物質(zhì)氧化性或還原性的強(qiáng)弱主要由物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和組成決定,同時(shí)受到溫度、濃度、酸堿性等外界條件的影響。影響物質(zhì)氧化性或還原性的強(qiáng)弱的因素雖然較多,也較復(fù)雜,但是還是有一定規(guī)律的。通常可用以下幾種方法判斷。
一、根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表判斷
1.對(duì)金屬而言,金屬越活潑(金屬性越強(qiáng)),其單質(zhì)的還原性越強(qiáng)(如:K>Ca>Na>Mg>Al>…Hg>Ag>Pt>Au),其對(duì)應(yīng)的金屬陽(yáng)離子的氧化性越弱(如:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<…<Hg2+<Ag+<Pt2+<Au+ )。
⒉對(duì)非金屬而言,非金屬越活潑(非金屬性越強(qiáng)),其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)(如:F2 >Cl2>Br2>I2>S),其對(duì)應(yīng)的非金屬陰離子的還原性越弱(如:F- <Cl- < Br- <I- < S2-)。
二、根據(jù)同一元素化合價(jià)高低進(jìn)行比較
1.元素處于最低價(jià)只具有還原性,元素處于高價(jià)的具有氧化性,處于中間價(jià)態(tài)時(shí)既有氧化性又有還原性。如H2SO4只有氧化性,S2-只有還原性,SO2既有氧化性又有還原性。
2.一般地說(shuō),元素化合價(jià)越高,氧化性越強(qiáng),如Fe < Fe2+ <Fe3+ ;元素化合價(jià)越低,還原性越強(qiáng)。
⒊非金屬元素化合價(jià)的高低與對(duì)應(yīng)物質(zhì)的氧化還原性規(guī)律特殊,如HClO < HClO3 < HClO4 。
三、根據(jù)氧化還原反應(yīng)的方向進(jìn)行比較
對(duì)于自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性。如2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O中,KMnO4 的氧化性大于O2 ,H2O2 的還原性大于 MnSO4。
四、根據(jù)周期表
1.同周期主族元素的單質(zhì),從左到右,金屬單質(zhì)的還原性逐漸減弱,非金屬單質(zhì)的氧化性逐漸增強(qiáng)。
2.同主族元素的單質(zhì),從上到下,金屬單質(zhì)的還原性逐漸增強(qiáng),非金屬單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。
五、根據(jù)反應(yīng)條件比較
氧化劑相同時(shí),反應(yīng)易進(jìn)行,相應(yīng)還原劑的還原性較強(qiáng);還原劑相同時(shí),反應(yīng)易進(jìn)行,相應(yīng)氧化劑的氧化性較強(qiáng)。
例如:
(1)4HCl+MnO2?劬MnCl2+Cl2↑+H2O
(2)16HCl+2KMnO4 =2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4 > MnO2
(3)2Na+2H2O(冷)=2NaOH+H2↑
(4)Mg+2H2O(熱)=Mg(OH)2+H2↑
(5)3Fe+4H2O(氣)=Fe3O4+4H2
還原性:Na > Mg > Fe
六、根據(jù)反應(yīng)速率或劇烈程度比較
氧化劑相同時(shí),反應(yīng)快,相應(yīng)還原劑的還原性較強(qiáng);還原劑相同時(shí),反應(yīng)快,相應(yīng)氧化劑的氧化性較強(qiáng)。例如:
(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4 H2O (慢)
(2)Cu+4HNO3(濃) =Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O(快)
氧化性:HNO3(濃) > HNO3(稀)
(3)2Na+2H2O(冷)=2NaOH+H2↑
(4)2K+2H2O(冷)=2KOH+H2↑
還原性:K > Na
七、根據(jù)物質(zhì)被氧化或被還原的程度進(jìn)行比較
具有可變化合價(jià)的還原劑被不同氧化劑氧化時(shí),還原劑所含元素化合價(jià)升高越多,表明氧化劑的氧化性越強(qiáng);具有可變化合價(jià)的氧化劑被不同還原劑還原時(shí),氧化劑所含元素化合價(jià)降低越多,表明還原劑的還原性越強(qiáng)。
八、根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)規(guī)律比較
原電池中,負(fù)極金屬還原性 > 正極金屬還原性 (除Fe、Al 遇濃硝酸, Al遇NaOH外)。電解池中(離子濃度相等時(shí)), 陽(yáng)極:還原性強(qiáng)的陰離子先放電;陰極:氧化性強(qiáng)的陽(yáng)離子先放電。
九、根據(jù)物質(zhì)的濃度大小判斷
具有氧化性的物質(zhì)濃度越大,其氧化性越強(qiáng);具有還原性的物質(zhì)濃度越大,其還原性越強(qiáng)。
十、根據(jù)能量變化比較
1.元素由原子變成陽(yáng)離子時(shí),吸收能量越多,則對(duì)應(yīng)的單質(zhì)還原性越弱;元素由原子變成陽(yáng)離子時(shí),吸收能量越少,則對(duì)應(yīng)的單質(zhì)還原性越強(qiáng)。
2.元素由原子變成陰離子時(shí),釋放能量越多,則對(duì)應(yīng)的單質(zhì)氧化性越強(qiáng);元素由原子變成陰離子時(shí),釋放能量越少,則對(duì)應(yīng)的單質(zhì)氧化性越弱。
十一、根據(jù)元素最高價(jià)氧化物的水化物酸堿性強(qiáng)弱比較
酸性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)元素氧化性越強(qiáng);堿性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)元素還原性越強(qiáng)。
學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。關(guān)于“物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱比較”這一內(nèi)容適宜在高三年級(jí)進(jìn)行概括和總結(jié),在高一起始年級(jí)只能選擇一部分來(lái)講。
(責(zé)任編輯趙永玲)
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