氧化還原反應中,電子轉移既可發(fā)生在不同種元素之間,也可發(fā)生在同種元素之間。下面談一下電子轉移發(fā)生在同種元素之間的氧化還原反應。
這類氧化還原反應有兩種情況:⑴電子轉移發(fā)生在不同價態(tài)的同種元素之間;⑵電子轉移發(fā)生在同種價態(tài)的同種元素之間。
第一種情況稱為歸中反應。元素化合價變化特點是:高價降低,低價升高。
+4 -20
如SO2+2H2S = 3S+2H2O,反應中的硫元素,+4價的降到0價、-2價的升高到0價。其中SO2是氧化劑,H2S是還原劑。S既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物,產(chǎn)物S的化合價介于氧化劑和還原劑中硫元素化合價之間。歸中反應的特點是:價態(tài)靠攏。
第二種情況稱為歧化反應。元素化合價變化特點是:某元素一部分原子價態(tài)升高,另一部分原子價態(tài)降低。如Cl2+H2O=HCl + HClO, 反應中,兩個0價態(tài)氯原子,一個升高到+1價,一個降低到-1價。其中Cl2既是氧化劑又是還原劑。HClO是氧化產(chǎn)物,HCl是還原產(chǎn)物。Cl2中氯元素的化合價介于氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物中氯元素化合價之間。歧化反應的特點是:價態(tài)分開。
若氧化還原反應中只有一種元素發(fā)生化合價變化,應首先區(qū)分是歸中反應還是歧化反應,然后根據(jù)各自反應化合價變化特點進一步分析。
例1、已知:KClO3+6HCl(濃) ===KCl+3 Cl2↑+3 H2O,其中被還原的氯元素與被氧化的氯元素質量之比是( )
A 1:6 B 6:1 C 1:5 D5:1
解析:該反應中只有氯元素的化合價發(fā)生變化:
+5 -1-1 0
KClO3+6HCl(濃) == KCl+3 Cl2↑+3 H2O,產(chǎn)物中氯元素的化合價沒有高于+5價或低于-1價的,因此反應物中+5價和-1價氯元素都不會發(fā)生歧化反應。該反應為歸中反應,+5價和-1價之間價態(tài)產(chǎn)物中只有0價,因此Cl2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。6個氯原子1個來自KClO3(價態(tài)降低被還原),5個來自HCl(價態(tài)升高被氧化),所以被還原的氯元素與被氧化的氯元素質量之比是1:5。答案: C
例2、對于反應2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,下列說法正確的是:( )
A該反應屬于置換反應。
BNa2O2是氧化劑,CO2是還原劑。
CNa2O2既是氧化劑又是還原劑。
D每生成1molO2轉移4mol e-
解析:反應物中沒有單質參加反應,不是置換反應。該反應中只有氧元素的化合價發(fā)生變化:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,產(chǎn)物中氧元素的化合價沒有-1價和-2價之間的價態(tài),該反應不會是歸中反應。產(chǎn)物中氧元素的化合價沒有低于-2價的。CO2中-2價的氧元素不會發(fā)生歧化反應。Na2O2中4個-1價氧原子中2個升高到0價(失2e-),2個降低到-2價(得2e-),Na2O2發(fā)生歧化反應,Na2O2既是氧化劑又是還原劑,每生成1molO2,轉移2mol e- 。答案: C
練習:
1、對于反應H-+NH3=NH2-+H2的說法正確的是( )
A該反應屬于置換反應。
BNH3是還原劑。
CH2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。
D1mol NH3參加反應,轉移2mol e-。
2、反應5NH4NO3= 2HNO3+9H2O+4N2↑中,被還原的氮原子與被氧化的氮原子數(shù)目之比為( )
A 3:5 B 5:3 C 5:2 D2:1
3、反應CaO+3C==== CaC2+CO↑中氧化劑和還原劑的質量之比是( )
A 1:2B2:1 C 1:1 D3:1
4、G、Q、X、Y、Z均為氯的含氧化合物,它們在一定條件下具有如下轉化關系(未配平):
①G→Q+NaCl
②Q+H2O ——→ X+H2↑
③Y+NaOH→G+Q+H2O
④Z+NaOH→Q+X+ H2O
這五種化合物中氯元素化合價由低到高的順序是()
5、有關氧化還原反應的敘述不正確的是( )
A肯定有一種元素被氧化,另一種元素還原。
B氧化劑和還原劑可以是同一種物質。
C被氧化和被還原的元素可以是同一種物質中的相同元素。
D某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),該元素一定被還原。
(答案:1、C 2、A 3、B4、G (河南省沈丘縣第四高級中學 466333) 注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文