一、有關氧化劑、還原劑概念及判斷易錯易混點歸納
1.氧化還原反應中,非金屬單質一定只作氧化劑。
非金屬元素既有正價又有負價,故氧化還原反應中,絕大多數非金屬單質既可作氧化劑又可作還原劑,只是以氧化劑為主?;顫姺墙饘賳钨|與強還原劑反應時,活潑非金屬單質作氧化劑;較不活潑非金屬單質與強氧化劑反應時,不活潑金屬單質作還原劑;某些非金屬單質如CI2與熱NaOH 濃溶液反應時,非金屬單質既作氧化劑又作還原劑。
2.反應物不是氧化劑就是還原劑。
在氧化還原反應中,一定有氧化劑和還原劑,但氧化劑和還原劑可以是不同物質,也可以是同一種物質。如反應:
Cl2+2NaOH=NaCI+NaClO+H2O
Cl2既是氧化劑又是還原劑。
3.有水參加的氧化還原反應,水不是氧化劑就是還原劑。
很多有水參加的氧化還原反應中,水不是氧化劑,就是還原劑。但還有不少氧化還原反應,水只是反應物,既不是氧化劑又不是還原劑。如CI2與水反應、Na2O2與水反應等,水只作反應物。
4.氧化還原反應中,氧化劑、還原劑(或氧化產物、還原產物)應是不同種類物質。
大多數氧化還原反應,氧化劑、還原劑(或氧化產物、還原產物)一般都是不同種類的物質。但歧化反應中,氧化劑和還原劑為同一種物質;歸中反應中,氧化產物和還原產物也為同一種物質。
5.生成物來源于氧化劑或還原劑時,一定是氧化產物或還原產物。
生成物來源于氧化劑或還原劑時,常常是還原產物或氧化產物,有時既是氧化產物又是還原產物。但也有特殊情況,如反應:
2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2
O2雖來源于氧化劑O3,但氧元素的化合價未變化,故O2不是還原產物。
6.某些較復雜的氧化還原反應中,可根據電子、原子守恒判斷氧化劑。還原劑對于反應:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
來說,很容易判斷Al作還原劑,但根據電子守恒及原子守恒,不少學生會錯誤判斷出氧化劑應是NaOH和H2O。而實際上這個反應可分為兩個過程,第一個過程是Al與水微弱反應生成Al(OH)3。(此反應為氧化還原反應),NaOH與該反應生成的Al(OH)3發生非氧化還原反應生成NaAlO2,故氧化劑只能是水。此反應實際上應為:
2A1+2NaOH+6H2O=2NaAIO2+3H2↑+4H2O
與之類似的還有Si與NaOH溶液反應。
二、有關氧化還原反應概念及判斷易錯易混點歸納
1.有單質參加或生成的反應一定屬于氧化還原反應。
絕大多數有單質參加或生成的反應都屬于氧化還原反應。但同素異形體(單質)之間的相互轉化,反應中均有單質參加或生成,但元素的化合價始終為0,未發生化合價的變化,故這類反應并不屬于氧化還原反應。上述說法未能考慮到同素異形體之間轉化的特殊情況,故錯誤。
2.無單質生成的分解反應一定不屬于氧化還原反應。
有單質生成的分解反應一定屬于氧化還原反應,絕大多數無單質生成的分解反應都屬于非氧化還原反應。但分解反應如:
4Na2SO3 Na2S+3Na2SO4
雖然沒有單質生成,但反應前后硫元素卻發生了化合價的變化,屬于氧化還原反應,故上述說法錯誤。
3.無單質參加的化合反應一定不屬于氧化還原反應。
有單質參加的化合反應一定屬于氧化還原反應,絕大多數無單質參加的化合反應都屬于非氧化還原反應。但有些化合反應如:SO2+H2O2=H2SO4 雖然沒有單質參加,但S、O兩種元素發生了化合價的變化,屬于氧化還原反應,故上述說法錯誤。
4.氧化還原反應一定都屬于四大基本反應類型。
絕大多數氧化還原反應都可劃人四大基本反應類型中的某一類型中,但有些氧化還原反應與四大基本反應類型之間并沒有關系。如CO還原某些金屬氧化物、Na2O2與水或CO2反應等,雖屬于氧化還原反應,但不屬于四大基本反應類型中的任何一種反應。
5.有強氧化性物質參加的反應一定屬于氧化還原反應。
濃、稀硝酸和濃硫酸都具有強氧化性,必須遇到強還原劑且發生化合價的變化才能體現它的強氧化性,該反應才屬于氧化還原反應。但有些反應雖有強氧化性物質參加反應,但無化合價的變化,只能屬于非氧化還原反應,如:Na2SO3+RSO4(濃)=Na2SO4+ H2O +SO2↑
6.隱含于非氧化還原反應中的氧化還原反應。
有些反應貌似非氧化還原反應,但實質發生的是氧化還原反應。如將SO2通入漂白粉溶液中,該反應并不是SO2+Ca(ClO)2=CaSO3↓+ 2HClO實際上反應生成的HCIO具有強氧化性,CaSO3有強還原性,它們之間還要繼續發生氧化還原反應,故上述反應應優先考慮氧化還原反應。類似的還有氫碘酸溶液與Fe(OH)3 反應、FeO與稀硝酸反應等,并不是簡單的復分解反應,都隱含著氧化還原反應。
7.氧化還原反應都能設計成原電池。
