氧化还原反应与离子反应的异同RT

氧化还原反应与离子反应的异同RT
氧化还原反应与离子反应的异同
RT

氧化还原反应与离子反应的异同RT
没有什么必然联系.
氧化还原反应是有化合价升降的反应,其实质是电子的得失.
离子反应离子之间发生的反应,一般情况下是在水溶液中或熔融状态下的反应.

[编辑本段]基本定义
氧化还原反应 (oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。此类反应都遵守电荷守恒。在氧化还原反应里，氧化与还原必然以等量同时进行。两者可以比喻为阴...

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[编辑本段]基本定义
氧化还原反应 (oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。此类反应都遵守电荷守恒。在氧化还原反应里，氧化与还原必然以等量同时进行。两者可以比喻为阴阳之间相互依靠、转化、消长且互相对立的关系。有机化学中也存在氧化还原反应。
[编辑本段]规律
因为氧化还原反应中会发生电子转移，也就是元素的化合价会发生变化，可以得知：
复分解反应都不是氧化还原反应[1]。
置换反应一定是氧化还原反应
化合和分解反应不一定是氧化还原反应
有单质参加的化合反应大部分是氧化还原反应（有例外，例如石墨在一定条件下变成金刚石，还包括其他同素异形体之间的转换。）
有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应
对于不属于上述四种基本反应类型的化学反应，有属于氧化还原反应的（例如碳还原氧化铜），也有不属于氧化还原反应的（例如氧气在一定条件下反应变成臭氧）
归中反应，歧化反应可以看作是特殊的氧化还原反应。
氧化反应：
具有氧化性←氧化剂（反应物）—（失氧）→被还原→发生还原反应→化合价降低→得eˉ或共同电子对偏向→生成还原产物（具有还原性）
还原反应：
具有还原性←还原剂（反应物）—（得氧）→被氧化→发生氧化反应→化合价升高→失eˉ或共同电子对偏离→生成氧化产物（具有氧化性）
当某元素为最高价次时，它只能做氧化剂。
当某元素为最低价次时，它只能做还原剂。
当某元素为中间价次时，它既能做氧化剂，又能做还原剂。
[编辑本段]概念
反应的本质是电子有转移(或电子偏移），其特征为化合价的升降。化合价升高，即失电子的半反应是氧化反应；化合价降低，得电子的反应是还原反应。化合价升高的物质还原对方，自身被氧化，因此叫还原剂，其产物叫氧化产物；化合价降低的物质氧化对方，自身被还原，因此叫氧化剂，其产物叫还原产物。即：
还原剂 + 氧化剂 ---> 氧化产物 + 还原产物
一般来说，同一反应中还原产物的还原性比还原剂弱，氧化产物的氧化性比氧化剂弱，这就是所谓“强还原剂制弱还原剂，强氧化剂制弱氧化剂”。
总结：氧化剂发生还原反应，得电子，化合价降低，有氧化性，被还原,生成还原产物。
还原剂发生氧化反应，失电子，化合价升高，有还原性，被氧化,生成氧化产物。
记法：氧化还原不可分，得失电子是根本。失电子者被氧化，得电子者被还原。
失电子者还原剂，得电子者氧化剂。氧化剂 还原剂，相依相存永不离。
记法2：升失氧，降得还
解释：1.化合价升高，失去电子，氧化反应。
2.化合价降低，得到电子，还原反应。
记法3：升失被氧还
降得被还氧
解释：1.化合价升高、失去电子、被氧化做还原剂。
2.化合价降低、得到电子、被还原做氧化剂。
记法4：
剥下伪装的外套（失去电子），真实面目被还原的是还原剂，还原剂当然发生氧化反应，电子为负价，失去电子负负得正，化合价升高
披上伪装的外套（得到电子），真实面目被氧化的是氧化剂，氧化剂当然发生还原反应，电子为负价，得到电子正负得负，化合价降低
[编辑本段]范例
氢气与氯气的化合反应
氢气与氯气的化合反应，其总反应式如下：
H2 + Cl2 → 2HCl
我们可以把它写成两个半反应的形式：
氧化反应：
H2 → 2H+ + 2e-
还原反应:
Cl2 + 2e- → 2Cl-
单质总为0价。第1个半反应中，氢元素从0价被氧化到+1价；同时，在第2个半反应中，氯元素从0价被还原到-1价. (本段中，“价”指氧化数)
两个半反应加合，电子数削掉：
H2 → 2H+ + 2e-
+ 2e- + Cl2 → 2Cl-
---------------------
H2 + Cl2 → 2H+ + 2Cl-
最后，离子结合，形成氯化氢:
2H+ + 2Cl- → 2HCl
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配平碳与硝酸起反应的化学方程式
解∶1,写出反应物和生成物的化学式
