第一節(jié) 氧化還原反應(yīng)
一、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)
㈠實(shí)質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移(得失或偏移)。
㈡特征:反應(yīng)前后元素的化合價(jià)發(fā)生了變化。 二、氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系 三、氧化還原反應(yīng)的表示方法
a.用兩條線由反應(yīng)物指向生成物,且對(duì)準(zhǔn)同種元素。 ㈠雙線橋法 b.要標(biāo)明“得”、“失”電子,且得失電子數(shù)相等。 c.箭頭不代表電子轉(zhuǎn)移的方向。
a.用一條線表示不同元素原子得失電子的情況。
㈡單線橋法 b.由失電子的元素指向得電子的元素,并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的總數(shù)。 c.箭頭表示電子轉(zhuǎn)移的方向
Fe2O3+3CO高溫 2Fe+3CO2 3Cu+8HNO3==3Cu(NO3)22O
四、有關(guān)氧化還原反應(yīng)的總結(jié)
㈠從化合價(jià)升降角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng) ㈡從電子轉(zhuǎn)移角度理解氧化還原反應(yīng)
1、在離子化合物的形成過(guò)程中,金屬元素原子失去電子使化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng);非金屬元素原子得到電子使化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng)。
2、在共價(jià)化合物的形式過(guò)程中,公用電子對(duì)偏向哪一方,該元素的化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),共用電子對(duì)偏離哪一方,該元素化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng)。
3、元素化合價(jià)的升降既與氧化還原反應(yīng)有著密切的關(guān)系,又與元素原子之間的電子轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系。 五、氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律
㈠守恒律:化合價(jià)升高總數(shù)與降低總數(shù)相等,失電子總數(shù)與得電子總數(shù)相等,反應(yīng)前后電離總數(shù)相等(離子反應(yīng))
㈡價(jià)態(tài)律:元素處于最好價(jià)態(tài),只有氧化性;元素處于最低價(jià)態(tài),只有還原性。
㈢強(qiáng)弱律:強(qiáng)氧化性的氧化劑跟強(qiáng)還原性的還原劑反應(yīng),生成弱還原性的還原產(chǎn)物和弱氧化性的氧化產(chǎn)物。 ㈣轉(zhuǎn)化律:以元素相鄰價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化最容易;同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生反應(yīng),元素的化合價(jià)只靠近不交叉(有可能生成同一價(jià)態(tài)的物質(zhì));同種元素相鄰價(jià)態(tài)之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
㈤難易律:越易失電子的物質(zhì),失去后就越難得電子;越易得電子的物質(zhì),得到后就越難失去電子。 ㈥跳位律
在特殊情況下,氧化劑遇到強(qiáng)還原劑時(shí),或還原劑遇到強(qiáng)氧化劑時(shí),元素的價(jià)態(tài)變化不是臨位變化而是跳位變化的。 ㈦有效律
㈧分部律:分部反應(yīng)覆蓋了某些氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)
當(dāng)一個(gè)氧化劑(還原劑)遇到還原劑(氧化劑)時(shí),自身氧化還原能力較強(qiáng)的優(yōu)先。 六、氧化還原反應(yīng)的類型
㈠還原劑+氧化劑===氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物 ㈡部分氧化還原反應(yīng) ㈢自身氧化還原反應(yīng)
七、常見(jiàn)的氧化劑和還原劑
