干货又来了，学化学也逃不过的“富二代定律”，氧化剂与还原剂

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本视频对应高中化学人教版必修一>>第二章 化学物质及其变化>>第三节 氧化还原反应>>第二小节 氧化剂和还原剂。

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同学们好，欢迎来到Five课堂跟着小五老师一起学习，今天我们继续学习必修一第二章第三节的内容，今天来学习第二小节，氧化剂和还原剂。

本节课主要包含以下内容，我们分别来看。

先来看第一部分，概念

1、氧化剂和还原剂

氧化剂：反应中得到电子或电子偏向的物质，所含元素化合价降低，具有氧化性，本身被还原。

还原剂：反应中失去电子或电子偏离的物质，所含元素化合价升高，具有还原性，本身被氧化。

上节课我们讲过，只需要记住还原剂的特点，即“师生被氧化完”就够了，就是失去电子的物质，化合价升高，被氧化，作为还原剂。如果没有记住的话建议点击公众号下方的课程目录，找到第二章第三节的第一小节进行系统的学习。至于氧化剂其实不需要特别去记忆，跟还原剂正好完全反过来就是了。

2、氧化产物和还原产物

还原产物：氧化剂在反应中被还原，得到还原产物。

氧化产物：还原剂在反应中被氧化，得到氧化产物。

我们记忆的时候可以在“师生被氧化完”后面再加一句，“得到氧化产物”，连起来就是“师生被氧化完，得到氧化产物”依然很好记。

为了更加形象，方便同学们的理解记忆，我们可以用图形化的方式来表示氧化还原反应。氧化剂和还原剂反应得到还原产物和氧化产物，其中氧化剂得到电子，化合价降低，被还原成还原产物，而还原剂则失去电子，化合价升高，被氧化成氧化产物，也就是我一直强调的“师生被氧化完，得到氧化产物”

我们还可以用另一种方式来表达，失去电子的反应物在反应中作为还原剂，具有还原性，在反应中发生了氧化反应，即被氧化，生成氧化产物。也就是还原剂失电子，化合价升高，被氧化成氧化产物。

而得到电子的反应物，在反应中作为氧化剂，具有氧化性，在反应中发生了还原反应，即被还原，生成还原产物。也就是氧化剂得电子，化合价降低，被还原成还原产物。

反应中氧化剂和还原剂得失电子的总数相同，化合价升降的总数也相同。且反应中的氧化反应和还原反应是同时发生的。

我们接着学习第二部分，氧化性和还原性强弱的判断

第一种判断方法是根据化学方程式进行判断。

在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂分别具有较强的氧化性和还原性，而还原产物和氧化产物则分别具有弱还原性和弱氧化性。将其进行比较的话就是，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。

同样，为了方便记忆，我们可以记住口诀“强强生弱弱”，就跟富二代都没他爹妈有本事是一个道理，强强生弱弱么，所以我把这个称之为“富二代定律“。

第二种判断方法是根据金属活动性顺序进行判断。

在初中时候我们就学过金属活动性顺序，简单回顾一下，钾钙钠，镁铝锌，铁锡铅氢铜汞银铂金。以及它们对应的离子，稍提一句，就是铁下面对应的是亚铁离子，而铁离子则应位于铜离子和汞离子之间。

根据金属活动顺序表，金属单质的还原性，从右向左依次增强，

而金属阳离子的氧化性则从左向右依次增强。这两个方向都是依次增强，不要看错了。

对于置换反应，一般规律是：上左下右可反应，隔得越远越易行。

3、根据元素被氧化还原的程度判断。

如何理解这句话呢，先来看例子，铁与氯气反应能够生成氯化铁，而与硫反应则只能生成硫化亚铁，氯气能够把铁氧化成+3价，而硫只能氧化+2价，故可以得出结论氯气的氧化性比硫的强。

这也很好理解，就好像你吃两个馒头就饱了，而小五老师需要吃五个馒头才饱，说明小五老师的饭量比你大，是一个道理。

4、根据氧化还原反应进行的难易程度判断

第一、不同氧化剂与同种还原剂反应时，反应条件越苛刻，也就是越难反应，说明其氧化性越弱。反之依然。

来看例子：在与浓盐酸反应制备氯气的反应中，用二氧化锰做氧化剂时需要对体系进行加热才能反应，而用高锰酸钾做氧化剂的时候则不需要加热，而两个反应中的还原剂相同都是浓盐酸，说明与高锰酸钾相比较，二氧化锰更难与浓盐酸反应，也就是二氧化锰的氧化性弱于高锰酸钾的氧化性。

如果不理解的话，还用吃饭的例子解释一下，让你和小五老师吃同样的五个馒头，小五老师很轻松一口气吃完了；你得提前一天不吃饭，吃的时候还要去操场跑两圈再蹲个厕所才能把五个馒头吃完，很明显，在吃五个馒头这个反应中你比小五老师更难反应，即反应条件更加苛刻，也很容易看得出来就是你的饭量要弱于小五老师。

