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高一化学 · 氧化还原反应 氧化性和还原性的强弱

高一化学 · 氧化还原反应 氧化性和还原性的强弱

一、先聊两句:铜为什么换不出铁

把铁钉放进硫酸铜溶液,铁钉表面很快镀上一层红色的铜;反过来,把铜丝放进硫酸亚铁溶液,安安静静,什么也不发生。

同样是置换反应,为什么只有单向能走?因为氧化还原反应是有"方向"的——谁氧化性强、谁还原性强,直接决定了反应能不能发生。这一节,我们就把"强弱"这件事彻底讲清楚。

二、先分清两条"能力"

氧化性:得电子的能力,是氧化剂的本事;

还原性:失电子的能力,是还原剂的本事。

配合老口诀一起记:升失氧还(化合价升高、失电子、被氧化、作还原剂);降得还氧(化合价降低、得电子、被还原、作氧化剂)。

比的是"难易",不是"多少"

⚠ 这句话是本节的命根子:失电子数目多,不等于还原性强。1个Na 失 1个 电子,1 个Al 失3个电子,但两者的强弱绝不能靠"电子数"去比——比的是失电子的难易程度。

三、核心依据:两强生两弱

在一个能自发进行的氧化还原反应里,永远是"强的"变"弱的":

氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物

角色
反应物
产物
强弱关系
看氧化性
氧化剂(强)
氧化产物(弱)
氧化性:氧化剂 > 氧化产物
看还原性
还原剂(强)
还原产物(弱)
还原性:还原剂 > 还原产物

换个更顺口说法:左边永远比右边强,强强相遇生成两个弱的。

以铁与硫酸铜溶液反应为例:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

铁是还原剂、铜是还原产物,所以还原性 Fe > Cu;Cu²⁺ 是氧化剂、Fe²⁺ 是氧化产物,所以氧化性 Cu²⁺ > Fe²⁺。反过来写"Cu + FeSO₄"就是让弱的去顶强的,违背规律,所以不发生。

四、另外四条常用依据

依据一:金属活动性顺序

金属单质的还原性从左到右依次减弱,对应的阳离子氧化性则依次增强:

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属单质还原性:左强右弱 | 对应阳离子氧化性:左弱右强

如:还原性 Zn > Fe > Cu,对应离子氧化性 Cu²⁺ > Fe²⁺ > Zn²⁺。

⚠ 特别说明(三价铁):金属活动性顺序给出的是 Fe²⁺ 与 Cu²⁺ 的关系,而 Fe³⁺ 是这条顺序上的"特例"——它的氧化性比 Cu²⁺ 强,能把铜氧化:

2Fe³⁺ + Cu = 2Fe²⁺ + Cu²⁺

所以 Fe³⁺ 与 Cu 不能共存,工业上也常用 FeCl₃ 溶液来腐蚀铜板。判断"Fe³⁺ 与 Cu²⁺ 谁氧化性强"时,不能照搬金属活动性顺序,要按 Fe³⁺ > Cu²⁺ 处理。

依据二:与同一物质反应的条件和剧烈程度

同一还原剂,谁反应越容易、条件越温和、现象越剧烈,谁的氧化性就越强:

氧化剂
与 H₂ 反应的条件
结论
F₂
暗处即爆炸
氧化性:
F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂
Cl₂
光照或点燃
Br₂
加热才反应
I₂
持续加热,反应可逆
I₂ 氧化性最弱

依据三:同一还原剂被氧化的程度

同一个还原剂被不同氧化剂氧化,生成物的价态越高,说明该氧化剂的氧化性越强。

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑ → Fe 只升到 +2 价

2Fe + 3Cl₂ (点燃)= 2FeCl₃ → Fe 升到 +3 价

所以氧化性 Cl₂ > H⁺(盐酸中表现氧化性的是 H⁺)。

五、两张必背顺序表

项目
由强到弱
常见氧化性顺序
KMnO₄(H⁺) > Cl₂ > Br₂ > Fe³⁺ > I₂ > S
常见还原性顺序
S²⁻ > SO₃²⁻ > I⁻ > Fe²⁺ > Br⁻ > Cl⁻

注意Fe³⁺ 在顺序表中的位置:它比 Br₂ 弱、比 I₂ 强,正好卡在中间。两条式子把顺序串成链条:

2Fe³⁺ + 2I⁻ = 2Fe²⁺ + I₂ (说明氧化性 Fe³⁺ > I₂)

2Fe²⁺ + Br₂ = 2Fe³⁺ + 2Br⁻ (说明氧化性 Br₂ > Fe³⁺)

