氧化还原反应的十个误区

2013-07-30 14:31李先军
高中生学习·高二版 2013年5期
关键词:性比还原性单质

李先军

1. 转移电子的数目

常常有同学犯迷糊:某氧化还原反应,得到2e-,失去2e-,不就转移了4e-吗?

这主要是对概念理解不透彻。我们要明白:氧化剂得到电子得到的是谁的电子?还原剂失去电子失去的电子给谁了?在一个氧化还原反应中,氧化剂得到的电子就是还原剂失去的电子,即转移电子的数目。

2. 由金属活动性顺序表推断对应离子的氧化性

按照金属活动性顺序,排在前面的金属元素其原子的还原性强,排在后面的金属元素其阳离子的氧化性强。例如,单质的还原性:K>Ca>Na>Mg>Al>Hg>Ag,对应阳离子的氧化性:K+

于是,就有同学类推,单质还原性:Zn>Fe,对应阳离子的氧化性Zn2+

类似的错误还有:失去电子难的原子得到电子能力一定强。例如,稀有气体原子既不易失去电子,也不易得到电子。

3. 金属单质在氧化还原反应中一定作还原剂,所以非金属单质一定作氧化剂

这是明显错误的,金属单质在反应只能失电子作还原剂,但非金属单质就不一定只作氧化剂了,比如C、H2等非金属单质是常用的还原剂;Cl2在与H2O或碱的反应中既是氧化剂,又是还原剂;氧化性较强的S单质遇到硝酸、浓硫酸等强氧化剂时也只能作还原剂。

类似的错误还有:阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性。例如,Fe2+既有氧化性,又有还原性,而且以还原性为主,MnO4-、ClO-是阴离子却有强氧化性, NO3-在酸性条件下也有强氧化性。

4. 元素在化合物中的化合价越高,该化合物的氧化性越强;含最高价元素的化合物一定具有强氧化性

这个认识也是错误的。例如,氯元素在HClO中呈+1价,在HClO4中呈+7价,但HClO的氧化性比HClO4强,“HClO具有强氧化性,可以将某些有色物质漂白”是我们都知道的;H3PO4中的P呈+5价,是磷元素的最高价,但是H3PO4并没有强氧化性,还有呈+4价的碳和硅也没有强氧化性。

5. 得、失电子的数目与氧化、还原能力无关

常常有同学错误地认为:得到电子越多的物质,其氧化性越强;失去电子越多的物质,其还原性越强。其错误在于没有明白,氧化性、还原性的强弱是看它得到电子、失去电子的能力,而不是看它得、失电子的数目。比如Al在反应中失去3e-,而Na只能失去e-,实际上Na的还原性比Al强得多;S在反应中可以得2e-,而F在反应中只能得e-,实际上F的氧化性比S强得多。

6. Fe什么时候失去2e-,什么时候失去3e-?

Fe遇到强氧化剂时才失去3e-,例如氯气、溴单质、硝酸、浓硫酸(加热)等。当然,如果铁过量,生成的Fe3+后来又会被还原成Fe2+。

在原电池反应中铁作负极时只能失去2e-。(顺便提醒一下:Fe3+在电池反应中只能得到e-变成Fe2+。)

7. 强氧化剂与强还原剂相遇后一定能发生氧化还原反应

这个错误非常常见,例如许多人不知道NH3与HNO3怎么反应。实际上,有些强还原剂,比如H2、CO、NH3在加热条件下与固体或气体反应时,还原性是很强的,但是在溶液中反应时就基本表现不出还原性了。所以强氧化剂浓硫酸可以干燥H2、CO,所以NH3+HNO3=NH4NO3,2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4。

8. 元素的氧化性、还原性与物质的氧化性、还原性并不完全一致

考虑物质的氧化性和还原性时,不能片面地只看某一种元素。比如HCl中的Cl元素呈-1价,只有还原性,但H+有氧化性,所以HCl既有氧化性又有还原性。类似的情况还有很多,如CuO中Cu元素呈+2价,只有氧化性,但O元素呈-2价,所以CuO还具有还原性,4CuO[?]2Cu2O+O2↑。

9. “高锰酸钾溶液与双氧水反应”的配平

A. 2KMnO4+H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+4H2O+3O2↑

B. 2KMnO4+3H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+6H2O+4O2↑

C. 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑

分析 从质量守恒和电子守恒来看,这三个方程式好像都是正确的,实际上,只有C项正确。因为KMnO4具有很强的氧化性,尽管H2O2既有氧化性又有还原性,但当H2O2与KMnO4反应时只能表现出还原性,而A、B项中都有部分H2O2作了氧化剂。

10. 同种元素不同价态间的反应,元素的化合价只能靠近不能交叉

常常有同学在分析反应KClO3+6HCl=KCl+3C12↑+3H2O时,错误地认为发生氧化反应和发生还原反应的元素的质量之比为6∶1。实际上,KClO3中+5价Cl不会转化为-1价,HCl中的-1价Cl元素一部分转入KCl中,一部分转入Cl2中,也就是说,一部分盐酸表现出还原性,还有一部分盐酸表现的是酸性。这是一个归中反应,被还原与被氧化的氯原子物质的量之比应为5∶1。

1.请用双桥法标出电子转移的方向和数目:

H2S+H2SO4(浓)[?]S+SO2↑+2H2O

2. 向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色。写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式。

3. 按要求分别水参与的氧化还原反应,(1)水只做还原剂;(2)水只做氧化剂;(3)水既不做氧化剂也不做还原剂。

4. CO2和钠在一定条件下可以得到金刚石和碳酸钠,反应中被氧化的物质和被还原的物质的物质的量之比是 。

5. 浓度和体积相同的FeBr2、FeI2溶液中,分别通入少量氯气后,首先发生的反应是 (写离子方程式)。

1. 略

2. I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl

3. (1)2F2+2H2O=4HF+O2↑(2)C、Fe高温下与水反应,或Al、Si与强碱溶液反应(3)Cl2、NO2与水反应

4. 4∶1

5. 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2I-+Cl2=2Cl-+I2

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