構成原電池的反應一定屬于氧化還原反應,但氧化還原反應并不一定都能設計成原電池。只有自發的、放熱的氧化還原反應才能設計成原電池。而吸熱、非自發進行的氧化還原反應不能設計成原電池。
三、有關氧化性、還原性強弱概念及判斷易錯易混點歸納
1.置換反應中,反應物中單質的還原性一定比生成物中單質的還原性強
根據同一氧化還原反應還原性判斷規律知,一般還原劑的還原性強于還原產物的還原性,故絕大多數置換反應都符合這一規律。但有些置換反應雖能進行,是依據平衡移動原理來進行,并不是依據還原劑的還原性強于還原產物的還原性。
如反應:
2C+SiO2 Si+2CO↑
Mg+2CsCl MgCl2+2Cs↑
等,是因為產生的CO或Cs氣體逸出,降低了生成物的濃度,從而使平衡均正向移動,使得反應能夠發生,并不是因為C的還原性強于Si,也不是因為Mg的還原性強于Cs。
2.氧化還原反應中,所有的非金屬單質都既有氧化性又有還原性。
絕大多數非金屬元素既有正化合價又有負化合價,故在氧化還原反應中既有氧化性又有還原性。但氟元素只有負價而無正價,故F2只具有氧化性,而無還原性。
3.含高價態元素的化合物一定具強氧化性,含較低價態元素的化合物一定具弱氧化性。
高價態元素的化合物具有氧化性,低價態元素的化合物具有還原性,中間價態的既有氧化性又有還原性。但氧化性或還原性的強弱與多種因素有關,價態只是影響因素之一,不能單純依據價態的高低來判斷氧化性或還原性的強弱。如H3PO3中的P處于最高價態,但H3PO3卻無強氧化性;HClO中Cl的化合價為+1價,但HClO卻有強氧化性。
4.同種元素不同價態的化合物,高價態物質的氧化性一定比低價態物質的氧化性強。
許多含氧酸,價態越高氧化性越強,如氧化性:HNO3>HNO2,濃H2SO4 >H2SO3等。但氯的含氧酸氧化性卻與之相反,氯元素價態越高,氧化性越弱,如HClO>HClO3>HC1O4。因為化合物的氧化性強弱不僅與價態昀高低有關,而且還與分子的穩定性有關。
5.氧化劑的氧化性一定大于氧化產物的氧化性。
同一氧化還原反應中,氧化劑的氧化性應該大于氧化產物的氧化性。但同一物質在不同條件下氧化能力大小卻有所改變,如:
I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4
(氧化性:I2>稀H2SO4。)
2HI+H2SO4(濃)=I2+SO2+2H2O
(氧化性:濃H2SO4>I2)
這兩個反應都能發生,但I2和H2SO4的氧化性強弱卻截然相反,這主要是因為硫酸的氧化性強弱還與其濃度有關,應有濃H2SO4>I2>稀H2SO4。故在分析同一種物質氧化性強弱時還應考慮濃度、溫度及溶液pH等對它的氧化能力的影響。
6.根據任何氧化還原反應都能比較氧化性或還原性的強弱。
同一氧化還原反應中,存在氧化性:氧化劑>氧化產物,還原性:還原劑>還原產物,故可據此判斷氧化性或還原性的強弱。但并不能根據一些分解反應來判斷氧化性或還原性的強弱,如分解反應2HI H2+I2若根據上述判斷規律,有氧化性:HI> I2,而實際上I2的氧化性強于HI。
7.為增強高錳酸鉀溶液的氧化能力,可加入任何酸酸化高錳酸鉀,可提高高錳酸鉀溶液的氧化能力,但加入的酸不能使高錳酸鉀的氧化能力喪失,故應加入沒有強氧化性的稀硫酸,不能加入具有強氧化性的硝酸,更不能加入具有還原性的稀鹽酸。
四、有關元素被氧化、被還原概念及判斷易錯易混點歸納
1.氧化還原反應中,一種元素被氧化,一定有另一種元素被還原。
在氧化還原反應中,一定有被氧化和被還原的元素,但被氧化和被還原的元素可能是不同種元素,也可能是同一種元素,如歧化反應和歸中反應,被氧化和被還原的元素都是同一種元素。
2.某元素由化合態變為游離態,可能被氧化,也可能被還原某元素處于化合態時,其化合價可能為正價,也可能為負價。若該元素由正價變為0價,化合價降低被還原,如:Fe+ CuSO4=FeSO4+Cu
若該元素由負價變為0價,化合價升高被氧化,如:
Cl2+2KI=2KCl+I2
3.一種物質被氧化,一定有另一種物質被還原。
若氧化劑和還原劑為不同物質時,氧化劑(變價元素)被還原時,還原劑(變價元素)應被氧化。但氧化劑和還原劑為同一物質時,被氧化和被還原的為同一種反應物。
4.氧化還原反應中,元素被還原的價態越低,氧化劑的氧化性越強。
氧化劑的氧化性強弱除了與它自身性質有關外,還與濃度、溫度、溶液的pH等外界條件密切相關,但與還原產物的價態高低沒有直接關系。如銅與濃硝酸、稀硝酸的反應,其還原產物分別為NO2、NO,其價態分別由+5價降低到+4、+2價,但其氧化性卻是濃硝酸強于稀硝酸。
總之,學習氧化還原反應一定要撥開問題看本質,分清楚題目中的概念,才能在該類型題目上享有絕對主導權。
(作者單位:江蘇省淮海中學)