氧化還原反應的基本規律
1、守恒規律:
(1)質量守恒定律:(化學反應基本規律);
(2)電子守恒規律:任何氧化還原反應中,氧化劑得到的電子總數與還原劑失去電子總數相等(整個體系的電子總數不變),進而也能得到
(3)化合價守恒:化合價升高的總數等于化合價降低的總數。
2、價态規律:
(1)升降規律:氧化還原反應中,化合價升高的總數等于化合價降低的總數;
(2)價态歸中規律:即同種元素不同價态之間,相鄰價态不反應(如SO2和濃硫酸不反應);發生反應時化合價向中間靠攏,但不交叉(兩相靠,不相交):
例如:H2S+H2SO4(濃)= S↓+SO2↑+2H2O中硫元素的價态變化如下:
3.“強者先行”規律:
一種氧化劑(或還原劑)與多種還原劑(或氧化劑)相遇時,總是先與還原性強(氧化性強)的物質反應,如:
将Zn投入到FeSO4和CuSO4的混合溶液中,Zn先和CuSO4反應,原理就是因為氧化性CuSO4>FeSO4。
4、強弱規律:越容易失電子的物質,失去電子後就越難得電子;越容易得電子的物質,得到電子後就越難失電子“易得難失,易失難得”。
5、應用:比較物質氧化性(還原性)的強弱
一般來說,在給出定反應的條件下,氧化劑的氧化性大于氧化産物;還原劑的還原性大于還原産物,如果該反應常溫下能夠發生(自發反應),一般遵循強氧化劑制弱氧化劑,強還原劑制弱還原劑,即“由強制弱”。
氧化還原反應的計算
氧化還原反應的計算,最核心的思維方式是電子的得失守恒。利用守恒思想,可以抛開繁瑣的反應過程,可不寫化學方程式,不追究中間反應過程,隻要把物質分為初态和終态,從得電子與失電子兩個方面進行整體思維,便可迅速獲得正确結果。
1、氧化劑還原劑的量的計算:
氧化還原反應中氧化劑還原劑的量一定是以實際發生氧化還原(發生變價)的量為依據,而不是以參加反應的量為依據,如:
3Cu 8HNO3=3Cu(NO3)2 2NO↑ 4H2O
n(氧化劑):n(還原劑)= 2:3而不是8:3。
2、電子轉移數量的計算:劃出雙線橋(單線橋),從而得到每發生1個反應轉移的電子數,從而按比例計算,如求下反應生成l mol NO轉移的電子數:
3Cu 8HNO3=3Cu(NO3)2 2NO↑ 4H2O
根據反應方程式(不行就話雙線橋)得到,生成2個NO分子轉移6e,因此生成l mol NO轉移的電子數為3NA。
3、單位物質的量(質量)的氧化能力的比較:通過比較單位物質的量(質量)的物質得到(失去)的電子數。如比較單位物質的量的KClO3的氧化能力是Cl2的幾倍?
1molKClO3發生反應得到6mol電子,1molCl2發生反應得到2mol電子,因此單位物質的量的KClO3的氧化能力是Cl2的3倍。
4、求氧還産物的化合價(或物質的量):
a、找出氧化劑、還原劑及相應的還原産物和氧化産物;
b、找準一個原子或離子得失電子數(注意化學式中粒子的個數)
c、根據題中物質的物質的量和得失電子守恒列出等式。
n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值=n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值
如現有24mL濃度為0.05mol/L的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol/L的K2Cr2O7溶液完全反應。求元素Cr在還原産物中的化合價,設Cr的最終價為 x,依據上式子列出等式:20×0.02×10-3×2×(6-x)=24×0.05×10-3×(6-4),求出x=3。
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