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时间:2018-08-06
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1、氧化和还原(第十五课页164至页200)氧化还原反应其实包含两个词语,分别是「氧化」和「还原」。化学中很多反应都是氧化还原反应。例如生物学中的呼吸作用和光合作用、金属氧化物的还原作用、金属的提取、燃烧、置换反应、生锈和电池的反应等等。15.2氧化和还原作用的定义(定义一)(页166至页169)当镁在空气中燃烧时,与氧结合形成氧化镁。2Mg(s)+O2(g)¾®2MgO(s)因为镁与氧结合,化学家称这个过程为氧化作用。相反,若从物质中失去氧则称为还原作用。例如当氧化铜(II)与碳共热时,氧化铜(II)被还原为铜。2CuO(s)+C(s)¾
2、®2Cu(s)+CO2(g)氧化作用指一种物质得到氧的过程。还原作用指一种物质失去氧的过程。我们再探究氧化铜(II)与碳的反应。碳得到氧,形成二氧化碳,这是氧化过程。同时,氧化铜(II)失去氧,形成铜,这是还原过程。氧化作用和还原作用必须同时发生。因此,这种反应称为氧化还原反应氧化作用2CuO(s)+C(s)¾®2Cu(s)+CO2(g)还原作用在氧化铜(II)与碳的反应中,碳从氧化铜(II)中夺走氧,使氧化铜(II)被还原,因此碳是还原剂。氧化铜(II)给碳提供氧,使碳被氧化,因此氧化铜(II)是氧化剂。引致氧化作用的物质称为氧化剂引
3、致还原作用的则称为还原剂。将氧化铁(III)放在鼓风炉中加热便可以提取铁,其反应方程式如下:Fe2O3(s)+3CO(g)¾®2Fe(l)+3CO2(g)氧化铁(III)在反应中失去氧,所以它被还原。一氧化碳得到氧(变成二氧化碳),所以它被氧化。因此,这个反应是氧化还原反应,而一氧化碳是还原剂。15.3氧化和还原作用的定义(定义二)(页170至页173)氧化作用是物质失去电子的过程。还原作用是物质得到电子的过程。例如:当镁与氧发生反应时,镁原子会失去电子,形成镁离子(Mg2+),氧原子则获得这些电子,形成氧离子(O2-)。失去电子Mg+
4、O[Mg2+][O]2-获得电子在这反应中,镁被氧化了,因为它失去电子;而氧则被还原了,因为它得到电子。氧化和还原作用总是同时进行的。另一个氧化还原反应是钠和氯的反应:2Na(s)+Cl2(g)→2NaCl(s)钠原子失去电子,所以是被氧化了。Na(s)→Na+(s)+e-失去电子:_____作用氯是_______剂(它令钠氧化)而氯原子则获得电子,所以是被还原了。Cl2(g)+2e-→2Cl-(s)获得电子:_____作用钠是_______剧(它使氯还原)15.3.1置换反应中的氧化还原反应(页172)图15.5页172鋅在鋅的表面生
5、成一層銅硫酸銅(II)溶液总反应如下:氧化作用(失去电子)Zn(s)+Cu2+(aq)¾®Zn2+(aq)+Cu(s)还原作用(获得电子)在这个置换反应中,锌是还原剂,铜(II)离子是氧化剂。15.3.2简单化学电池中的氧化还原反应(页172至页173)V+電子的流動方向鋅片(負電極)氧化作用銅片(正電極)還原作用硫酸銅(II)溶液硫酸鋅溶液在负电极锌失去电子,形成锌离子,所以锌被氧化了。氧化作用:失去电子离子半反应式:Zn(s)→Zn2+(aq)+2e-在正电极硫酸铜(II)溶液的铜(II)离子获得电子,所以铜(II)离子被还原了。还
6、原作用:获得电子离子半反应式:Cu2+(aq)+2e-→Cu(s)将两个半方程式结合,可以得到电池的总氧化还原反应方程式(电子被省略去):氧化作用Zn(s)+Cu2+(aq)→Zn2+(aq)+Cu(s)还原作用在这电池反应中,锌是还原剂,铜(II)离子是氧化剂。15.4氧化数(页174至页177)假如一个元素的原子能以离子的形式存在,它带有的电荷数便是该元素的氧化数。要计算氧化数的值,我们可以遵循下列的规则。规则一元素的氧化数是零。例如:Cu,H2,O2规则二简单离子的氧化数与离子的电荷数相同。例如:Cu2++2O2--2规则三某些元
7、素在化合物中的氧化数是固定的。例如:氢在其大多数的化合物中+1氧在其大多数的化合物中-2所有第I族金属+1所有第II族金属+2规则四化合物中各元素的氧化数总和是零。例如:H2O(+1)x2+(-2)=0规则五离子中各元素的氧化数总和相等于该离子所带的电荷数目。例如:OH-(-2)+(+1)=-115.4.1计算元素的氧化数:计算下列化合物或离子中有划线的元素的氧化数技能训练页176及页177H2S()MnO2()NO3-()H2CO3()MnO4-()N2()KCl()H2SO4()NO2()PO43-()NH4+()NaHSO4()C
8、a()NH3()Mg3N2()(NH4)2SO4()不同氧化数的元素有些元素在不同物质中具有不同的氧化数。例如锰在KMnO4、MnO2、MnCl2和Mn的氧化数分别是+7、+4、+2和0。(页177表15.
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