧化數(shù)只接近而不交叉,最多達(dá)到同種價(jià)態(tài)。
優(yōu)先律:對(duì)于同一氧化劑,當(dāng)存在多種還原劑時(shí),通常先和還原性最強(qiáng)的還原劑反應(yīng)。
守恒律:氧化劑得到電子的數(shù)目等于還原劑失去電子的數(shù)目。
氧化性強(qiáng)弱判斷方法
1、根據(jù)化學(xué)方程式判斷
氧化劑(氧化性)+還原劑(還原性)→還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物
氧化劑----→發(fā)生還原反應(yīng)----→還原產(chǎn)物
還原反應(yīng):得電子,化合價(jià)降低,被還原
還原劑----→發(fā)生氧化反應(yīng)----→氧化產(chǎn)物
氧化反應(yīng):失電子,化合價(jià)升高,被氧化
氧化性(得到電子的能力):氧化劑>氧化產(chǎn)物
還原性(失去電子的能力):還原劑>還原產(chǎn)物
這條規(guī)則對(duì)于任何環(huán)境下的任何ΔG<0的反應(yīng)(即在該環(huán)境下可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng))都成立,沒有任何例外的情況。
不可根據(jù)同一個(gè)反應(yīng)中的氧化劑,還原劑判斷
自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)中氧化劑的氧化性可以弱于甚至是遠(yuǎn)弱于還原劑(中學(xué)認(rèn)為氧化劑氧化性一定強(qiáng)于還原劑,然而這種認(rèn)知實(shí)際上完全錯(cuò)誤,氧化劑氧化性與還原劑的氧化性無任何關(guān)系)
例如:
過氧化氫的氧化性遠(yuǎn)強(qiáng)于氯氣,且其將氯氣氧化為高氯酸是可以自發(fā)進(jìn)行的(標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)差超過0.2,氧化還原反應(yīng)就可以完全進(jìn)行):
(標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì):H2O2?1.77?H2O,Cl2?1.36?Cl-,ClO4-?1.39?Cl2)
然而二者的反應(yīng)卻是前者被氧化:H2O2+ Cl2→ 2HCl + O2
這是因?yàn)闊崃W(xué)可行的氧化還原反應(yīng)大都存在動(dòng)力學(xué)障礙
2、根據(jù)物質(zhì)活動(dòng)性順序比較
(1)對(duì)于金屬還原劑來說,金屬陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)弱一般與金屬活動(dòng)性順序相反,即越位于后面的金屬,越容易得電子,氧化性越強(qiáng)。
(2)金屬陽(yáng)離子氧化性的順序(25℃,pH=1的水溶液中)
Li+<cs+<rb+<k+<ca2+<na+<mg2+<al3+<mn2+<zn2+<cr3+<fe2+<ni2+<sn2+<pb2+<(h)<cu2+<fe3+<hg22+<ag+<hg2+<pt2+<au3+(注意sn2+、pb2+,不是sn4+、pb4+ p="" )(hg對(duì)應(yīng)的是hg22+而非hg2+)
(3)金屬單質(zhì)的還原性與氧化性自然完全相反,對(duì)應(yīng)的順序?yàn)椋篕>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Cr>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
(4)非金屬活動(dòng)性順序(25℃,pH=14的水溶液中)
F2>Cl2>O3>Br2>I2>O2>S8>C>Si>N2>P>H2
單質(zhì)氧化性逐漸減弱,對(duì)應(yīng)陰離子還原性增強(qiáng)(注意元素非金屬性與單質(zhì)的氧化性無必然聯(lián)系,以上順序?yàn)閱钨|(zhì)氧化性排列)
3、根據(jù)反應(yīng)條件判斷
當(dāng)不同氧化劑分別與同一還原劑反應(yīng)時(shí),如果氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)相同,可根據(jù)反應(yīng)條件的難易來判斷。反應(yīng)越容易,該氧化劑氧化性就強(qiáng)。
如:16HCl(濃)+2KMnO4==2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2(氣)
4HCl(濃)+MnO2=加熱= MnCl2+2H2O+Cl2(氣)
4HCl(g)+O2=加熱,CuCl2催化劑= 2H2O+2Cl2(氣)
氧化性:KMnO4>MnO2>O2
但也不一定正確,因?yàn)檠趸愿鼜?qiáng)的物質(zhì)可能因?yàn)閯?dòng)力學(xué)障礙導(dǎo)致反應(yīng)反而更困難,也有可能是反應(yīng)可逆程度較大導(dǎo)致平衡向ΔG>0的方向移動(dòng)
4、根據(jù)氧化產(chǎn)物的價(jià)態(tài)高低來判斷
當(dāng)含有變價(jià)元素的還原劑在相似的條件下作用于不同的氧化劑時(shí),可根據(jù)氧化產(chǎn)物價(jià)態(tài)的高低來判斷氧化劑氧化性強(qiáng)弱,如:
2Fe+3Cl2?(點(diǎn)燃)→ 2FeCl3
Fe+S ?(加熱)→ FeS
氧化性:Cl2>S
但也不一定正確,例如:F2只能將Os氧化到+6價(jià),O2則能氧化到+8價(jià)
5、根據(jù)元素周期表判斷
(1)同主族元素(從上到下)
非金屬原子(或單質(zhì))氧化性逐漸減弱,對(duì)應(yīng)陰離子還原性逐漸增強(qiáng)。
金屬原子還原性逐漸增強(qiáng),對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子氧化性逐漸減弱
(2)同周期主族元素(從左到右)
單質(zhì)還原性逐漸減弱,氧化性逐漸增強(qiáng)
陽(yáng)離子氧化性逐漸增強(qiáng),陰離子還原性逐漸減弱。
6、同周期的主族元素最高價(jià)氧化物的水化物(只能從左到右,不可上下或斜向比較)
酸性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)元素氧化性越強(qiáng)
堿性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)元素還原性越強(qiáng)
7、根據(jù)原電池的電極反應(yīng)判斷
兩種不同的金屬構(gòu)成的原電池的兩極。負(fù)極金屬是電子流出的極,正極金屬是電子流入的極。
其還原性:負(fù)極金屬>正極金屬
8、根據(jù)物質(zhì)的濃度大小判斷
具有氧化性(或還原性)的物質(zhì)濃度越大,其氧化性(或還原性)越強(qiáng),反之則越弱。
9、根據(jù)元素化合價(jià)價(jià)態(tài)高低判斷
一般來說,變價(jià)元素位于最高價(jià)態(tài)時(shí)只有氧化性,處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只有還原性,處于中間價(jià)態(tài)時(shí),既有氧化性又有還原性。一般處于最高價(jià)態(tài)時(shí),氧化性最強(qiáng),隨著化合價(jià)降低,氧化性減弱還原性增強(qiáng)。但也存在反例,例如:酸性水溶液中,0到最高價(jià),氯硫磷氧化性隨化合價(jià)下降反而而增強(qiáng)