比较氧化还原反应中的"六组"概念
氧化还原反应包括氧化反应和还原反应这两个半反应,它们同时发生,从而构成了一个完整的氧化还原反应。氧化反应与还原反应,是两个完全相反又必定同时发生的过程,因此氧化还原反应中的相关概念都是"成对"出现的。现以 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu这个简单的氧化还原反应为例,比较说明氧化还原反应中相关的"六组"概念。
1、从反应的宏观表现来看,得出第一组概念--化合价的升与降:有元素化合价升高必有元素的化合价降低,且化合价的升降总数必相等。上例中:Fe元素的化合价升高了2,Cu元素的化合价降低了2。
补充说明以下几个问题:①发生化合价升降的元素可以是一种或多种;②可以是不同物质中的不同元素(如上例),或不同物质中的同种元素(如2H2S+SO2=== 3S+2H2O),③也可以是同种物质中的不同元素(如2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑),或同种物质中的同种元素(Cl2+H2O===HCl+HClO)。④反应中是否有元素的化合价发生改变,是判断一个反应是否属于氧化还原反应的标志。
2、从反应的本质来看,得出第二组概念--电子的得与失:某元素的原子若失去电子则化合价升高,得到电子则化合价降低,且得失电子总数必相等。上例中:每个Fe原子失去两个电子,铁元素的化合价从0价升高到+2价,每个Cu原子得到2个电子,铜元素的化合价从+2价降低到0价。
需要注意的是:在氧化还原反应中电子的得失可以用双线桥或单线桥表示。
3、从反应物角度来看,得出第三组概念--氧化剂与还原剂:含有得电子元素(化合价降低)的反应物是氧化剂,含有失电子元素(化合价升高)的反应物是还原剂。上例中,CuSO4是氧化剂,Fe是还原剂。
需要注意的是:若得、失电子的元素在同一种反应物中,则它既是氧化剂又是还原剂。
4、从生成物角度来看,得出第四组概念--氧化产物与还原产物:含有得到电子(化合价降低了)元素的生成物是还原产物,含有失去电子(化合价升高了)元素的生成物是氧化产物。上例中,Cu是还原产物,FeSO4是氧化产物。
需要注意的是:若一种生成物中同时有含得、失电子的元素,则它既是氧化产物又是还原产物。
5、从变化的过程来看,得出第五组概念--氧化反应与还原反应:元素失去电子(化合价升高)的反应是氧化反应,元素得到电子(化合价降低)的反应是还原反应。上例中,Fe元素(0价)发生了氧化反应,Cu元素(+2价)发生了还原反应。
需要注意的是:若电子的得失发生在同一物质的不同元素或同一元素之间,则这种物质一部分发生氧化反应,一部分发生还原反应。
6、从变化的结果来看,得出第六组概念--被氧化与被还原:元素失去电子被(氧化剂)氧化,得到电子被(还原剂)还原。上例中,Fe元素(0价)被氧化,Cu元素(+2价)被还原。
注意: ①若电子的得失发生在同一物质的不同元素或同一元素之间,则这种元素一部分被氧化,一部分被还原。②元素被氧化就是发生了氧化反应,被还原就是发生了还原反应。