㈠具有最高價(jià)元素的物質(zhì),在氧化還原反應(yīng)中只能得到電子,一般是較強(qiáng)的氧化劑,具有較強(qiáng)的氧化性。
a.高價(jià)或較高價(jià)含氧化合物:MnO2 KClO3 KMnO4 K2Cr2O7 HNO3 H2SO4(濃)
常見(jiàn)的氧化劑 b.高價(jià)金屬陽(yáng)離子:Cu2+ Fe3+ Ag+ Pb4+ c.非金屬單質(zhì):Cl2 Br2 I2 O2 S d.過(guò)氧化物:Na2O2 H2O2
a.活潑或較活潑的金屬:K Ca Na Mg Al Zn Fe
b.低價(jià)金屬陽(yáng)離子:Fe2+ Cu+
常見(jiàn)的還原劑 c.非金屬離子及低價(jià)態(tài)化合物:S2- H2S I- SO2 H2SO3 Na2SO3 d.較低價(jià)的化合物:CO NH3 H2
e.少數(shù)金屬化合物:NaH CaH2 CaC2
八、氧化性、還原性的強(qiáng)弱判斷方法 ㈠由氧化還原反應(yīng)方向比較
還原劑A+氧化劑氧化產(chǎn)物a+還原產(chǎn)物b,則:氧化性B>a,還原性A>b。 如:由2 Fe2++ Br2===2 Fe3++2Br-可知:氧化性Br2>Fe3+,還原性Fe2+>Br- ㈡根據(jù)物質(zhì)活動(dòng)性順序比較判斷: 1、金屬活動(dòng)性順序(常見(jiàn)元素)
K Ca Na?Fe?Cu Hg Ag 原子還原性逐漸減弱,對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子氧化性逐漸增強(qiáng)2、非金屬活動(dòng)性順序(常見(jiàn)元素) F Cl Br I S
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) 3、由反應(yīng)條件的難易比較
a. 不同氧化劑與同一還原劑反應(yīng),反應(yīng)條件約易,氧化性越強(qiáng)。
如:F2和H2混合在暗處就能劇烈化合而爆炸,而I2與H2需在不斷加熱的情況下才能緩慢化合,因而F2的氧化性比I2強(qiáng)。
b. 不同還原劑與同一氧化劑反應(yīng),反應(yīng)條件越易,還原性越強(qiáng)。
如有兩種金屬M(fèi)和N均能與水反應(yīng),M在常溫下能與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,而N需在高溫下才能與水蒸氣反應(yīng),由此判斷M的還原性比N強(qiáng)。
4、 條件相同,與同一物質(zhì)反應(yīng),能使這一物質(zhì)化合價(jià)變化大的 ,氧化(還原)性強(qiáng)。
如:2 Fe+3 Cl2=== 2 Fe Cl3 Fe+S=== FeS 可以判斷氧化性:Cl2>S
5、對(duì)于同種元素:化合價(jià)高的氧化能力強(qiáng),化合價(jià)低的還原能力強(qiáng)
如:氧化性:H2SO4(濃)>SO2>S 還原性:H2S>S>SO2 九、氧化還原反應(yīng)方程式的配平技巧 ㈠逆向配平法
K2Cr2O7 + HCl(濃)=== KCl+ CrCl3+ Cl+ H2O ㈡設(shè)“1”配平法
P4O+ Cl2=== POCl3+ P2Cl6 ㈢零價(jià)配平法
Fe3+ HNO3== Fe(NO3)3+ NO+ CO+ H2O ㈣整體標(biāo)價(jià)法
S+ Ca(OH)2== CaSx+ CaS2O3+ H2O ㈤缺項(xiàng)配平法
MnO4+Cl+ ==Mn+Cl2+H2O ㈥有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平
KMnO4+ H2SO4+ H2C2O4== CO+ MnSO4+ K2SO4+ H2O
--2+
第二節(jié) 離子反應(yīng)
一、電解質(zhì)和非電解質(zhì)
1、 電解質(zhì):水溶液或融化狀態(tài)、能導(dǎo)電、化合物 2、 非電解質(zhì):水溶液和融化狀態(tài)、不能導(dǎo)電、化合物
3、 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力:離子濃度越大,離子的電荷數(shù)越多,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。 注:⑴單質(zhì)與混合物不屬于電解質(zhì),也不屬于非電解質(zhì)。
⑵金屬氧化物是電解質(zhì)。
⑶能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì),如石墨等;電解質(zhì)本身不一定能導(dǎo)電,如食鹽晶體。
⑷有些化合物的水溶液能導(dǎo)電,但因?yàn)檫@些化合物在水中或融化狀態(tài)下本身不能電離,也不是電解質(zhì)。如SO2、SO3、NH3、CO2等,它們的水溶液都能導(dǎo)電,是因?yàn)楦磻?yīng)生成了電解質(zhì),它們本身都不是電解質(zhì)。
