氧化还原反应

歧化反应：一种元素化合价有升有降。即氧化剂/还原剂是一个物质。

归中反应：一种元素的高低价态变为一个价态。即氧化产物/还原产物是一个物质。

如何找归中反应，氧化/还原产物的比例？氧化还原产物是虽是一个，但是可以数原子。歧化反应找氧化还原剂比例同理。也就是找本质。

应用：\(\text{SO}_2\) 和浓 \(\text{H}_2\text{SO}_4\) 不反应。因为 \(\text{S}\) 价态分别为 \(+4,+6\)，没有 \(+5\) 价态的 \(\text{H}\)，故不发生归中反应。

\(\text{Na}_2\text{O}_2,+1,-1\) 过氧化钠

\(\text{Na}_2\text{FeO}_4,+1,+6,-2\) 高铁酸钠

\(\text{KCIO}_3,+1,+5,-2\) 注意 \(\text{CI}\) 的化合价

\((\text{IO}_3)\) 碘酸根，\(-1\) 价

\(\text{NO+O}_2\rightarrow \text{NO}_2,\text{NO}_2+\text{OH}^-\rightarrow \text{NO}_3^-+\text{NO}_2^-\)

对于复杂方程式，分析转移多少个电子，首先标化合价。然后只分析升了多少价，或者降了多少价态。注意当一个反应物既有升价也有降价时，从产物入手分析价态变化。反之，当产物既有升价也有价态时（常在归中反应中），从反应物入手分析。

\(\text{CI}_2\) 可通到石灰乳里制取漂白粉。

\(\text{IO}_3^-+5\text{I}^-+6\text{H}^+=4\text{I}_2+3\text{H}_2\text{O}\) 用酸化的淀粉碘化钾溶液检验 \(\text{IO}_3^-\) 的存在。

价态规律

金属无负价，非金属最高价态为 最外层电子数，最低价态为 最外层电子数 \(-8\).

并非所有处于最高价，最低价元素都会变价，\(\text{H}^+,\text{H}_2\text{O}\) 常作为环境出现。

当价态确定时，要参考溶液中其他例子确定最终形态。例如 \(+4\) 价的 \(\text{C},\text{pH}\) 不同，产物也不同。

判断产物

稀硫酸中的 \(\text{SO}_4\) 是很稳定，不变价的。硫酸的氧化性体现在 \(\text{H}^+\) 上，我们把酸根没有氧化性的酸叫做 非氧化性酸。

但是，浓硫酸的 \(\text{H}_2\text{SO}_4\) 我们认为是以分子形式存在的，\(\text{SO}_4^-\) 具有氧化性，与 \(\text{Zn}\) 反应降价变成 \(\text{SO}_2\)，同时，有升有降，\(\text{Zn}\rightarrow \text{Zn}^{2+}\)，此时 \(\text{H}\) 化合价不变。产物为 \(\text{ZnSO}_4,\text{SO}_2,\text{H}_2\text{O}\)。别忘了成盐。浓硫酸叫 氧化性酸。

\(\text{NO}_2\) 是红棕色气体。下面分析 \(\text{HNO}_3\) 受热分解的产物。已知产生红棕色气体，肯定有 \(\text{NO}_2\).

\(\text{N}\) 降价了，有降必有升。\(\text{H}\) 不可能升。\(\text{O}\) 升价一般变成 \(\text{O}_2\)，还剩下 \(\text{H}\) 咋办？\(\text{O}\) 的电子已经直接给 \(\text{N}\)，如果还有多余的 \(-2\) 价态的氧，完全可和 \(+1\) 价态的 \(\text{H}\) 直接结合成水。能不变价就不变。

\(\text{Fe}_2\text{O}_3\) 红棕色。\(+6\) 价的 \(\text{S}\) 降价常得到 \(\text{SO}_2\)。这玩意还原性很强。反之亦然。

高氯酸中 \(\text{CI}\) 显 \(+7\) 价，氧还反应中一般会降价。\(\text{H}\) 要想变价，得被非常活泼的金属置换。事实上，所有处于最高价态的元素，若发生反应，一般都降价。反之则升价。一般都参与反应。

钾离子 \(+1\) 价态很稳定。一般不反应。且只有这一种价态。金属无负价。正三价的碳升价常变成正四价，在酸性环境中常以 \(\text{CO}_2\) 形式存在。

双氧水不一定是氧化剂，它是中间价态。如果生成了氧气，氧价态升高，就是作还原剂。比如遇到 \(\text{KMnO}_4\) 就是作还原剂。

浓硝酸得 \(\text{NO}_2\)，稀硝酸得 \(\text{NO}\).