所以，不同氧化剂与同种还原剂反应，就是大家都吃五个馒头，反应条件越苛刻的，说明饭量越小，也就是氧化性越弱。

第二、对于同一氧化剂（或还原剂），浓度越大其氧化性（还原性）也越强。很好理解，就好像两个小五老师加起来的饭量肯定比一个小五老师要大。

第三、溶液酸碱性对氧化性和还原性也有影响：酸性越强，氧化性越强；碱性越强，还原性越强。结合具体例子来记忆会比较容易，例如，对于我们比较熟悉的高锰酸钾，其氧化性：KMnO4(酸性) > KMnO4(中性) > KMnO4(碱性)。

在判断氧化性和还原性强弱的时候，我们需要特别注意以下几点内容：

在反应中得电子或失电子多的元素不一定氧化性或还原性就强，氧化性或还原性取决于得失电子的难易程度，而非数目多少。

具有最高价元素的物质不一定有强氧化性。如NaCl中的Na+为最高价，无强氧化性，又如H2CO3中的C为最高价态+4价，同样无强氧化性。

失电子能力弱的元素，得电子能力不一定强。例如C原子，最外层为4个电子，失电子和得电子的能力都较弱。又如惰性气体，即难失又难得。

第三条也可表述为：还原性弱的物质不一定氧化性就强。例如Fe2+还原性弱，其氧化性也弱。又例如稀有气体，氧化能力和还原能力都弱。

一起来看一道例题吧。老规矩，暂停视频先自己试着做一下。。。。好了，我知道你也没做，一起看一下吧，这个例题不难，已知两个反应，如果你看过我难产的《每日一题》的话，应该知道我所讲过的读题方法，这里可以把两个方程式先跳读过去，看看这道题的题干要问的是什么。判断溴离子、亚铁离子和碘离子还原性的强弱。

这时候我们就要再回过头去好好看看这两个反应方程式了。溴离子、亚铁离子和碘离子分别出现在方程式的这些位置。根据“富二代定律“也就是强强生弱弱，可以知道，还原剂的还原性强于还原产物。在第一个方程式中，碘离子为还原剂，亚铁离子为还原产物，所以碘离子的还原性>亚铁离子的还原性；第二个方程式中，亚铁离子为还原剂，溴离子为还原产物，所以亚铁离子的还原性>溴离子的还原性，

两个放在一起就是还原性碘离子>亚铁离子>溴离子。

三、氧化还原反应的基本规律

1、强弱律，前面已经讲过，“强强生弱弱”的“富二代定律”，这里不再赘述。

在这里我们进一步的考虑这个问题，我们能不能说氧化性，氧化剂 > 氧化产物 > 还原产物 > 还原剂

氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原产物的氧化性大于还原剂都是没问题的

可是氧化产物的氧化性一定大于还原产物么？我们用具体的例子来看。

以少量锌与铁离子的反应为例。因为锌为少量，所以反应停留在铁离子被还原成亚铁离子而不是置换出铁单质，其实等你们考上大学以后就会知道即使是过量的锌也很难置换出铁单质，这就超出大部分同学的理解范围了，不再多讲了，套用一句老话，等你长大了就明白了~~~

反应的离子方程式如下，标出氧化产物和还原产物。我们来比较还原产物亚铁离子和氧化产物锌离子的氧化性。

对照金属活动性顺序表，可以看到，亚铁离子在锌离子的右边，

所以亚铁离子的氧化性要强于锌离子，也就是该反应的还原产物的氧化性比氧化产物的强。

因此，我们只能说，氧化性：氧化剂 > 氧化产物，还原性：还原剂 > 还原产物。而氧化产物和还原产物之间的氧化性和还原性强弱无确定规律。

2、价态律

元素位于最高价时只有氧化性；

位于最低价时只有还原性；

位于中间价态时既有氧化性又有还原性。

含有多种元素的化合物的氧化性和还原性是所含元素性质的综合体现。

3、难易律

越易失电子的物质，失电子后越难得电子；反之亦然，越易得电子的物质，得电子后越难失电子。如果不理解这句话的话可以再回过头去看一看金属活动性顺序表，还原性强的金属单质失电子后的氧化性会较弱。

但是，难失电子的物质不一定易得电子，例如稀有气体等，即难失电子又难得电子。

一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性最强的还原剂反应；这就好比几个人拔河，力量大一方的获胜。

同理，一种还原剂同时和几种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先反应。

4、转化律

氧化还原反应中，若一元素可能被氧化或还原为不同价态时，最容易发生的是被氧化或还原成相邻的价态。

同学们可以形象的去记忆，想象这样一个场景，一辆汽车在有很多车道的马路上行驶，汽车变道到相邻车道总会比跨车道变道更容易一些。

同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近不交叉；

另外，相邻价态的同种元素不会发生氧化还原反应。

来看例子，尽管浓H2SO4有强氧化性，SO2有还原性，但两者不会发生反应，因为两者价态相邻，没有中间价态。

另一个例子，氯酸钾与浓盐酸生成氯气的反应中，KClO3中的Cl为+5价，不会转化为KCl中的-1价氯，只能转化为Cl2中的0价氯。所以反应右边氯化钾中的氯离子来自于盐酸。

