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氧化还原三重奏

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氧化还原反应是化学教学的重点知识,它渗入各种类型的试题中,被各类高考题型所青睐。因此,学生如果对氧化还原掌握不熟练,在高考中就寸步难行了。下面我们就从教材涉及的氧化还原的内容和往年各地高考试题谈谈氧化还原反应,帮助学生更深入地认识氧化还原反应。

一、概念

我们在初中阶段的学习中,从得氧失氧的角度分别认识了氧化反应和还原反应,到了高中阶段我们对它们有了进一步的认识,然后我们发现氧化反应和还原反应其实密不可分,于是有了氧化还原反应的概念。并且我们从H2还原CuO等多个反应分析,得出并非只有得氧、失氧的反应才是氧化还原反应,凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。了解了这些,判别氧化还原反应就很简单了,例如:

2012年广东理综第10题,下列应用不涉及氧化还原反应的是( )

A:Na2O2用作呼吸面具的供氧剂。B:工业上电解熔融状态Al2O3制备Al。C:工业上利用合成氨实现人工固氮。D:实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3。

我们只要分析四个反应中各元素的化合价就能迅速得到答案D选项了。

接着教材又以NaCl和HCl的形成过为程例分析出有电子转移(得失或偏移)的反应,是氧化还原反应。化合价的升降是氧化还原反应的特征,电子转移是氧化还原反应的实质。据此我们就可以得出:有化合价升降的反应必然是氧化还原反应,同时肯定有电子的转移。

二、规律

氧化性、还原性强弱的规律是氧化还原反应考察的重难点,初学的学生经常感觉云山雾罩似的,课听得很明白,可是一进入练是出错,就像进入了层层陷阱。其根本原因是学生对概念分析不深入。

氧化性、还原性强弱的规律为:氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物,规律简单,关键在于找对相应物质。

氧化剂是得到电子或有电子对偏向的物质,所含元素的化合价降低,本身被还原,生成还原产物。还原剂是失去电子或有电子对偏离的物质,所含元素的化合价升高,本身被氧化,生成氧化产物。从概念来分析,找对相应物质的关键还是看化合价,因为化合价的升降是氧化还原反应的特征,分析一个方程式犹如认识一个新面孔,一定要从其特征入手。

三、计算

计算一般都离不开方程式,关于氧化还原方程式的计算基本都会涉及配平,氧化还原方程式的配平原则除了普通方程式的配平原则外,还有电子守恒,即氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。我们把握住这个原则,处理关于氧化还原方程式的配平及计算等相关问题就会迎刃而解了。

例如,2009年上海化学卷第24题:某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。

(1)已知KBrO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是?

根据概念可知得电子的是氧化剂,化合价降低,那么就可以推断出X是KBrO3对应的还原产物。还原剂化合价升高,即可得出AsH3是还原剂,其对应氧化产物是H3AsO4。

(2)已知0.2molKBrO3在反应中得到lmol电子生成X,则X的化学式为?

由题中所提供的数据可推出1molKBrO3得到5mol电子生成X,化合价降低5,那么得到的应该是化合价为0的Br2。

(3)根据上述反应可推知:

a.氧化性:KBrO3>H3AsO4b.氧化性:H3AsO4>KBrO3。

c.还原性:AsH3>Xd.还原性:X>ASH3。

根据:氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物,可知答案为a、c。

(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目:

根据质量守恒和电子守恒,以及前面的分析可以得到结果:8KBrO3+5AsH3

以上是我根据以往教学经验和各地高考中的一些典型例题做的一些简单分析,当然,以后学生遇到的问题可能会更复杂,单单具备氧化还原的知识不能很好地解决,那么就需要联系其他方面的知识,将自己的知识融为一个体系,随用随到,融会贯通,这样才能在以后的学习和高考中做到所向披靡,无往不利了。

【责编 张景贤】