六、一个高频应用:Cl₂ 先氧化谁

向 FeBr₂ 溶液中通入 Cl₂,溶液里有 Fe²⁺ 和 Br⁻ 两种"猎物",Cl₂ 先对谁下手?看还原性强弱:Fe²⁺ > Br⁻,所以先氧化 Fe²⁺。

同理,向 NaI 和 NaBr 的混合溶液中通 Cl₂,先氧化 I⁻,再氧化 Br⁻。

这就是先后规律:还原性强的先被氧化,氧化性强的先被还原。它和之前讲的"量"是连在一起的——Cl₂ 少量时只发生第一步,Cl₂ 过量时会继续氧化 Br⁻,离子方程式自然就不一样了。

七、四个最容易丢分的点

⚠ 比"难易"不比"多少":氧化性强弱由得电子的难易决定,与得电子数目无关。

⚠ 别把强弱和价态混起来:化合价高低决定"能不能",强弱决定"谁先谁后";中间价态(Fe²⁺、SO₂)既有氧化性又有还原性,方向要看对手。

⚠ 稀硫酸的氧化性来自 H⁺:稀硫酸与 Fe、Zn 反应生成 FeSO₄、ZnSO₄ 和 H₂,表现氧化性的是 H⁺,不是 +6 价的硫;只有浓硫酸才由 +6 价硫表现强氧化性。

⚠ 顺序表要背准:I⁻ 的还原性强于 Fe²⁺、弱于 S²⁻,顺序错一格整道题就崩了。

八、检验一下

例 1 已知氧化性:Cl₂ > Br₂ > I₂。下列反应不能发生的是(  )

A. Cl₂ + 2NaBr = 2NaCl + Br₂

B. Br₂ + 2KI = 2KBr + I₂

C. I₂ + 2NaCl = 2NaI + Cl₂

D. Cl₂ + 2KI = 2KCl + I₂

📝 答案:C

解析:遵循"强氧化剂制弱氧化剂"。A 中 Cl₂ 强于 Br₂,能发生;B 中 Br₂ 强于 I₂,能发生;D 中 Cl₂ 强于 I₂,能发生;C 是弱的 I₂ 想去顶强的 Cl₂,违背强弱规律,不能发生。选 C。

例 2 已知反应 2Fe³⁺ + 2I⁻ = 2Fe²⁺ + I₂ 能发生,下列判断正确的是(  )

A. 氧化性:Fe³⁺ > I₂  B. 氧化性:I₂ > Fe³⁺

C. 还原性:Fe²⁺ > I⁻  D. 氧化性:Fe²⁺ > Fe³⁺

📝 答案:A

例 3 向 FeBr₂ 溶液中通入少量 Cl₂,被氧化的离子是(填离子符号),反应的离子方程式为:

📝 答案:Fe²⁺;2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻

解析:溶液中的还原性离子有 Fe²⁺ 和 Br⁻,还原性 Fe²⁺ > Br⁻,所以 Cl₂ 先氧化 Fe²⁺;题目限定"少量 Cl₂",说明 Cl₂ 只够和 Fe²⁺ 反应,Br⁻ 暂时不参与。注意配平:2 个 Fe²⁺ 失 2 个电子,1 个 Cl₂ 得 2 个电子,两边电荷均为 +4。

例4已知 A、B、C 均是金属单质,对应的离子依次为 A²⁺、B²⁺、C²⁺,且:

① A + B²⁺ = A²⁺ + B 能发生;② A + C²⁺ = A²⁺ + C 能发生;

③ B + C²⁺ = B²⁺ + C 不能发生。

则 A²⁺、B²⁺、C²⁺ 的氧化性由强到弱的顺序是(  )

A. A²⁺ > B²⁺ > C²⁺    B. B²⁺ > C²⁺ > A²⁺

C. C²⁺ > B²⁺ > A²⁺    D. B²⁺ > A²⁺ > C²⁺

答案:B

例5 已知还原性 I⁻ > Fe²⁺ > Br⁻。向含有 Fe²⁺、Br⁻、I⁻ 的混合溶液中通入一定量的 Cl₂,充分反应后,下列说法正确的是(  )

A. 若溶液中检测到 Br₂,说明 I⁻ 尚未被完全氧化

B. 通入少量Cl₂ 时,被氧化的离子是 Fe²⁺ 和 I⁻

C. 若溶液中检出 Fe³⁺,则溶液中一定不存在 I⁻

D. 无论通入多少 Cl₂,Br⁻ 都会被全部氧化

答案:C

写在最后

强弱判断,说到底就是一个"方向"问题:强强相遇生两弱,左边的永远比右边强。

把这个方向记牢,配合两张必背顺序表,再遇到置换能不能发生、先氧化谁、离子方程式怎么写,都能一眼看穿。

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