氧化剂:
(1)定义:得到电子(或电子对偏向)的物质,在反应时所含元素的化合价降低。
(2)常见的氧化剂:
①活泼非金属单质:如 Cl
2、Br
2、O
2等。
②某些高价氧化物,如SO
3、MnO
2等。
③氧化性含氧酸,如 浓H
2SO
4、HNO
3、HClO等
④元素(如Mn、Cl、Fe等)处于高化合价时的盐,如KMnO
4、K
2Cr
2O
7、KClO
3、FeCl
3等。
⑤过氧化物,如Na
2O
2、H
2O
2等。
⑥某些金属阳离子:如Ag
+、Fe
3+等
还原剂:
(1)定义:失去电子(或电子对偏离)的物质,在反应时所含元素的化合价升高。
(2)常见的还原剂:
①活泼金属单质:如 Na、A1、Zn、Fe等。
②低价态的金属阳离子:如Fe
2+等;
③某些非金属单质:如 H
2、C等。
④元素(如C、S等)处于低价时的氧化物,如CO、NO、SO
2等。
⑤元素(如Cl、S等)处于低化合价时的氢化物:如 H
2S、HCl、HI、NH
3等 。
⑥元素(如S、Fe等)处于低化合价时的盐或酸,如Na
2SO
3、H
2SO
3、H
2C
2O
4、FeSO
4等。
常见的氧化剂及对应的还原产物:
氧化剂 |
还原产物 |
Cl2、ClO- |
Cl- |
KMnO4(H+)、MnO2 |
Mn2+ |
HNO3 |
NOx、N2、NH4+ |
浓H2SO4 |
SO2 |
Ag+、Fe3+ |
Ag、Fe2+ |
H2O2 |
H2O |
常见的还原剂及对应的氧化产物:
还原剂 |
氧化产物 |
Na、K等金属单质 |
Na+、K+ |
某些非金属C、S |
CO2、SO2 |
非金属的氢化物CH4、H2S、NH3等 |
CO2、S/SO2、NO |
某些低价态的氧化物CO、SO2 |
CO2、SO3 |
某些低价态的酸或盐H2SO3、Na2SO3等 |
SO42- |
某些低价态的阳离子Fe2+ |
Fe3+ |
H2O2 |
O2 |
易错易混点:
(1)金属单质只具有还原性,金属最高价阳离子只具有氧化性,处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性;
(2)非金属单质常作氧化剂,某些非金属单质也是较强的还原性物质,比如H2、C等等
(3)元素化合价的变化:
①元素最低价只有还原性,最高价只有氧化性,中间价态既有氧化性又有还原性
②同一元素在反应中化合价发生变化,只能接近不能交叉。
例如:
电解饱和氯化钠溶液:
在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后,注意观察电流表的指针是否偏转,以及小烧杯内发生的现象,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。
注:粗铁钉要与直流电源的阴极相连,碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
(1)饱和食盐水电解时,电流表指针发生偏转,阴、阳极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,且阴极区溶液变红。
(2) 阳极:2Cl
--2e
-==Cl
2↑
阴极:2H
++2e
-==H
2↑(或2H
2O+2e
-==2OH
-+H
2↑)
总反应式:2NaCl+2H
2O
2NaOH+H
2↑+Cl
2↑
(3)阴极区溶液变红的原因:这是由于饱和食盐水中,水所电离出的H
+在阴极放电,破坏了水的电离平衡
(H
2O
H
++OH
-)致使阴极区附近溶液中的OH
-相对较多,溶液呈碱性,故酚酞变红。
(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。
除杂的原则:
(1)不增:不增加新的杂质
(2)不减:被提纯的物质不能减少
(3)易分:操作简便,易于分离
气体除杂的原则:
(1)不引入新的杂质
(2)不减少被净化气体的量注意的问题:
①需净化的气体中含有多种杂质时,除杂顺序:一般先除去酸性气体,如:氯化氢气体,CO2、SO2等,水蒸气要在最后除去。
②除杂选用方法时要保证杂质完全除掉,如:除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液,因为Ca(OH)2是微溶物,石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收CO2不易完全。
方法:
A. 杂质转化法:欲除去苯中的苯酚,可加入氢氧化钠,使苯酚转化为苯酚钠,利用苯酚钠易溶于水,使之与苯分开
B. 吸收洗涤法;欲除去二氧化碳中混有的少量氯化氢和水,可使混合气体先通过饱和碳酸氢钠溶液,再通过浓硫酸即可除去