C+HNO3→NO2+CO2+H2O
2,列出元素的化合价的变化
在反应物这边 在生成物这边 变化量
C化合价 0 +4 升高4
N化合价 +5 +4 降低1
3,使化合价的升高和降低的总数相等
C+4HNO3→4NO2+CO2+H2O
4,配平其它物质的系数
C+4HNO3=4NO2↑+CO2↑+2H2O
再如工业炼铁的反应:
Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2
这个反应中,三氧化二铁是氧化剂,而一氧化碳是大家熟悉的还原剂.三氧化二铁中的氧元素给了一氧化碳,使后者氧元素含量增加变为二氧化碳.铁由3价变为单质0价(降低,为氧化剂),而碳由2价变为4价(升高,为还原剂)
另外,复分解反应一定不是氧化还原反应.因为复分解反应中各元素的化合价都没有变化.例如:
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓其中钠元素保持1价,碳酸根保持-2价,氯元素保持-1价,而钙元素保持2价.
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[编辑本段]与电化学的关系
每一个氧化还原反应都可以做成一个原电池。其中发生氧化反应的一极为阳极，即外电路的负极；还原反应的一极为阴极，即外电路的正极。两个电极之间有电势差(电化学上通常叫电动势)，因此反应可以进行，同时可以用来做功。
[编辑本段]氧化还原反应的两个性质
还原性：失电子的能力
氧化性；得电子的能力
例：一物质还原性很强=失电子的能力强
一个反应中，具有还原性的物质：1、还原剂2、还原产物
一个反应中，具有氧化性的物质：1、氧化剂2、氧化产物
金属性在本质上就是还原性，而还原性不仅仅表现为金属的性质。
非金属性在本质上就是氧化性，而氧化性不仅仅表现为非金属单质的性质。
一个粒子的还原性越强，表明它的氧化性越弱；粒子的氧化性越强，表明它的还原性越弱。
即在金属活动性顺序表中，排在前面的金属还原性强，排在后面的金属离子氧化性强
如：在元素周期表中，非金属性最强的非金属元素氟，它的氧化性最强，因此氟元素无正价。反之，金属性越强的元素，它的还原性也就越强。
一切氧化还原反应之中，还原剂的还原性＞还原产物的还原性
一切氧化还原反应之中，氧化剂的氧化性＞氧化产物的氧化性
还原性的强弱只与失电子的难易程度有关，与失电子的多少无关。
金属得电子不一定变为0价 例：2Fe+Cu=2Fe2+ + Cu2+，Fe3+—Fe2+
[编辑本段]氧化还原反应的表示方法
一.双线桥法
表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况
1.双线桥法的基本步骤
(1)标价态:正确标明氧化反应前后同一元素的化合价,判断其升降.
(2)连双线:一条线由氧化剂中化合价降低的元素指向还原产物中的相应元素,另一条线由还原剂中化合价升高的元素指向氧化产物中的相应元素
(3)注得失:标出"失去"或"得到"的电子总数,注明该元素"被氧化"或"被还原"
2.注意事项
(1)箭头,箭尾指向化合价变化的同种元素
(2)必须注明"得到"或"失去"字样
(3)还原剂失去电子总数和氧化剂得到电子数总数相等
二.单线桥法
表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况
1.单线桥法的基本步骤
(1)标价态:正确标明氧化反应前后同一元素的化合价,判断其升降,进而确定得失电子的元素.
(2)连单线:连接等式左边的氧化剂与还原剂,箭头指向氧化剂
(3)注得失:标出转移的电子总数
2.注意事项
(1)不需标明"得"或"失"
(2)箭头表示电子转移的方向
[编辑本段]氧化还原反应方程的配平
快速配平氧化还原反应
氧化还原反应的配平是正确书写氧化还原反应方程式的重要步骤，它是中学化学教学中要培养学生的一项基本技能，同时氧化还原反应的配平也一直是高考考查的热点。考查氧化还原反应配平的试题，一般其难度都不低，因此，掌握较好的解题方法，快速、准确地进行配平是解决这类问题的关键。下面介绍两种简单、通用、快速、准确的配平方法。
一、电子守恒法
1、配平原理
发生氧化还原反应时，还原剂失去电子、氧化剂得到电子。因为整个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂，在这一失一得之间，电子守恒。故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等，结合二者化合价的改变情况，可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来，这样整个氧化还原反应就顺利配平了。