价态不交叉原则

氧化还原反应中，能不变，就不变，要变价，就近变。（按照价态高低排序，就近变价。价态不可以交叉）。

守恒规律

元素（原子）守恒，电荷守恒（负电荷，正电荷反应前后分别相等），升降价态相等（这是最牛的，当给定方程式不配平，一般只能用这个，因为只有升降价态才和方程式配平没有关系）。

性质强弱比较规律

氧还能力与得失电子的个数无关，只与得失电子的难易程度有关。（电势高低）

\(\text{O}_3=\text{O}_2\cdot \text{O}=\dfrac{1}{2}\text{O}_2+\text{O}_2\)。臭氧产物一般有个氧气。臭氧的氧化性比氧气强。下面提到的 “强强制弱弱” 也可说明这一点。

氧化性：氧化剂 > 氧化产物，还原剂

还原性：还原剂 > 还原产物，氧化剂

氧还反应实际就是 氧化剂+还原剂 制出来氧化性，还原性更弱的东西。

该规律只在特定的 \(c,\text{pH},T\) 下成立，脱离环境的比较没有意义。

\(\text{Pb}_2\text{O}_3,\text{Pb}_3\text{O}_4\) 永远往 \(+2,+4\) 拆。比如 \(\text{Pb}_2\text{O}_3\rightarrow \text{PbO}\cdot \text{PbO}_2,\text{Pb}_3\text{O}_4\rightarrow 2\text{PbO}\cdot \text{PbO}_2\).

如果氧化还原反应没有发生，也可比较氧化性/还原性。例如下面这个题。

很明显第一个反应并不是氧化还原。价态都没变。硝酸为何没体现氧化性呢？为何没把硝酸铅还原成氧化铅呢？只能说明，二氧化铅的氧化性大于硝酸，依据是若反应，氧化剂 > 氧化产物，而二氧化铅是期望的氧化产物，硝酸是期望的氧化剂。

高锰酸根是能制取氯气的，因此它的氧化性比盐酸强，而根据第二个方程式，得而二氧化铅氧化性比高锰酸根强，故盐酸是不可能制取氧化铅的。

氧化铅是溶于硝酸的。这是 C。

D 错误显然。

反应先后顺序问题

氧化性与还原性差距越大组合，越先发生反应。例如，已知还原性 \(\text{I}^->\text{Fe}^{2+}>\text{Br}^{-}\)，则 \(\text{CI}_2\) 与其反应先后顺序也是如此。但是 \(\text{I}^-\) 氧化结果 \(\text{I}_2\) 最后还会被氧化成 \((\text{IO}_3)^-\).

人体中 \(\text{Vc}\) 的作用是抗氧化，故先氧化维生素C。同理，配置 \(\text{FeCI}_2\) 溶液时，加入稍过量铁粉目的是 防止 \(\text{Fe}^{2+}\) 氧化成 \(\text{Fe}^{3+}\)。

双线数轴法

依据：强强制弱弱。

用于判断反应是否发生。

首先依据题意，按照氧化性从大到小排序。再在每个物质下对应产物（实际上就是写还产），对应的还原性是从小到大。

左上右下可反应。距离远的先反应。产物垂直找对应。

若出现只根据 “氧化剂 > 氧化产物” 无法判断情形，去找判断的两个粒子是否变价，如果有一个变价的，一个不变价的。则变价产物肯定比没变价的产物还原性更强。反之可得氧化性。

根据反应方程式 \(\text{Cl}_2 + \text{FeI}_2 \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{I}_2\)，在此反应中，\(\text{I}^-\) 被氧化成 \(\text{I}_2\)，而 \(\text{Fe}^{2+}\) 未发生化合价变化。由于 \(\text{I}^-\) 被氧化，说明其还原性强于 \(\text{Fe}^{2+}\)。因此，\(\text{I}^-\) 的还原性比 \(\text{Fe}^{2+}\) 强。

根据反应方程式 \(\text{Cl}_2 + \text{FeBr}_2 \rightarrow \text{FeCl}_3 + \text{Br}_2\)，在此反应中，\(\text{Br}^-\) 和 \(\text{Fe}^{2+}\) 被氧化，\(\text{Cl}_2\) 是氧化剂，\(\text{Fe}^{3+}\) 是氧化产物。由于 \(\text{Fe}^{3+}\) 是高价态的铁离子，无法再被氧化，因此它不具有还原性。相比之下，\(\text{Br}^-\) 可以被氧化成 \(\text{Br}_2\)，具有还原性。因此，根据此反应方程式，我们无法比较 \(\text{Fe}^{3+}\) 和 \(\text{Br}^-\) 的还原性强弱。

常见氧化剂还原剂梳理

• 卤素系列 （和氯有关的）

• 氧气，过氧，超氧

• 氧化性酸

• 高价金属含氧酸根，氧化物

卤素系列

若题目没有信息，一律变为 \(\text{CI}^-\)。需要注意，\(\text{CIO}_3^-\) 遇 \(\text{CI}^-\)，根据价态不交叉原则，归中反应。变成氯气，即零价态。

高氯酸根 \(\text{CIO}_4^-\) 约等于硫酸根。因此，稀高氯酸 \(\text{HCIO}_4\) 以及高氯酸根无氧化性（氧化性不体现在酸根上）。浓高氯酸是强氧化剂。记忆和硫酸一样的。还原产物看题目信息。

注意还原成氯离子可能产生沉淀。具体依照题目信息判断。

氧气，过氧，超氧

氧气，超氧无信息默认变成 \(-2\) 价的 \(\text{O}\)。产物先空着。

臭氧变成氧气 + （氧气还原得到的产物）

氧化性酸

浓硫酸变成 \(\text{SO}_2\) 气体。大多数反应都得加热。

浓硝酸默认变 \(\text{NO}_2\)，稀硝酸默认变 \(\text{NO}\)。

过二硫酸（根）即 \(\text H_2\text S_2\text O_8/\text S_2\text O_8^{2-}\) 一般加两个电子变成两个 \(\text {SO}_4\).

