第五章氧化與還原反應(yīng)

第1頁(yè)第五章氧化與還原反應(yīng)第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)

氧化數(shù)

氧化數(shù)是某元素一個(gè)原子的荷電數(shù),這種荷電數(shù)由假設(shè)把每個(gè)化學(xué)鍵中的電子指定給電負(fù)性更大的原子而求得，類(lèi)似與中學(xué)學(xué)的化合價(jià)。

中學(xué)化合價(jià)記憶口訣：

一價(jià)氫氯鉀鈉銀，二價(jià)氧鈣鋇鎂鋅。

三鋁四硅五價(jià)磷，二三鐵、二四碳。

一至五價(jià)都有氮，銅汞二價(jià)最常見(jiàn)。

氧化還原共軛關(guān)系

在氧化還原反應(yīng)中，得到電子的物質(zhì)稱(chēng)為氧化劑（發(fā)生還原反應(yīng)），失去電子的物質(zhì)稱(chēng)為還原劑（發(fā)生氧化反應(yīng)）。

氧化還原共軛關(guān)系：

例題：

第二節(jié)氧化還原反應(yīng)方程式的配平

氧化數(shù)法

氧化數(shù)法的配平原則：氧化劑的氧化數(shù)降低總數(shù)必定與還原劑的氧化數(shù)升高總數(shù)相等。

例：用氧化數(shù)配平反應(yīng)

解：配平步驟如下：

（1）找出氧化數(shù)發(fā)生改變的元素，并標(biāo)明其氧化數(shù)

（2）計(jì)算氧化數(shù)的升（降）總數(shù)，并按照最小公倍數(shù)的原則確定系數(shù)

用氧化數(shù)配平反應(yīng)

FeS＋HNO3NO＋H2SO4＋Fe（NO3）3

解：

思考題：

注射劑中加入硫代硫酸鈉作為抗氧劑時(shí)，通入的氣體應(yīng)該是

A.O2

B.H2

C.CO2

D.空氣

E.N2[答疑編號(hào)700837205101]

【正確答案】E第三節(jié)氧化還原滴定方法

一、KMnO4法

用KMnO4溶液作滴定劑時(shí)，根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)，可采用不同的滴定方式。

（一）直接滴定法

許多還原性物質(zhì)，如FeSO4、H2C2O4、H2O2、Sn2+、Ti（III）、Sb（III）、As（III）、NO2-等，可用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定。

（二）返滴定法

有些氧化性物質(zhì)，如不能用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定就可用返滴定法進(jìn)行滴定。

（三）間接滴定法

有些非氧化性或非還原性的物質(zhì)，不能用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶直接滴定或返滴定，就只好采用間接滴定法進(jìn)行滴定。如測(cè)定Ca2+時(shí)，首先將Ca2+沉淀為CaC2O4，過(guò)濾，再用稀H2SO4將所得的CaC2O4沉淀溶解，然后用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的C2O42-，間接求得Ca2+的百分含量。

高錳酸鉀法的優(yōu)點(diǎn)是氧化能力強(qiáng)，一般不需另加指示劑。高錳酸鉀法的主要缺點(diǎn)是試劑常含有少量雜質(zhì)，因而溶液不夠穩(wěn)定。此外，又由于KMnO4的氧化能力強(qiáng)，能和很多還原性物質(zhì)發(fā)生作用，所以干擾也較嚴(yán)重。

（四）應(yīng)用實(shí)例

鈣的測(cè)定

其反應(yīng)如下：

Ca2++C2O42-＝CaC2O4↓（白）

CaC2O4+2H+＝Ca2++H2C2O4

5H2C2O4+2MnO4-+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O

凡是能與C2O42-定量生成沉淀的金屬離子，只要本身不與KMnO4反應(yīng)，都可用上述間接法滴定。

二、重鉻酸鉀法

1.K2Cr2O7容易提純，在140-150℃時(shí)干燥后，可以直接稱(chēng)量，配成標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液非常穩(wěn)定,可以長(zhǎng)期保存。

3.K2Cr2O7溶液為桔黃色，宜采用二苯胺磺酸鈉或鄰苯氨基苯甲酸作指示劑。

應(yīng)用實(shí)例

化學(xué)需氧量的測(cè)定

又稱(chēng)化學(xué)耗氧量（COD），是表示水體受污染程度的重要指標(biāo)。它是指一定體積的水體中能被強(qiáng)氧化劑氧化的還原性物質(zhì)的量，以氧化這些有機(jī)還原性物質(zhì)所需消耗的O2的量來(lái)表示。

高錳酸鉀法適合于地表水、飲用水和生活用水等污染不十分嚴(yán)重的水體，而重鉻酸鉀法適用于工業(yè)廢水的分析。

三、碘量法

碘量法也是常用的氧化還原滴定方法之一。它是以I2的氧化性和I-的還原性為基礎(chǔ)的滴定分析法。因此，碘量法的基本反應(yīng)是

I2+2e-=2I-

I2是一種較弱的氧化劑，能與較強(qiáng)的還原劑作用；

而I-是一種中等強(qiáng)度的還原劑，因此碘量法又可以用直接的和間接的兩種方式進(jìn)行滴定。

（一）直接碘量法

可以直接用I2的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定的并不多，只限于較強(qiáng)的還原劑，如：S2-、SO32-、Sn2+、S2O32-、AsO32-、SbO33-等。

（二）間接碘量法

在一定的條件下，用碘離子來(lái)還原，產(chǎn)生相當(dāng)量的碘，然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)滴定析出的I2，這種方法叫做間接碘量法或稱(chēng)為滴定碘法。例如K2Cr2O7在酸性镕液中與過(guò)量的KI作用，析出的I2用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

Cr2O72-+6I-+14H+＝2Cr3++3I2+7H2O

I2+2S2O32-＝2I-+S4O62-

利用這一方法可以測(cè)定很多氧化性物質(zhì),如ClO3-、ClO-、CrO42-、IO3-、BrO3-、SbO43-、MnO4-、MnO2、AsO43-、NO3-、NO2-、Cu2+、H2O2等等，以及能與CrO42-生成沉淀的陽(yáng)離子，如Pb2+、Ba2+等，所以滴定碘法的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。

應(yīng)用實(shí)例

銅礦石中銅的測(cè)定

礦石經(jīng)HCl、HNO3、溴水和尿素處理成溶液后、用NH4HF2掩蔽試樣中的Fe3+，使其形成穩(wěn)定的FeF63-絡(luò)合物，并調(diào)節(jié)溶液的pH為3.5-4.0，加入KI與Cu2+反應(yīng)，析出的I2，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以淀粉為指示劑，反應(yīng)式如下：

2Cu2++4I-＝2CuI↓+I2

I2+2S2O32-＝2I-+S4O62-

葡萄糖含量的測(cè)定

在堿性溶液中，I2與OH-反應(yīng)生成的IO-能將葡萄糖定量氧化：

I2+2OH-=IO-+I-+H2O

CH2OH（CHOH）4CHO+IO-+OH-=CH2OH（CHOH）4COO-+I-+H2O

剩余的IO-在堿性溶