邵成霞
對于化學反應(yīng)的分類方法有很多,初中從得失氧的角度把化學反應(yīng)分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng),但是到了高中這是不科學的,因為對于一個反應(yīng)有氧化就有還原,既統(tǒng)一又對立。氧化還原反應(yīng)也不一定有氧的得失,比如說鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉,雖沒氧的得失但屬于氧化還原反應(yīng),所以研究氧化還原反應(yīng)要抓住反應(yīng)實質(zhì),即電子的轉(zhuǎn)移。
電子轉(zhuǎn)移的實質(zhì)是元素化合價的變化,所以研究氧化還原反應(yīng)可以歸為研究元素化合價,我們可以把所學的內(nèi)容與元素化合價聯(lián)系起來。即氧化劑(具有氧化性)—降(化合價降低)—得(得電子)—還(被還原,發(fā)生還原反應(yīng),得到還原產(chǎn)物具有弱還原性),還原劑(具有還原性)—升(化合價升高)—失(失電子)—氧(被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),得到氧化產(chǎn)物具有弱氧化性)。
一、研究元素化合價有三種情況
第一種情況:研究元素化合價升高還是降低。可以解決反應(yīng)中誰是氧化劑誰是還原劑的問題、哪個元素被氧化哪個元素被還原,也能找到哪個物質(zhì)是氧化產(chǎn)物,哪個物質(zhì)是還原產(chǎn)物。同樣也可以解決某物質(zhì)具有氧化性還是具有還原性,例如二價鐵,它的化合價既能升高又能降低,所以既有氧化性又有還原性;還能解決加入氧化劑(或還原劑)才能實現(xiàn)的反應(yīng),既找還原劑(或氧化劑)的變化過程,也就是找元素化合價升高(或降低)的物質(zhì)的變化過程。
第二種情況:研究化合價發(fā)生變化的元素變化的個數(shù)??梢越鉀Q一個氧化還原反應(yīng)中參加反應(yīng)的物質(zhì)有元素化合價變化時是否完全做氧化劑或還原劑,得到的產(chǎn)物是否都是氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物。例如4HCl(濃)+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O,1 mol反應(yīng)中有4 mol HCl參加反應(yīng),但作還原劑的只有2 mol.
第三種情況:研究元素化合價變化了幾價。比如求1 mol鈉在氧氣中完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目。鈉反應(yīng)不管是生成氧化鈉還是過氧化鈉,還是既有氧化鈉又有過氧化鈉,鈉在化合物中只有正一價,所以反應(yīng)一個鈉只能變化一價,1 mol鈉也就轉(zhuǎn)移1Na電子。
二、氧化還原反應(yīng)的計算簡單可以歸為兩類
第一類:利用方程式進行計算。即根據(jù)方程式找兩個量(已知量和待求量)的關(guān)系,然后進行計算。例如完全中和1 mol氫氧化鈉所需硫酸的物質(zhì)的量是多少?根據(jù)反應(yīng)方程式我們知道氫氧化鈉與硫酸按2:1反應(yīng),那么完全中和1 mol氫氧化鈉所需硫酸的物質(zhì)的量就是0.5 mol。
第二類:根據(jù)得失電子守恒來做。例如用0.1 mol/L的SO2-3溶液30 mL,恰好將2×10-3 mol的XO4-還原,則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價是( )
還原劑:SO32-——SO42-失去2e-;氧化劑:XO4-——Xn+得到(7-n)e-
則有0.1mol/L×30mL×2=2×10-3mol×(7-n) 解得:n=4
氧化還原反應(yīng)還有一些規(guī)律需要理解和記憶了??傊?,對于解決氧化還原反應(yīng)的問題關(guān)鍵是抓住表觀特征即化合價的變化,把解決的問題歸為研究元素的化合價變化,很多問題都會迎刃而解。
編輯 李建軍