氧化还原反应归中规律

氧化还原反应归中规律,第1张

邻位转化规律:发生氧化还原反应时元素的化合价升高或者降低到相邻的价态比如S有-2,0,+4,+6价态,如果是0价参加反应时升高到临近的+4,降低到临近的—2

跳位转化规律:一般都满足邻位规律,但是如果遇到的是强氧化剂或强还原剂则会被氧化为高价态和还原为低价态

如-2价的S如果遇到一般的氧化剂,被氧化到0价,如果遇到强氧化剂,则可能被氧化到+6价

含不同价态同种元素的物质问发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价一中间价”,不会出现交错现象

例如2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2

此反应中,Na2O2中的O是-1价,他跟CO2反应后生成O为-2价的Na2CO3和O为0价的O2

不同价态的同种元素间发生氧化还原反应,其结果是两种价态只能相互靠近或最多达到相同的价态,而决不会出现高价态变低、低价态变高的交叉现象——归中反应规律

价态归中是指,高价态的化合价降低,低价态的化合价升高,但不可能低的最后升的比原来高价态化合价还高

物质之间的化学反应是有规律可遵循的。一般物质之间的反应常见的是氧化还原反应和复分解反应。氧化还原自然遵循氧化还原规律;复分解反应遵循复分解反应规律。

氧化还原最常见的规律就是氧化性强的和还原性强的物质生成氧化性弱的和还原性弱的物质,当然这是相对而言,简单点归纳就是两强生两弱

复分解反应发生是要生成难电离的弱电解质、难溶解的沉淀和易挥发的气体。从本质上讲就是能使溶液中的离子浓度减少,就能发生反应。

现在回答你所提的小问题:能够完全电离的强电解质,水溶液中能够完全电离的物质是强酸、强碱和大多数盐,(盐包含了难溶的,因为难溶物质能够溶解的极微少的一部分是完全电离的),但在写离子反应的时候能够拆成离子的是强酸、强碱、可溶性盐,难溶盐是不用拆开的。

对于小苏打NaHCO3,电离出Na^+和HCO3^-,碳酸氢根离子是一个弱酸酸式根,是一个整体,在水中不能完全电离,写离子方程式的时候是不能拆开的,但是在考虑溶液中的平衡问题时,碳酸氢根存在微弱的电离平衡和水解平衡,这部分内容要在选修4中进行学习。

苏打碳酸钠和盐酸反应的时候有滴加顺序,也就是跟用量的相对多少有关。如果向盐酸中滴加碳酸钠,由于盐酸量多,碳酸根离子就可以结合两个氢离子,生成碳酸分子,不稳定再分解成水和二氧化碳;如果向碳酸钠中滴加盐酸,由于盐酸少量,碳酸根离子只能结合到一个氢离子,所以生成碳酸氢根离子。后者确实没有生成气体、沉淀,但是生成了弱电解质原子团HCO3^-,同样减少了离子浓度,因此可以发生。

小苏打与氢氧化钙反应也有用量相对多少的问题。如果小苏打过量,与氢氧化钙反应时,NaHCO3与Ca(OH)2之间就是2:1的反应比例,生成CaCO3、Na2CO3和水;如果氢氧化钙过量,NaHCO3与Ca(OH)2之间就是1:1的反应比例,生成CaCO3、NaOH和水。方程式如下:

2NaHCO3 +Ca(OH)2 ==CaCO3↓+Na2CO3 + 2H2O (NaHCO3过量)

NaHCO3 +Ca(OH)2 ==CaCO3↓+NaOH + H2O (NaHCO3少量)

离子方程式如下:

2HCO3^- +Ca^2+ +2OH^- ==CaCO3↓+CO3^2- + 2H2O (NaHCO3过量)

HCO3^- +Ca^2+ + OH^- ==CaCO3↓+ H2O (NaHCO3少量)

实际上:钠离子在溶液中是不会和碳酸根离子结合或者跟氢氧根结合的,因为这种结合不会改变离子浓度,因此在书写离子反应的时候,就不会出现了。

不知是否能为你解惑,若有不明,欢迎追问。

过氧化钠增重问题技巧总结

某物质或某些物质放在一起后元素组成符合(CO)m(H2)n,若mg该物质完全燃烧或100℃以上分解,则气体(二氧化碳和水)通入过氧化钠增重也是mg。换言之:若mg该物质完全燃烧或分解,气体通入过氧化钠增重也是mg,则该物质中C:O=1:1。