⑸有些電解質(zhì)不溶于水。如:硫酸鋇、碳酸鈣都是電解質(zhì)。 二、電解質(zhì)的電離
㈠電離:酸、堿、鹽等在溶解與水或受熱融化時(shí),理解成能夠自由移動(dòng)的離子的過(guò)程。 ※ 注意:1、電離的條件:溶解于水或受熱融化。 2、電離不需要通電。 3、電離一般是吸熱過(guò)程。 ㈡強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)
2、電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶解性無(wú)關(guān),BaSO4等一些難溶電解質(zhì),在水中的溶解度極小、但溶解的部分全部電離成
離子,只是離子濃度太小、它不僅是電解質(zhì)、而且是強(qiáng)電解質(zhì)。
3、電解質(zhì)的強(qiáng)弱與溶液的導(dǎo)電性沒(méi)有必然聯(lián)系,其導(dǎo)電能力強(qiáng)弱由溶液中自由離子的濃度決定,也與離子
所帶電荷多少有關(guān)。 ㈢電離方程式
1、 離子反應(yīng)是在溶液中或融化狀態(tài)時(shí)進(jìn)行的反應(yīng),凡非溶液中進(jìn)行的反應(yīng),一般不能寫成離子方程式。
如:NH4Cl固體和Ca(OH)2固體混合加熱,只能寫成化學(xué)方程式
2、 單質(zhì)、氧化物、氣體、水在離子方程式中一律寫化學(xué)式;弱酸、弱堿等難電離的物質(zhì)必須寫化學(xué)式;難
溶于水的物質(zhì)等必須寫化學(xué)式。
3、 ①弱酸的酸式鹽:第一步完全電離,其余部分電離,如:NaHCO3== Na++ HCO3-
②強(qiáng)酸的酸式鹽在溶液中一步完全電離,如:NaHSO4== Na++H++SO42-,但在熔融狀態(tài)下,只電離出離子和酸根離子,NaHSO4(熔融)== Na++ HSO42-
③ 元弱酸的酸式酸根離子在離子方程式中不能拆開寫,如NaHSO3溶液和稀硫酸反應(yīng): HSO3-+H+===SO+H2O
4Na2O融化++O2- 5、微溶物的處理有三種情況:
⑴在生成物中有微溶物析出時(shí),微溶物用化學(xué)式表示 ⑵當(dāng)反應(yīng)物里有微溶物處于濁液狀態(tài)(稀溶液)、應(yīng)寫成離子的形式,如CO2氣體通入澄清石灰水中 ⑶當(dāng)反應(yīng)物里有微溶物處于濁液或固態(tài)時(shí),應(yīng)寫成化學(xué)式,如石灰乳中加入Na2CO3
6、操作順序或反應(yīng)物相對(duì)量不同時(shí)離子方程式不同,例如少量燒堿滴入Ca(HCO3)2溶液(此時(shí)Ca(HCO3)2過(guò)量)有:
Ca2++ HCO3-+OH-===CaCO3
2O
少量Ca(HCO3)2NaOH過(guò)量)有: Ca2++2HCO3-+2OH-=== CaCO3 +CO32-+2 H2O 7、離子方程式中濃硫酸的處理 濃硫酸跟固體反應(yīng),一律不寫成離子方程式,只用化學(xué)方程式但若是濃硫酸與某溶液反應(yīng),則一律寫為“2H+
2-SO4”形式
8、氨在離子方程式中的書寫形式
⑴有關(guān)氨氣跟某溶液反應(yīng)的寫成“NH3”或 “NH3·H2O” ⑵有關(guān)氨氣跟某物質(zhì)反應(yīng)的寫成“NH3·H2O” ⑶在冷的稀溶液中生成氨氣的寫成“NH3·H2O” ⑷在熱的溶液或冷的濃溶液中生成氨氣的寫成:“NH” 常見(jiàn)的離子在溶液中不能大量共存的情況主要有以下幾種: 1、 離子之間相互反應(yīng)有沉淀析出 2、 離子之間相互反應(yīng)有氣體逸出 3、 離子之間相互反應(yīng)生成弱電解質(zhì) 4、 離子之間因相互促進(jìn)水解 5、 離子之間因發(fā)生氧化還原反應(yīng) 6、 離子之間因發(fā)生反應(yīng)生成絡(luò)離子 7、 因題目的附加條件而不能大量共存
2+2+-⑴ 無(wú)色溶液中Cu、Fe、MnO4等有色離子不能大量共存。
⑵ 看是否符合題設(shè)條件及要求,如“過(guò)量”“少量”“等物質(zhì)的量”“適量”“任意量”。 ⑶ 滴加順序
+-12
⑷ 注意溶液隱含的酸堿性,如PH=1;水電離的H濃度為1×10,則隱含著溶液具有很強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性。 ⑸ 注意溶液中隱含的氧化性離子與還原性離子不能共存。
--2+2-如:在PH=1的溶液中含有大量NO3,由于酸性溶液中NO3有強(qiáng)氧化性,則不能再有Fe、S等還原性離子。
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