高中化学——氧化还原性强弱比较的方法

2017年11月03日 浏览:

氧化性或还原性强弱须在相同条件下进行比较,条件或状态不同,强弱关系可能不同。如H?S与I?,二者溶液状态下的反应方向和气态时反应情况刚好相反。

一、根据经验规则

金属活动性就是金属在水溶液中的还原性,因此根据金属活动性顺序表可以确定金属还原性强弱,即Na>Al>Fe>H>Cu>Ag。但是依照金属活动序判断金属单质还原性强弱是有一定局限的,活动序应用的前提必须是在水溶液中。在这个顺序中没有常见的亚铁离子,亚铁离子的氧化性约和银相当。而非金属单质的氧化性顺序为F?>Cl?>O?>Br?>I?>S>P>C>Si>H?,三价铁离子的氧化性在溴和碘之间。

二、利用难易律

对于M-neˉ=Mn+而言,越易失电子的物质,失去电子后就越难得电子;越易得电子的物质, 得到电子后就越难失电子;因此由金属活动性知道对应阳离子氧化性逐渐增强,即离子的氧化性顺序为Mg2?

三、根据自发反应方向

对于自发进行的氧化还原反应而言,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性;还原剂的还原性强于还原产物的还原性。这是判断氧化性还原性强弱的主要标准,但是注意氧化还原性的强弱比较其实是和反应条件有关的。如Cu+2FeCl?=2FeCl?+CuCl?说明铜的还原性大于亚铁离子,同时铁离子的氧化性大于铜离子。

四、根据元素化合价

对于变价元素来讲,最高价只有氧化性,最低价只有还原性。对同一元素而言,价态越高,氧化性越强,如Fe2?的氧化性弱于Fe3?。价态越低,还原性越强,S2ˉ的还原性强于S,而S的还原性SO?2ˉ。但是氯的含氧酸属于特殊情况,其价态越低,氧化性越强。也就是说,氧化性HClO> HClO?>HClO?> HClO?。

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一般来说,元素的金属性越强,其单质还原性就越强;元素的非金属性越强,其单质的氧化性就越强。例如,钠的金属性弱于钾,所以Na的还原性弱于K;氟的金属性强于氯,因此F?的氧化性强于Cl?。

六、根据反应速率

在相同条件下,反应速率大的氧化还原性更强。例如:铁在冷的浓硫酸中钝化而在热的浓硫酸中继续反应,说明热的浓硫酸的氧化性强于冷的浓硫酸。铜与浓硝酸反应远比稀硝酸反应剧烈,说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。乙烯使高锰酸钾溶液褪色,在酸性、中性、碱性条件下褪色速度依次减弱,说明酸性条件下高锰酸钾的氧化性强于中性条件,中性条件高锰酸钾的氧化性强于碱性条件。

七、根据原电池电极

两种不同的金属构成原电池的两极。负极是电子流出的极,正极是电子流入的极,其还原性:负极>正极。这种原则可以和竞争反应的原则相结合,因此如果阴阳两极并不是都能与电解液反应,就会出现反例,比如Mg-Al-NaOH原电池中,因为镁不与氢氧化钠反应,镁做正极。

八、根据反应顺序

相同条件下,首先被氧化的还原能力强,首先被还原的氧化能力强。比如氯气通入FeBr?溶液,Fe2?首先被氧化,证明Fe2?的还原性性强于Brˉ。用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。用不同金属的合金做阳极电解溶液时,在阳极先放电的金属活泼性强。

九、根据反应条件

与同一氧化剂/或者还原剂反应,反应条件较为苛刻的,其还原性/氧化性较弱。卤素单质与H?的反应,按F?、Cl?、Br?、I?的顺序反应越来越难,反应条件要求越来越高,则可得出氧化性:F?>Cl?> Br?>I?。比如高锰酸钾和二氧化锰都可以与浓盐酸反应制取氯气,但是高锰酸钾在常温下反应,而二氧化锰需要在加热条件下反应,所以高锰酸钾的氧化性强于二氧化锰。这种比较方法较为少用。

同样的,相同条件下,能氧化某物质的,比不能氧化某物质的氧化性强;能还原某物质的,比不能还原某物质的还原性强。比如浓硝酸能氧化一氧化氮,稀硝酸不能氧化一氧化氮,所以稀硝酸的氧化性弱于浓硝酸。

十、根据反应产物

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同一还原剂与不同氧化剂反应,被氧化的价态越高,则对应的氧化剂氧化性越强。这个规律有一定的局限性,不是所有现象都可套用此规律。依然以O?与Cl?为例,二者分别与Fe反应,显然后者被氧化得“完全”,而前者只能生成Fe?O?,于是得出结论,后者氧化性更强。结论没错,但请注意,Fe与纯O?反应只生成Fe?O?是因为高温下该氧化物稳定,而不是O?没能力将Fe完全氧化成+3价。