C. 沉淀过滤法:欲除去硫酸亚铁溶液中混有的少量硫酸铜,加入少量铁粉,待充分反应后,过滤除去不溶物即可
D. 加热升华法:欲除去碘中的沙子,即可用此法
E. 溶液萃取法:欲除去水中含有的少量溴,可采用此法
F. 结晶和重结晶:欲除去硝酸钠溶液中少量的氯化钠,可利用二者的溶解度不同,降低溶液温度,使硝酸钠结晶析出,可得到纯硝酸钠晶体
G. 分馏蒸馏法:欲除去乙醚中少量的酒精,可采用多次蒸馏的方法
H. 分液法:欲将密度不同且又互不相溶的液体混合物分离,可采用此法,如将苯和水分离
K. 渗析法:欲除去胶体中的离子,可采用此法。如除去氢氧化钠胶体中的氯离子
常见物质除杂总结:
原物所含杂质除杂质试剂除杂质的方法
(1)N2(O2)-------灼热的铜丝网洗气
(2)CO2(H2S)-------硫酸铜溶液洗气
(3)CO(CO2)-------石灰水或烧碱液洗气
(4)CO2(HCl)-------饱和小苏打溶液洗气
(5)H2S(HCl)-------饱和NaHS溶液洗气
(6)SO2(HCl)-------饱和NaHSO3溶液洗气
(7)Cl2(HCl)-------饱和NaCl溶液洗气
(8)CO2(SO2)-------饱和小苏打溶液洗气
(9)碳粉(MnO2)-------浓盐酸加热后过滤
(10)MnO2(碳粉)-------加热灼烧
(11)碳粉(CuO)-------盐酸或硫酸过滤
(12)Al2O3(Fe2O3)-------NaOH溶液(过量),再通CO2过滤、加热固体
(13)Fe2O3(Al2O3)-------NaOH溶液过滤
(14)Al2O3(SiO2)-------盐酸NH3·H2O过滤、加热固体
(15)SiO2(ZnO)-------盐酸过滤
(16)CuO(ZnO)-------NaOH溶液过滤
(17)BaSO4(BaCO3)-------稀硫酸过滤
(18)NaOH(Na2CO3)-------Ba(OH)2溶液(适量)过滤
(19)NaHCO3(Na2CO3)-------通入过量CO2
(20)Na2CO3(NaHCO3)-------加热
(21)NaCl(NaHCO3)-------盐酸蒸发结晶
(22)NH4Cl[(NH4)2SO4]-------BaCl2溶液(适量)过滤
(23)FeCl3(FeCl2)-------通入过量Cl2
(24)FeCl3(CuCl2)-------铁粉、Cl2过滤
(25)FeCl2(FeCl3)-------铁粉过滤
(26)Fe(OH)3胶体(FeCl3)-------(半透膜)渗析
(27)CuS(FeS)-------稀盐酸或稀硫酸过滤
(28)I2(NaCl)------升华
(29)NaCl(NH4Cl)-------加热
(30)KNO3(NaCl)-------蒸馏水重结晶
(31)乙烯(SO2、H2O)碱石灰洗气
(32)乙烷(乙烯)-------溴水洗气
(33)溴苯(溴)-------稀NaOH溶液分液
(34)硝基苯(NO2)-------稀NaOH溶液分液
(35)甲苯(苯酚)-------NaOH溶液分液
(36)乙醛(乙酸)-------饱和Na2CO3溶液蒸馏
(37)乙醇(水)-------新制生石灰蒸馏
(38)苯酚(苯)-------NaOH溶液、CO2分液
(39)乙酸乙酯(乙酸)-------饱和Na2CO3溶液分液
(40)溴乙烷(乙醇)-------蒸馏水分液
(41)肥皂(甘油)-------食盐过滤
(42)葡萄糖(淀粉)-------(半透膜)渗析
电化学计算的基本方法和技巧:
原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液的pH计算、相对原子质量的计算,根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等。通常有下列三种方法。
1.根据电子守恒法
计算用于串联电路中阴、阳两极产物或正、负两极产物的量的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。
2.根据总反应式计算
先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。
3.根据关系式计算
运用得失电子守恒建立已知量与未知量之间的关系式。如以通过4mole一为桥梁可构建电极产物之间的如下关系式:
该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应式,灵活运用这个关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
特别提醒:在电化学计算中,还常利用和来计算电路中通过的电量。