2、方法和步骤
①标出发生变化的元素的化合价，并确定氧化还原反应的配平方向。
在配平时，需要确定先写方程式那边物质的计量数。有时先写出方程式左边反应物的计量数，有时先写出方程式右边生成物的计量数。一般遵循这样的原则：
自身氧化还原反应→ 先配平生成物的计量数；
部分氧化还原反应 → 先配平生成物的计量数；
一般的氧化还原反应→既可先配平生成物的计量数，也可先配平反应物的计量数。
②列出化合价升降的变化情况。当升高或降低的元素不止一种时，需要根据不同元素的原子个数比，将化合价变化的数值进行叠加。
③根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。
④根据质量守恒配平剩余物质的计量数。最终并根据质量守恒检查配平无误。
二、待定系数法
1、配平原理
质量守恒定律告诉我们，在发生化学反应时，反应体系的各个物质的每一种元素的原子在反应前后个数相等。通过设出未知数（如x、y、z等均大于零）把所有物质的计量数配平，再根据每一种元素的原子个数前后相等列出方程式，解方程式（组）。计量数有相同的未知数，可以通过约分约掉。
2、方法和步骤
对于氧化还原反应，先把元素化合价变化较多的物质的计量数用未知数表示出来，再利用质量守恒吧其他物质的计量数也配平出来，最终每一个物质的计量数都配平出来后，根据某些元素的守恒，列方程解答。
快速配平七步法:
步骤一:分析化合价升降
步骤二:交换升降价数的系数
步骤三:过桥(双线桥)
步骤四:找到没有参加氧化还原反应的元素,并加入系数中.除(氧、氢)
步骤五:配平氢
步骤六:检查氧是否平
步骤七:完善(加反应条件、加等号、加上下箭头、约公约数)
氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的意义
我们所需要的各种各样的金属，都是通过氧化还原反应从矿石中提炼而得到的。如制造活泼的有色金属要用电解或置换的方法；制造黑色金属和别的有色金属都是在高温条件下用还原的方法；制备贵重金属常用湿法还原，等等。许多重要化工产品的制造，如合成氨、合成盐酸、接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食盐水电解制烧碱等等，主要反应也是氧化还原反应。石油化工里的催化去氢、催化加氢、链烃氧化制羧酸、环氧树脂的合成等等也都是氧化还原反应。
在农业生产中，植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。
虽然需要有细菌起作用，但就其实质来说，也是氧化还原反应。土壤里铁或锰的氧化态的变化直接影响着作物的营养，晒田和灌田主要就是为了控制土壤里的氧化还原反应的进行。
我们通常应用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应，否则就不可能把化学能变成电能，把电能变成化学能。
人和动物的呼吸，把葡萄糖氧化为二氧化碳和水。通过呼吸把贮藏在食物的分子内的能，转变为存在于三磷酸腺苷(ATP)的高能磷酸键的化学能，这种化学能再供给人和动物进行机械运动、维持体温、合成代谢、细胞的主动运输等所需要的能量。煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧更是供给人们生活和生产所必需的大量的能。
由此可见，在许多领域里都涉及到氧化还原反应，我们引导学生学习和逐步掌握氧化还原反应对他们今后参加生产和生活都是有意义的。
离子反应 有离子参加的化学反应。离子反应的本质是某些离子浓度发生改变。常见离子反应多在水溶液中进行。根据反应原理，离子反应可分为复分解、盐类水解、氧化还原、络合4个类型；也可根据参加反应的微粒，分为离子间、离子与分子间、离子与原子间的反应等。极浓的电解质跟固态物质反应时，应根据反应的本质来确定是否属于离子反应。例如，浓硫酸跟铜反应时，表现的是硫酸分子的氧化性，故不属于离子反应；浓硫酸跟固体亚硫酸钠反应时，实际上是氢离子跟亚硫酸根离子间的作用，属于离子反应。此外，离子化合物在熔融状态也能发生离子反应。
用实际参加反应的离子符号写成的方程式称为离子方程式
1、离子反应的概念
在反应中有离子参加或有离子生成的反应称为离子反应。在中学阶段仅限于在溶液中进行的反应，可以说离子反应是指在水溶液中有电解质参加的一类反应。因为电解质在水溶液里发生的反应，其实质是该电解质电离出的离子在水溶液中的反应。
2、离子反应的特点
离子反应的反应速率快，相应离子间的反应不受其它离子的干扰。
3、离子反应的类型
（1）置换反应
在溶液中酸、碱、盐之间互相交换离子的反应，一般为非氧化还原反应。
（2）有离子参加的氧化还原反应