高价金属含氧酸根/氧化物

高锰酸根：\(\text{MnO}_4^-\rightarrow \text{Mn}^{2+}(\text H^+)/\text{MnO}_2\downarrow(\text{中})/\text{MnO}_4^{2-}(\text{碱})\).

高铁酸根：\(\text{FeO}_4^2\rightarrow \text{Fe(OH)}_3,\text{Fe}^{3+}\) 只在 \(\text{pH=1}\) 时才存在。

重铬酸根/铬酸根：\(\text{Cr(VI)}\rightarrow \text{Cr(Ⅲ)}\)

二氧化铅得两电子变成 \(\text{Pb}^{2+}\)，它氧化性极强。

锡：四价态得两电子变为二价态。

钴：三价钴得一电子变为二价钴。

铈：四价铈得一电子变为三价铈。

常见还原剂梳理

• 热还原剂

• 硫，碘，亚铁

• 有机物

• 负价氮

热还原剂

还原三剑客

“还原三剑客” \(\text{S,I,Fe}^{2+}\)。

多碘化合物：\(\text{I}^{-},\text{I}_3^-,\text{I}_x^-\rightarrow \text{I}_2\rightarrow\text{IO}_3^-\).

二价铁氧化变三价铁。

负价氮

无信息默认升价变氮气。催化氧化才会变成正价。铵根比较稳定，比如硝酸和氨气生成硝酸铵，不是氧化还原。

同时，硫酸亚铁铵与高锰酸钾反应，只有亚铁和锰反应，铵根起到稳定亚铁的作用。铵根并不会被高锰酸钾氧化。

双氧水即可作氧化剂，也可还原剂。因为处于中间价态。不引杂，无污染。过量的双氧水可以煮沸除去。

标升降价

标哪看哪，乘角标。

“\(0\) 价法”：对于不好标价的化合物，若只关心其整体对外升降价情况，可认为所有元素的化合价均为 \(0\) 处理。

仅可以用来标价配平，不可用来判断 氧化还原剂，反应，氧化还原产物。

当化合物中有待定系数 \(x\)，如 \(\text{Na}_2\text S_x\) 这类，我们可认为进行了两步反应。第一步丢掉外面带的电荷，变成单质。第二部再对单质进行升降价反应。

例如，\(\text S_x^{2-}\rightarrow \text{SO}_4^{2-}\)，硫酸根中硫是 \(+6\) 价。首先升两价把 \(2-\) 扔了。再就是 \(x\) 个硫原子。价态都是 \(0\)，都升 \(6\) 价。所以一共升了 \(6x+2\) 价。

还有一个例题，如下。

这种关系问题使用关系式法，\(\text{Na}_2\text S_x\sim 8\text O_2\sim 32\text e^-\)。氧气作氧化剂一般默认最终价态为 \(-2\)。

也就是说，\(\text{Na}_2\text S_x\) 要失去 \(32\) 个电子。为方便我们把 \(\text S_x\) 等效为 \(\text{(S}_x)^{2-}\)。首先失去两个电子变成 \(\text S_x\)，最终期望价态为 \(+6\)，故 \(x=\dfrac{30}{6}=5\).

陌生方程式氧化还原的书写

• 确定两剂两产物。产物确定用上面提到的常识。（\(\text H^+,\text{OH}^-,\text H_2\text O\) 先不写，大概率不变价，作为环境出现。\(\text O\) 降价先别写，\(-2\) 价的氧太多了，没法确定。）

• 标价看升降。标哪看哪乘角标。（歧化反应标产物更易。）

• 升降价相等。

• 变价原子守恒，沉淀，络合搭配写。

• 电荷守恒，不知酸碱性，或不明确。补在右侧。把 \(\text{H}^+,\text{OH}^-\) 当产物。算缺什么电荷补种类。缺正电补 \(\text H^+\)，缺负电补 \(\text{OH}^-\)。已知酸碱性。位置算电荷。

  种类位置知一求二。

• 查氧补水

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• 能拆离子一定拆。

• 固体熔融也能拆。（加热？共热？）

• 变价成盐分别配（浓硫酸不可拆写）

• 歧化分解倒着配

技巧

平均化合价法

当

比例锁定，整体标价

对于一些规定产物比例或有明显原子守恒关系的方程式，可用整体法进行标价。

原子守恒怎么找？找反应物，生成物原子比例对应关系。

待定系数法

利用原子守恒，升降价相等，（电荷守恒）列方程

先后反应叠加问题