第 七 章 氧化还原反应
§ 7.4
§ 7.3 影响电极电势的因素
元素电势图及其应用
§ 7.2 原电池与电极电势
§ 7.1 氧化还原反应
§7.1 氧化还原反应
7.1.2 氧化还原反应方程式的配平
7.1.1 基本概念
7.1.1 基本概念
1._ 氧化数
1970年国际纯粹与应用化学联合会对氧化数作了如下定义:氧化数(又称氧化值)是某元素一个原子的荷电荷,在化合物中,这种荷电荷把成键电子指定给电负性较大的原子而求得.氧化数与化合价不同,后者永远是整数,而氧化数既可以是整数,也可以是分数.确定元素氧化数所遵循的一般原则如下:
(1)_ 任何形态的单质中元素的氧化数为零.如N2,Zn,S8等物质中,N,Zn,S的氧化数都为零.
_(2)单原子离子的氧化数等于离子所带的电荷数.如Fe3+,Cl-离子中铁和氯元素的氧化数分别为+3,-1.(注意离子电荷与氧化数表示方法不同.)
(3)多原子分子中,所有的元素氧化数的代数和等于零;多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离子所带的电荷数.
(4)在共价化合物中,可按照元素电负性的大小,把共用电子对指定给电负性较大的元素后,在两原子上形成的形式电荷数就是它们的氧化数.
(5)氢在化合物中的氧化数一般为+1,但在金属氢化物,如NaH,CaH2中,氢的氧化数为-1.氧在化合物中的氧化数一般为-2,但在过氧化物,如H2O2,BaO2等中,氧的氧化数为-1.在超氧化物,如KO2中,氧的氧化数为-1/2.在氟氧化物,如OF2中,氧的氧化数为+2.氟在化合物中的氧化数皆为-1.
例7-1 计算下列物质中带*元素的氧化数.
H2S*O4,S*2O32-,S4*O62-,Mn*O4-,Fe3*O4
6 2 2.5 7 8/3
2,_ 氧化与还原,氧化剂与还原剂
氧化还原反应的本质是电子发生转移或偏移,并引起元素氧化数的变化.
元素氧化数升高的过程叫氧化反应,氧化数降低的过程叫还原反应,氧化与还原反应是同时发生的.一种元素的氧化数升高,必有另一种元素的氧化数降低,并且氧化数升高的数值与氧化数降低的数值相等.
在氧化还原反应过程中,提供电子的物质叫还原剂(氧化数升高);得到电子的物质叫氧化剂(氧化数降低);反应过程中电子由还原剂转移至氧化剂.
氧化还原反应
将氧化数变化发生在不同物质中不同元素间的反应称为一般氧化还原反应 .
若氧化数的变化发生在同一物质中不同元素间的反应称为自身氧化还原反应.
若氧化数的变化发生在同一物质中同一元素的不同原子间的氧化还原反应称为歧化反应.如:Cu+在水溶液中的反应:2Cu+=Cu+Cu2+
3,_ 氧化还原电对
在氧化还原反应中,氧化剂与它的还原产物,还原剂与它的氧化产物组成的电对,称为氧化还原电对.例如下列反应中,存在两个电对:Fe3+/ Fe2+和I2/I-.
2 Fe3++2 I-=2 Fe2++ I2
在氧化还原电对中,氧化数较高者称为氧化型(如Fe3+,I2),氧化数较低者称为还原型(如Fe2+,I-)
氧化型与还原型存在着共轭关系,如:
氧化型+ne-=还原型
Fe3+ + e-= Fe2+
I2 + 2e -= 2I-
氧化型物质的氧化能力越强,对应的还原型物质的还原能力就越弱.
例如:MnO4-/Mn2+电对中,MnO4-氧化能力强,是强氧化剂,而Mn2+的还原能力较弱,是弱还原剂.
在氧化还原反应中,电对物质的共轭关系式称为氧化还原半反应,如:
Cu2+/Cu Cu2++2e-=Cu
氧化还原反应实际上是由两个或两个以上电对组合而成的,电对中氧化型物质得电子,在反应中做氧化剂,而另一电对中还原型物质失电子,在反应中做还原剂.

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