解:HCHO和H2放在一起,可看作:(CO)1(H2)2。他们的质量就是过氧化钠增重的质量即88g,所以氧气质量是165-88=77g。n=m/M=77/32≈024mol

题2:将amol过氧化钠与2amol碳酸氢钠固体混合,在密闭容器内,120℃充分反应后,排出气体,冷却,有固体残留。求:①残留固体的成分及其物质的量②反应转移电子物质的量

过氧化钠要先跟二氧化碳反应,再跟水反应。

①分析可知:生成的amolCO2正好与amol过氧化钠反应,轮不到水了。即:残余:a+a=2amol碳酸钠。

②转移电子数:生成1molO2转移2mol电子,那么生成05amolO2则转移052a=amol电子。 

①能与排在常见金属活动性顺序表中氢后面的金属单质反应,能将变价金属从零价氧化成较高的价态。

②能与不太活泼的非金属单质反应

③能与许多含较低价态元素的化合物反应

④与活泼金属反应主要不生成氢气(也不是完全不生成)

谈铁与强氧化性酸的反应

铁丝在氯气中燃烧,生成物只能是FeCl3,即使铁过量,也不会生成FeCl2。但铁与强氧化性酸的反应是在溶液中进行的,它们首先生成Fe3+,然后Fe3+再与Fe反应生成Fe2+,即:Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+。分述如下:

1、过量铁与浓硫酸共热

铁在常温下与浓硫酸会发生钝化,但在加热时会发生如下反应:

2Fe + 6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

当反应进行到一定程度后,浓硫酸变稀了,如果铁过量,又会分别与溶液中的Fe3+和H+反应,由于氧化性Fe3+>H+,所以将先发生Fe2(SO4)3 + Fe → 3FeSO4,再发生Fe + H2SO4(稀)→FeSO4 + H2↑。

例1将a mol Fe与含b mol H2SO4的浓硫酸共热,Fe与H2SO4均恰好完全反应,生成的气体是什么?各多少摩尔?

分析:反应将先生成SO2气体,既然Fe与H2SO4均恰好完全反应,当硫酸较稀时一定会有H2生成。所以气体是SO2和H2的混合气。

由于氧化性Fe3+>H+,当H2SO4与铁反应产生H2时,Fe3+必定已反应完全,所以生成物中只有FeSO4一种盐。

n(FeSO4) = n(Fe) = a mol

n(SO2) = n(H2SO4)-n(FeSO4) = (b-a)mol

根据电子得失相等,可得:

n(Fe)×2 = n(H2)×2 + n(SO2)×2

故n(H2) = (2a-b)mol

2、过量铁与硝酸的反应

无论是浓硝酸还是稀硝酸,铁总是先生成Fe3+,然后Fe3+再与Fe反应生成Fe2+,反应过程中不可能产生H2。

例2将56gFe在一定量稀硝酸中恰好完全溶解后,往溶液中滴加NaOH溶液立即产生沉淀,滴加至沉淀量最大时止,再将所得溶液和沉淀一起加热蒸干并在空气中灼烧至恒重,所得固体成分和质量可能为

Fe2O3:8g NaNO2:207g

Fe2O3:8g NaNO2:1656g

FeO:72 NaNO2:138g

Fe2O3:8g NaNO3:255g A B C D

分析:56g Fe即是01 mol Fe,“Fe在一定量稀硝酸中恰好完全溶解”指的是反应结束后二者都没有剩余。存在如下可能:

(1)铁与稀硝酸反应只生成Fe(NO3)3:Fe + 4HNO3(稀) → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O。滴加NaOH溶液后,将生成01 mol Fe(OH)3和03 molNaNO3;

(2)铁继续与Fe(NO3)3反应生成Fe(NO3)2,总反应方程式为:3Fe + 8HNO3(稀) → 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O。滴加NaOH溶液后,将生成01 mol Fe(OH)3和02 molNaNO3;

(3)介于上述两种情况之间,即生成的盐是Fe(NO3)3和Fe(NO3)2的混合物,滴加NaOH溶液后,生成Fe(OH)3为01 mol,NaNO3为02 mol~03 mol。

当把Fe(OH)3和NaNO3灼烧时,分别生成Fe2O3和NaNO2,答案选A、B。

例314 g铁粉全部溶于某稀硝酸中均恰好完全反应,放出NO气体后,得到1升溶液,所得溶液比反应前的稀硝酸增重了8 g。计算:

(1)所得溶液中各金属离子的物质的量浓度;

(2)原稀硝酸的物质的量浓度(反应过程中溶液体积的变化忽略不计)。

分析:反应中生成的NO的质量为14-8 = 6克,即02摩尔,转移电子为06摩尔。

14克铁的物质的量为025摩尔,所以生成物是Fe(NO3)3和Fe(NO3)2的混合物。

n[Fe(NO3)3] + n[Fe(NO3)2] = 025 mol (质量守恒)

3n[Fe(NO3)3] + 2n[Fe(NO3)2] = 3×02 mol (电子守恒)

解得,n[Fe(NO3)3] = 010 mol,n[Fe(NO3)2]= 015 mol,

于是,c(Fe3+) = 010 mol/L,c(Fe2+)= 015 mol/L

c(HNO3) = (3×010 mol + 2×015 mol + 02 mol)/1L = 08 mol/L。

3、铁与隐含的强氧化性酸反应

如果溶液中存在NO3-,当再加入酸时,就相当于有了HNO3,与Fe或Fe2+会发生氧化还原反应。

例4在Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡关系:Fe2+ + 2H2OFe(OH)2 + 2H+,若加入盐酸,则溶液的颜色变化是

A.变黄 B.变浅 C.变绿 D.无明显变化

分析:此题易错选C,认为盐酸提供的H+会导致平衡向左移动。其实,盐酸提供了H+,Fe(NO3)2溶液中有NO3-,相当于有了HNO3,会把Fe2+氧化成Fe3+,所以溶液的颜色将变黄,应选A。

[同步练习]

1.将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是

A.硫酸 B.氯水 C.硝酸锌 D.氯化铜

2.在铁和铜的混合物中,加入一定量的稀硝酸,反应后剩余金属m1 g;再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后,剩余金属m2 g,则m1和m2之间的关系是

A.m1一定大于m2 B.m1可能等于m2

C.m1一定等于m2 C.m1可能大于m2

3.把20克铁粉投入到盛有一定量稀硝酸的烧杯中反应,HNO3被还原为NO,反应停止后,烧杯中溶液质量增加了1227克,此时烧杯中的物质可能是

A.只有Fe(NO3)3 B.有Fe和Fe(NO3)2

C.有HNO3和Fe(NO3)2 D.有Fe(NO3)2和Fe(NO3)3

4、将40克铁粉投入500克稀硝酸中,两物质恰好完全反应,硝酸的还原产物全部是NO。求:

(1)此硝酸的质量分数;

(2)反应中放出气体的体积(标况下)。

[参考答案]1、BC 2、A 3、BD

4、①如果铁被氧化为三价铁,则HNO3% = 36%,V(NO) = 16 L;

②如果铁被氧化为二价铁,则HNO3% = 24%,V(NO) = 1067 L;

③如果铁被氧化为二价铁和三价铁的混合物,则24%<HNO3%<36%,1067 L<V(NO)<16 L。

以上就是铁与强氧化性酸的一些典型题。

生物氧化是在生物体内,从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水﹐并释放能量的过程。也指物质在生物体内的一系列氧化过程。主要为机体提供可利用的能量。

概念、特点

1概念:有机物质在生物体细胞内氧化分解产生二氧化碳、水,并释放出大量能量的过程称为生物氧化(biological oxidation)。又称细胞呼吸或组织呼吸。

2特点:生物氧化和有机物质体外燃烧在化学本质上是相同的,遵循氧化还原反应的一般规律,所耗的氧量、最终产物和释放的能量均相同。

(1)是在细胞内进行酶催化的氧化过程,反应条件温和(水溶液中PH约为7和常温)。

(2)在生物氧化的过程中,同时伴随生物还原反应的产生。

(3)水是许多生物氧化反应的供氧体,通过加水脱氢作用直接参与了氧化反应。

(4)在生物氧化中,碳的氧化和氢化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的质子和电子,通常由各种载体,如NADH等传递给氧并最终生成水。

(5)生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都有特殊的酶催化,每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步反应的模式有利于在温和的条件下释放能量,提高能源利用率。

(6)生物氧化释放的能量,通过与ATP合成相偶联,转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。

3部位:在真核生物细胞内,生物氧化都是在线粒体内进行,原核生物则在细胞膜上进行。

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