①置换反应的离子反应

金属单质与金属阳离子之间的置换反应，如Fe与CuSO4溶液的反应，实际上是Fe与Cu2+之间的置换反应。非金属单质与非金属阴离子之间的置换反应，如Cl2与NaBr溶液的反应，实际上是Cl2与Br－之间的置换反应。
②其它一些有离子参加的氧化还原反应
如MnO2与浓HCl反应制取Cl2；Cu与FeCl3溶液反应生成FeCl2、CuCl2；Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水等。
这些离子反应发生的条件是：比较强的氧化剂和较强的还原剂反应，生成氧化性较弱的氧化产物和还原性较弱的还原产物。因此掌握一些常见离子的氧化性或还原性的相对强弱，是判断这一类离子反应能否发生的重要依据。
（3）络合反应型：
例如：(Ag+)+2NH3→[Ag(NH3)2]+
离子反应本质：反应物的某些离子浓度减少。
离子反应发生条件
①生成难溶的物质。如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等。
②生成难电离的物质。如生成CH3COOH、H2O、NH3•H2O、HClO等。
③生成挥发性物质。如生成CO2、SO2、H2S等。
只要具备上述三个条件中的一个，离子互换反应即可发生。这是由于溶液中离子间相互作用生成难溶物质、难电离物质、易挥发物质时，都可使溶液中某几种、自由移动离子浓度减小的缘故。若不能使某几种自由移动离子浓度减小时，则该离子反应不能发生。如KNO3溶液与NaCl溶液混合后，因无难溶物质、难电离物质、易挥发物质生成，Na+、Cl－、K+、NO3—浓度都不减少，四种离子共存于溶液中，故不能发生离子反应。
（1）非氧化还原型的离子反应条件：
a．离子交换型：
例如：( Ag+) + (Cl-)=AgCl↓
离子交换后要有沉淀、气体、弱电解质三者之一生成才能发生反应。
b．双水解反应型：
例如：2(Al 3+) + (3CO3 2-) + 3H2O=2Al(OH)3↓ +3CO2↑
要生成更难溶解的物质或弱电解质才能发生离子反应。
c．络合反应型：
例如：(Ag+)+2NH3→[Ag(NH3)2]+
生成比简单离子更稳定的络离子，离子反应才能进行。
（2）氧化还原型离子反应条件：
在电解质溶液中能满足“以强制弱”的氧化还原反应规律的反应，离子反应才能进行。
例如：Cl2+(SO3 2-) + H2O=2Cl- + (SO4 2-) + 2H+
∵氧化性 还原性
∴此反应才能进行。
难点：离子在溶液中大量共存的规律。
即：向溶液中有关离子浓度减小的方向进行
判断原则：在溶液中所有离子之间不能发生任何类型的反应，否则离子不能共存。
例如：生成沉淀的：如Ba2+与SO42-,CO32-;Ag+与Cl-,SO42-
（生成难电离的物质：H+与OH-;CH3COO-与H+；NH4+与OH-;H+与F-）
（生成气体（挥发性物质）如：H+与CO32-,S2-,SO32-）
发生氧化还原: H+(KMnO4)与I-,S2-;Fe3+与
发生中和反应:Fe3+,Al3+,Cu2+等是在溶液中显酸性的离子，OH-,CO3-,SO2-,SO3-,ClO4-等在溶液里则显碱性， 酸碱中和反应 ， 则不可共存
强氧化性离子：MnO4- Cr2O72- ClO- Fe3+ (H+)NO3-
强还原性离子：S2- I- Fe2+ HS- Sn2+ S2O32- SO32- HSO3-
因发生氧化还原反应无法大量共存
离子反应中，不可以拆开的物质有：单质、气体、沉淀、水、弱酸、弱碱、氧化物及绝大部分有机物（有机盐除外）
常见有色离子：Fe2+：浅绿色 Fe3+：黄色 Cu2+：蓝色 MnO4-：紫色……
1．由于发生复分解反应，离子不能大量共存
(1)有气体产生。例如：CO32—、SO32—、S2—、HCO3—、HSO3—、HS—等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
(2)有沉淀生成。例如：Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42—、CO32—等大量共存；Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH—大量共存；Pb2+与Cl—，Fe2+与S2—、Ca2+与PO43—、Ag+与Cl-、Br-、I—等不能大量共存。
(3)有弱电解质生成。例如：OH—、CH3COO—、PO43—、HPO42—、H2PO4—、F—、ClO—、AlO2—、SiO32—、CN—、C17H35COO—、等与H+不能大量共存；一些酸式弱酸根，例如：HCO3-、HPO42—、HS—、H2PO4—、HSO3—不能与OH—大量共存；NH4+与OH—不能大量共存。
(4)一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的：
① 例如：AlO2—、S2—、CO32—、C6H5O—等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；
②再如：Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。
这两类离子不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。例如：3AlO2—十Al3+十6H2O＝4Al(OH)3↓等
典型双水解的条件;弱酸跟、弱碱根离子对应的酸碱容易从体系中脱离。即生成沉淀、气体或同时生成两种沉淀

收起

不同点：氧化还原反应有价态的变化，电子有得有失，而离子反应只是阴阳离子的交换结合形成难电离的新物质，无价态改变，也没有电子得失。
共同点：都是化学反应。
注意，有些离子反应也是氧化还原反应

氧化还原反应牵扯化合价的变化，离子反应在溶液中。且一般无化合价变化