楊兆鑫
(山東中醫(yī)藥大學(xué)管理學(xué)院 250355)
強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑=弱還原產(chǎn)物+弱氧化產(chǎn)物
在氧化還原反應(yīng)方程式中,強(qiáng)氧化劑得到電子,它被還原得到弱還原產(chǎn)物,強(qiáng)還原劑失去電子,它被氧化得到弱氧化產(chǎn)物;因?yàn)閺?qiáng)制弱,所以氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物.氧化劑的氧化性越強(qiáng),它所對應(yīng)的還原產(chǎn)物的還原性就越弱;同理可得:還原劑的還原性越強(qiáng),它所對應(yīng)的氧化產(chǎn)物的氧化性也就越弱.
這條規(guī)律可以應(yīng)用于判斷氧化還原反應(yīng)是否能夠發(fā)生即需要知道反應(yīng)物中氧化性、還原性強(qiáng)弱問題,還可以應(yīng)用于比較粒子之間的氧化性、還原性強(qiáng)弱.并且會(huì)利用強(qiáng)制弱的原理,在適宜條件下使用氧化性強(qiáng)的物質(zhì)制備氧化性弱的物質(zhì),或者利用還原性強(qiáng)的物質(zhì)制備還原性弱的物質(zhì)等等.
根據(jù)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的難易程度,比如說反應(yīng)條件或者劇烈程度,不同的氧化劑的氧化性是不同的,當(dāng)它們同時(shí)去氧化同一種物質(zhì)時(shí),氧化劑的氧化性越強(qiáng),則對反應(yīng)時(shí)所需的條件要求也越低,倘若氧化劑氧化性越弱,那么,它氧化同種物質(zhì)所需的反應(yīng)條件要求也就越高,這時(shí)反應(yīng)就很難發(fā)生了.
例1根據(jù)以下一些客觀事實(shí)回答問題:
①在實(shí)驗(yàn)室里制取氯氣的化學(xué)方程式為:
即使用MnO2和濃鹽酸的反應(yīng)來制取氯氣.
③古代曾有人使用氯化銅作為反應(yīng)的催化劑,在450°的高溫之下,用空氣中的氧氣與氯化氫發(fā)生反應(yīng)制成氯氣,這種方法也被稱為“地康法”,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(1)從以上介紹制取氯氣的3種方法中,它們的元素化合價(jià)變化有什么共同之處嗎?
(2)根據(jù)上述反應(yīng)發(fā)生的描述,可以知道氧化劑氧化性強(qiáng)弱的排序是怎樣的?
解析仔細(xì)閱讀題目之后,可以知道3個(gè)反應(yīng)都是制取氯氣的方法,但是每個(gè)反應(yīng)發(fā)生的條件是不同的,所以可以根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行所需的反應(yīng)條件要求的高低來判斷氧化劑氧化性的強(qiáng)弱排序,氧化劑的氧化性越強(qiáng),那么它發(fā)生反應(yīng)所需的條件要求就更低,反之,氧化劑的氧化性越弱,它反應(yīng)所需的條件就越加苛刻.由題意可知:
(1)氯元素的化合價(jià)都是失去電子,被氧化,則從-1價(jià)升高到0價(jià).
(2)根據(jù)3個(gè)反應(yīng)發(fā)生的條件來判斷氧化劑的氧化性:高錳酸鉀在常溫下就可以與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng);二氧化錳則需要在加熱的條件下才可以與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng);
(3)反應(yīng)條件最為苛刻,氧氣需要在高溫下,并且還需要催化劑氯化銅來催化反應(yīng),才能與HCl發(fā)生反應(yīng).因此,可以知道3種氧化劑的氧化性由強(qiáng)到弱排序?yàn)椋篕MnO4>MnO2>O2.
以還原劑為例,如果同一個(gè)氧化劑和不同的還原劑發(fā)生反應(yīng),還原性越強(qiáng)的還原劑能使氧化劑的化合價(jià)降低得越多,同理,同一個(gè)還原劑與不同的氧化劑發(fā)生反應(yīng),氧化性越強(qiáng)的氧化劑能使還原劑的化合價(jià)升高得越多.
同一還原劑與不同氧化劑反應(yīng)時(shí),可以根據(jù)還原劑被氧化的程度來判斷氧化劑的氧化性強(qiáng)弱.例如:
由此可得氧化性:Cl2>S.
還可以根據(jù)同一氧化劑與不同還原劑反應(yīng)時(shí),氧化劑被還原的程度來判斷不同還原劑的還原性.例如:
由此可得還原性:HI>HBr.
例2已知氧化性:KMnO4>HNO3,NaBiO3的水溶液為無色溶液,Bi的價(jià)態(tài)為+3時(shí)會(huì)比較穩(wěn)定,它位于元素周期表的第VA.現(xiàn)在取一定量的Mn(NO3)2溶液來進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)操作:①向Mn(NO3)2溶液中加入適量的NaBiO3溶液,可以觀察到溶液由無色變?yōu)樽霞t色;②繼續(xù)往溶液中添加適量的H2O2,又可以觀察到溶液的紫紅色褪去,并且伴有氣泡的產(chǎn)生,那么,這3種氧化劑的氧化性強(qiáng)弱排序?yàn)? ).
A.KMnO4、H2O2、NaBiO3B.NaBiO3、KMnO4、H2O2
C.H2O2、KMnO4、H2O2D.NaBiO3、H2O2、KMnO4
由元素周期表可知:對應(yīng)的陽離子氧化性逐漸增強(qiáng),陽離子的還原性也在逐漸減弱.