氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法

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1、2021/8/5第1頁(yè)第十章氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法2021/8/5第2頁(yè)§10–1氧化還原反應(yīng)一、基本概念⒈氧化數(shù)（IUPAC定義）:是某元素一個(gè)原子的表觀電荷數(shù)，計(jì)算表觀電荷數(shù)時(shí)，把成鍵電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。確定氧化數(shù)的規(guī)則：（1）單質(zhì)中元素的氧化數(shù)為零。（2）氫在一般化合物中的氧化數(shù)為+1，在二元金屬氫化物中氧化數(shù)為-1（如NaH）。（3）氧的氧化數(shù)一般為-2，但在過(guò)氧化物中為-1(H2O2)超氧化物為-1/2(KO2),含氟化合物中為+2(OF2)。2021/8/5第3頁(yè)（4）簡(jiǎn)單離子的氧化數(shù)等于離子的電荷。（5）在共價(jià)化合物中，將屬于兩原子的

2、共用電子對(duì)指定給電負(fù)性較大的元素后，在兩原子上形成的形式電荷數(shù)就是它們的氧化數(shù)。（6）分子和離子的總電荷數(shù)等于各元素氧化數(shù)的代數(shù)和，分子的總電荷數(shù)等于零。Fe3O4：3x+4(-2)=0x=+8/3Cr2O72-：2x+7(-2)=-2x=+6注意：(1)混價(jià)化合物中，元素的氧化數(shù)為平均氧化數(shù)(2)有些元素的氧化數(shù)要了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)才能獲得符合實(shí)際的結(jié)果。CrO5分子中，Cr的氧化數(shù)是+6，不是+10。2021/8/5第4頁(yè)⒉氧化還原⑴氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)：在化學(xué)反應(yīng)前后元素的氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)。氧化反應(yīng)：元素的氧化數(shù)升高的過(guò)程稱氧化反應(yīng)。還原反應(yīng)：元素的氧化數(shù)降

3、低的過(guò)程稱還原反應(yīng)。氧化劑：氧化數(shù)降低的物質(zhì)稱氧化劑。還原劑：氧化數(shù)升高的物質(zhì)稱還原劑。NaClO3+6FeSO4+3H2SO4=NaCl+3Fe2(SO4)3+3H2O+5-1+2+3還原劑氧化劑2021/8/5第5頁(yè)⑵氧化還原反應(yīng)的分類一般氧化還原反應(yīng)：氧化數(shù)的變化發(fā)生在不同物質(zhì)中不同元素上的氧化還原反應(yīng)。例：Cl2+2I-=I2+2Cl-自身氧化還原反應(yīng)：氧化數(shù)的變化發(fā)生在同一物質(zhì)不同元素上的氧化還原反應(yīng)。例：2KClO3=2KCl+3O22KClO3既是氧化劑又是還原劑2021/8/5第6頁(yè)歧化反應(yīng)：氧化數(shù)的變化發(fā)生在同一物質(zhì)同一元素上的氧化還原反應(yīng)。例：3C

4、l2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O→歧化反應(yīng)←反歧化反應(yīng)-100+52021/8/5第7頁(yè)⒊氧化還原電對(duì)⑴氧化還原電對(duì)在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑與其還原產(chǎn)物、還原劑與其氧化產(chǎn)物分別組成的電對(duì)，稱氧化還原電對(duì)。例如：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2Cl2/Cl-、Br2/Br-如:Ag+/Ag，F(xiàn)e3+/Fe2+每個(gè)電對(duì)中氧化型物質(zhì)與還原型物質(zhì)之間存在共軛關(guān)系：氧化型+ne-=還原型氧化型物質(zhì)/還原型物質(zhì)書寫格式：2021/8/5第8頁(yè)⑵氧化還原半反應(yīng)氧化還原電對(duì)物質(zhì)的共軛關(guān)系式稱氧化還原半反應(yīng)。Cl2+2Br-=2Cl-+Br2氧化型物質(zhì)的氧化能力越

5、強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的還原型物質(zhì)還原能力就越弱。如MnO4-/Mn2+。同一物質(zhì)在不同電對(duì)中可表現(xiàn)出不同性質(zhì)。Fe2+Fe3+/Fe2+Fe2+/Fe例如：Cl2/Cl-Cl2+2e-2Cl-Br2/Br-Br2+2e-2Br-2021/8/5第9頁(yè)二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平1.觀察法2.氧化數(shù)法(1)配平原則:整個(gè)反應(yīng)被氧化的元素氧化值的升高總數(shù)與被還原的元素氧化值的降低總數(shù)相等。(2)配平步驟☆寫出未配平的基本反應(yīng)式，在涉及氧化還原過(guò)程的有關(guān)原子上方標(biāo)出氧化值；☆計(jì)算相關(guān)原子氧化值上升和下降的值；☆用下降值和上升值分別去除它們的最小公倍數(shù)，即得氧化劑和還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)；

6、☆平衡還原原子和氧化原子之外的其他原子，在多數(shù)情況下是H原子和O原子；☆最后將箭頭改為等號(hào)。2021/8/5第10頁(yè)2021/8/5第11頁(yè)⒊離子-電子法（水溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式的配平）2021/8/5第12頁(yè)說(shuō)明：半反應(yīng)配平時(shí)，O、H原子配平根據(jù)反應(yīng)體系酸堿質(zhì)子條件來(lái)調(diào)整。即在酸性條件下，可以使用H2O和H+調(diào)整；堿性條件下，使用H2O和OH-調(diào)整。酸性介質(zhì)，不能出現(xiàn)OH-；堿性介質(zhì)，不能出現(xiàn)H+。介質(zhì)多O少OH++2H++H2OOH-+H2O+2OH-2021/8/5第13頁(yè)例1：配平反應(yīng)式K2Cr2O7+H2S→Cr2(SO4)3+S解：1）寫出離子反應(yīng)方

7、程式Cr2O72-+H2S→Cr3++S2）分為兩個(gè)半反應(yīng)，并分別配平Cr2O72-+6e-→2Cr3+H2S→S+2e-Cr2O72-+14H++6e-→2Cr3++7H2O×1H2S→S+2H++2e-×33）合并兩個(gè)半反應(yīng)（根據(jù)得失電子數(shù)相等原則）Cr2O72-+3H2S+14H+→2Cr3++3S+7H2O+6H+4）最終檢查(物料平衡、電荷平衡、介質(zhì)正確）Cr2O72-+3H2S+8H+=2Cr3++3S+7H2O2021/8/5第14頁(yè)例2：用離子-電子法配平下列反應(yīng)式KMnO4+Na2SO3+H2SO4→MnSO4+Na2SO4+H2O