5、守恒律

氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且得失电子总数相同。或者说，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价升降总数相同。

来看最后一个话题，氧化还原反应方程式配平

氧化还原反应方程式配平依据是，氧化剂和还原剂得失电子总数相同，即化合价升降相等。

所以我们用到的方法就是化合价升降法。

来看具体配平步骤，以配平高锰酸钾与浓盐酸生成氯气的反应为例

第一步，标变价：标明反应前后化合价有变化的元素的化合价。

第二步，列变化：列出元素化合价升高或降低的数值，这里要注意化合物的完整性，什么意思呢？

就像在这个反应中，氯离子变成氯气化合价升高，而氯气中含有2个氯原子，每个氯离子升高一价，所以总得化合价升高数应该是2。

定化学计量数，求元素化合价升降数的最小公倍数，以确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。

这个反应中，最小公倍数是10，所以高锰酸钾前面的化学计量数为2，氯气前的化学计量数是5。

然后通过观察法，配平其它物质的化学计量数。

最后检查是否配平，主要检查元素是否守恒，电荷是否守恒，得失电子是否守恒。

本节课到此为止，万水千山总是情，点个关注行不行~

同学们下期再见。

《高考化学复习学案》——45、原电池和化学电源（上）

高考化学复习学案

第45课 原电池和化学电源（上）

一、原电池的定义及构成条件

1、原电池的定义

原电池是将化学能转化成电能的装置。

2、原电池的构成条件

化学条件：

能自发发生的氧化还原反应。

物理条件：

（1）两个电极。其作用是导电，让氧化反应、还原反应两个半反应分别在两个电极上发生。

（2）电解质。其作用是导电，传导阴离子、阳离子，可以是溶液、液态（熔融态）或固态，作为内电路。

（3）形成闭合回路。中间不能断路。

二、原电池的工作原理

以铜锌原电池为例。

1、工作原理

（1）负极：发生失电子的氧化反应，且还原性强的物质先失电子。

正极：发生得电子的还原反应，且氧化性强的物质先得电子。

（2）闭合回路中电流方向：正极→外电路→负极→内电路→正极。

电子只在外电路中定向移动：负极→外电路→正极。

内电路中离子定向移动：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

（3）单体时间内，闭合回路中任一横截面上通过的电量相等。

得失电子守恒：负极上失电子总数与正极上得电子总数相等，相同时间内，闭合回路中转移的电子总数也与之相等。

电荷守恒：电解质中正、负电荷总数为零。

2、盐桥、交换膜的作用

盐桥中一般是吸有KCl饱和溶液的琼胶。连接内电路形成闭合回路，其中的离子可定向移动形成电流。

交换膜有阳离子交换膜、质子交换膜、阴离子交换膜等，可以让相应的离子通过，其它微粒不能通过。

盐桥和交换膜可将内电路分成两个部分（正极区、负极区），让两个半反应在两个区分开进行，避免其相互干扰，可以提高原电池的工作效率，能较长时间稳定工作。

3、原电池工作原理的应用

（1）设计化学电源

①将总反应式拆成氧化反应、还原反应两个半反应，即两个电极反应式。

②根据负极反应式选择合适的负极材料，再选择一种相对不活泼的材料作正极，一般选择石墨。

③根据正极反应选择合适的电解质。

④将电极、电解质连接成闭合回路。

（2）比较金属性强弱

一般负极金属相对较活泼，金属性较强；正极金属相对不活泼，金属性较弱。（但要注意电解质的酸、碱性环境对金属性的影响）

（3）加快化学反应速率。一般原电池反应比直接发生氧化还原反应要快，如，实验室制氢气一般用含杂质的粗锌。

（4）用于金属防护。

三、原电池的分析

1、观察原电池的结构

找到电极、内电路（电解质）、外电路，以及进出的物质。如果有总反应式，可以用双线桥法分析其得失电子的情况。

2、判断电极

（1）一般较活泼的金属是负极（但要注意电解质环境的影响）。

（2）依据得失电子或化合价升降的情况判断。有元素化合价升高、失电子的是负极，有元素化合价降低、得电子的是正极。

（3）依据电流、电子或离子的移动方向判断。外电路中电流从正极流向负极，内电路中电流从负极流向正极，电子从负极流向正极，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

（4）依据原电池工作时的现象判断。一般电极不断溶解、质量减轻的是负极；有金属或氢气析出、电极质量增重的是正极。

3、结合电解质的环境写出电极反应式。

原则是电解质提供什么离子，就用什么离子平衡电极反应式。如，酸性溶液中就用氢离子和水平衡，碱性溶液中就用氢氧根离子和水平衡。

两个电极反应式叠加可得到总反应式，总反应式减去一个电极反应式，可得到另一个电极反应式。

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