浅谈某些氧化还原反应的产物判断

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1、浅谈某些氧化还原反应的产物判断摘要：利用氧化还原反应中氧化性、还原性强弱的比较，熟悉常见氧化剂和某些变价元素的常见价态，通过实例分析变价元素在歧化反应、归中反应中产物判断的方法和技巧；对于同一氧化还原反应中有多种变价元素化合价变化时，则遵循氧化性、还原性强弱的比较和“上下楼梯考虑法”，以横坐标表示物质类别，纵坐标表示化合价的变化，通过分析几个典型代表物间的转化，阐述产物判断的方法。　　关键词：氧化还原反应；变价元素；化合价变化；歧化反应；归中反应　　：1005–6629（2014）2–0065–03中图分类号：G633.8文献标识码：B　　最近分析研究上海市“东华杯”化学竞赛1

2、996～2012年的几份决赛试题第二卷时，发现在试题中有一类频繁出现的题——根据题意写出有关化学方程式或离子方程式。这类问题大部分应用氧化还原反应的原理解决，其中的难点是：变价元素化合价的确定，即变价元素在反应中的产物判断。　　变价元素在反应中的产物判断常可分成两类：一是歧化反应、归中反应；二是多种变价元素在同一个氧化还原反应中出现。　　1只有一种元素化合价变化，即歧化和归中　　不管是何种反应均要求我们熟悉元素的常见价态，比如变价较多的氯元素（-1、0、+1、+3、+5、+7）、硫元素（-2、0、+4、+6）、氮元素（-3、0、+1、+2、+3、+4、+5）以及碳元素（-4、0

3、、+2、+4）、铁元素（0、+2、+3）等，当题目中出现非常见价态时，假设该价态成立。　　歧化反应产物判断的难点是元素的价态变化和氧化性的强弱判断，而多数原因是后者。　　例1已制得的氯的氧化物有Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7等。　　（1）氯气与HgO反应可制得Cl2O，试写出该反应的化学方程式。　　（2）KClO3与浓硫酸可制得ClO2。试写出该反应的化学方程式。　　（3）写出Cl2O6与KOH反应的化学方程式。　　分析：第一小题的分析很关键，突破该小题的难点，第二、三小题其意自现。第一小题可能会写出如下两个反应：Cl2+HgO→Hg+Cl2O；Cl2+2HgO→H

4、g2O+Cl2O，从电子得失角度分析，这两个反应似乎都是对的，进一步思考，当氯气被氧化时，说明遇到了氧化性比它强的氧化剂，而这两个反应中的氧化剂均为HgO，反问一句，HgO的氧化性强于Cl2吗？显然，这是不能成立的。那么，在这种情况下，氯气只能自己氧化自己，即这是个歧化反应。　　这样的例子有很多：水的氧化性强于氯气吗？不可能，那么氯气和水的反应中，它只能自己氧化自己。二氧化碳的氧化性强于过氧化钠吗？不可能，那么过氧化钠和二氧化碳的反应中，它只能自己氧化自己。氢氧化钾的氧化性强于硫吗？不可能，那么硫和氢氧化钾的反应中，它只能自己氧化自己。这类反应只要比较一下两种物质氧化性的强弱，

5、难题就会迎刃而解。　　叠加①②式，即可得到最后的反应方程式：3NF3+5H2O→9HF+HNO3+2NO↑　　化学学科中的核心知识：氧化还原反应、异电相吸、质量守恒定律，在该题中反映得淋漓尽致。　　2同一氧化还原反应中，多种变价元素化合价发生变化　　当同一个氧化还原反应中有多种变价元素价态变化时，产物判断的工具主要是：氧化性、还原性强弱的比较和“上下楼梯考虑法”即就近原则。　　例4写出碘与氯水反应生成+5价碘的化学方程式，标出电子转移的方向和数目。　　分析：题目中给出的已知条件“生成+5价碘”大大降低了本题的难度。如果题中没有这一条件的话，解决本题的几个步骤：　　（1）题中的碘

6、元素和氯元素均是具有变价的ⅦA族元素，碘元素常见价态参考氯元素；　　（2）氯气的氧化性强于碘单质，因此，在此反应中氯气作氧化剂化合价降低生成HCl；　　（3）碘元素化合价升高，升至何种价态呢？解决这一问题，回归至氧化还原反应的价态变化。　　元素在被氧化的过程中，化合价升高一般是就近原则，即每一次被氧化至它的相邻高价态，就像是在“踏踏实实地，一步一个脚印地爬楼梯”，若相邻高价不能稳定存在，则继续被氧化，化合价继续升高，直到它能稳定存在为止。这一题中，碘单质被氧化到+1价的HIO，次碘酸不稳定，继续升高到+3价的HIO2，亚碘酸是极不稳定的物质，至今都没有制取到，碘元素化合价继续升

7、高到+5价的HIO3，碘酸能稳定存在，所以，它的产物是碘酸。　　纵观硫及其化合物的相互转化关系，物质之间的变化主要通过化合价的变化实现。硫元素在被氧化的过程中，化合价逐步上升至相邻高价；在被还原的过程中，化合价逐步降低至相邻低价。　　例外的是标示数字①和②的两个反应。①是硫化氢气体的充分燃烧，看似硫元素的化合价由-2价升高到了+4价，按照上述原则，硫元素必然经过0价，那它为什么不在0价停留？氧气充足，硫单质继续被氧化，+4价的产物SO2才能稳定存在。　　②是工业制硫酸的第一步反应，假设FeS