物質氧化性或還原性的強弱主要由物質本身的結構和組成決定,同時受到溫度、濃度、酸堿性等外界條件的影響。影響物質氧化性或還原性的強弱的因素雖然較多,也較復雜,但是還是有一定規律的。通常可用以下幾種方法判斷。
一、根據金屬活動性順序表判斷
1.對金屬而言,金屬越活潑(金屬性越強),其單質的還原性越強(如:K>Ca>Na>Mg>Al>…Hg>Ag>Pt>Au),其對應的金屬陽離子的氧化性越弱(如:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<…<Hg2+<Ag+<Pt2+<Au+ )。
⒉對非金屬而言,非金屬越活潑(非金屬性越強),其單質的氧化性越強(如:F2 >Cl2>Br2>I2>S),其對應的非金屬陰離子的還原性越弱(如:F- <Cl- < Br- <I- < S2-)。
二、根據同一元素化合價高低進行比較
1.元素處于最低價只具有還原性,元素處于高價的具有氧化性,處于中間價態時既有氧化性又有還原性。如H2SO4只有氧化性,S2-只有還原性,SO2既有氧化性又有還原性。
2.一般地說,元素化合價越高,氧化性越強,如Fe < Fe2+ <Fe3+ ;元素化合價越低,還原性越強。
⒊非金屬元素化合價的高低與對應物質的氧化還原性規律特殊,如HClO < HClO3 < HClO4 。
三、根據氧化還原反應的方向進行比較
對于自發進行的氧化還原反應,氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性,還原劑的還原性大于還原產物的還原性。如2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O中,KMnO4 的氧化性大于O2 ,H2O2 的還原性大于 MnSO4。
四、根據周期表
1.同周期主族元素的單質,從左到右,金屬單質的還原性逐漸減弱,非金屬單質的氧化性逐漸增強。
2.同主族元素的單質,從上到下,金屬單質的還原性逐漸增強,非金屬單質的氧化性逐漸減弱。
五、根據反應條件比較
氧化劑相同時,反應易進行,相應還原劑的還原性較強;還原劑相同時,反應易進行,相應氧化劑的氧化性較強。
例如:
(1)4HCl+MnO2?劬MnCl2+Cl2↑+H2O
(2)16HCl+2KMnO4 =2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4 > MnO2
(3)2Na+2H2O(冷)=2NaOH+H2↑
(4)Mg+2H2O(熱)=Mg(OH)2+H2↑
(5)3Fe+4H2O(氣)=Fe3O4+4H2
還原性:Na > Mg > Fe
六、根據反應速率或劇烈程度比較
氧化劑相同時,反應快,相應還原劑的還原性較強;還原劑相同時,反應快,相應氧化劑的氧化性較強。例如:
(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4 H2O (慢)
(2)Cu+4HNO3(濃) =Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O(快)
氧化性:HNO3(濃) > HNO3(稀)
(3)2Na+2H2O(冷)=2NaOH+H2↑
(4)2K+2H2O(冷)=2KOH+H2↑
還原性:K > Na
七、根據物質被氧化或被還原的程度進行比較
具有可變化合價的還原劑被不同氧化劑氧化時,還原劑所含元素化合價升高越多,表明氧化劑的氧化性越強;具有可變化合價的氧化劑被不同還原劑還原時,氧化劑所含元素化合價降低越多,表明還原劑的還原性越強。
八、根據電化學反應規律比較
原電池中,負極金屬還原性 > 正極金屬還原性 (除Fe、Al 遇濃硝酸, Al遇NaOH外)。電解池中(離子濃度相等時), 陽極:還原性強的陰離子先放電;陰極:氧化性強的陽離子先放電。
九、根據物質的濃度大小判斷
具有氧化性的物質濃度越大,其氧化性越強;具有還原性的物質濃度越大,其還原性越強。
十、根據能量變化比較
1.元素由原子變成陽離子時,吸收能量越多,則對應的單質還原性越弱;元素由原子變成陽離子時,吸收能量越少,則對應的單質還原性越強。
2.元素由原子變成陰離子時,釋放能量越多,則對應的單質氧化性越強;元素由原子變成陰離子時,釋放能量越少,則對應的單質氧化性越弱。
十一、根據元素最高價氧化物的水化物酸堿性強弱比較
酸性越強,對應元素氧化性越強;堿性越強,對應元素還原性越強。
學生的學習是一個循序漸進的過程。關于“物質的氧化性、還原性強弱比較”這一內容適宜在高三年級進行概括和總結,在高一起始年級只能選擇一部分來講。
(責任編輯趙永玲)
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