张金龙, 徐微微, 王爽

摘要：氧化还原反应是中学核心概念之一。据此运用氧化还原反应规律，对氧化还原反应有关问题进行了分析解释。

关键词：问题氧化还原反应高中化学

化学新课标要求：“认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移，知道常见的氧化剂和还原剂”[1],笔者根据课程标准内容和学业水平要求，对氧化还原反应有关问题进行了解释。

一、SF6在空气中能燃烧吗?

分析 在SF6中S是最高化合价+6价，不能再升高，不能表现还原性，空气中的O2不能将+6价的S再氧化，因此SF6不能在空气中燃烧。

二、在氯酸钾和浓盐酸加热生成氯气的反应中，转移电子数是多少?

分析 在

中，生成物KCl中的Cl是35Cl还是37Cl?生成3 mol Cl2转移几摩电子?生成Cl2的相对分子质量是多少?要回答这3个问题，需要分析这个反应的实质。该反应的离子方程式为：

所以生成物KCl中的Cl是37Cl。氧化剂是35ClO-3,Cl是+5价，还原剂是37Cl-,Cl是-1价，1 mol35 ClO-3完全反应，转移5 mol电子给5 mol37Cl-,生成3 mol Cl2,所以生成3 mol Cl2转移5 mol电子。反应生成的Cl2的平均相对分子质量为2×[(1×35+5×37)/6]=73.3。

三、隔绝空气加热无水Na2SO3固体得到的黄色固体产物是什么?

分析 查阅资料获知：

在隔绝空气条件下，加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,加水得到浊液，放置得无色溶液B。取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液，产生黑色沉淀，证实有S2-。另取少量溶液B,加入足量盐酸，离心沉降后，向清液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，证实分解产物中含有SO 4 2- 。若固体A中有未分解的Na2SO3与生成物Na2S在酸性条件下发生归中反应生成S:

Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S:

根据反应：

可知，Na2SO3发生歧化反应，其中的硫元素化合价既可升高也可降低，能从+4价降为-2价，也应该可以降到0价生成硫单质。所以Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。

四、白磷中毒用硫酸铜溶液解毒的反应原理是什么?

白磷与硫酸铜发生如下2个反应，请配平：

(1)P4+__CuSO4+__H2O——__Cu+__H3PO4+__H2SO4

(2)P4+__CuSO4+__H2O——__Cu3P+__H3PO4+__H2SO4

分析 在反应(1)中，P4→H3PO4,磷元素的化合价从0→+5价，P4是还原剂，H3PO4是氧化产物；CuSO4→Cu, 铜元素的化合价从+2→0价，CuSO4是氧化剂，Cu是还原产物。依据还原剂元素化合价升高总数等于氧化剂元素化合价降低总数，确定发生氧化还原反应4项的计量数：

再根据原子守恒确定余项计量数：

在反应(2)中，P4→H3PO4和Cu3P,磷元素的化合价从0→+5价和0→-3价，P4既是还原剂又是氧化剂，H3PO4是氧化产物，Cu3P是还原产物；CuSO4→Cu3P,铜元素的化合价从+2→+1价，CuSO4是氧化剂，也得出Cu3P是还原产物。则有：

再根据原子守恒确定余项计量数：

五、为什么向橙色重铬酸钾溶液中加入酸、碱后，再加入酒精会呈现不同颜色?

分析 在K2Cr2O7溶液中存在平衡：

Cr2O 7 2- (橙色) +Η 2 Ο ⇌ 2CrΟ 4 2- (黄色)+2H+

用K2Cr2O7溶液进行图1所示实验：

分析实验过程：①中增加c(H+)浓度，使平衡向左移动，c(Cr2O 7 2- )增大，溶液橙色加深，③中增加c(OH-)浓度，使平衡向右移动，c(CrO 4 2- )增大，溶液变黄。向①中滴加酒精，②中溶液变成绿色，而向③中滴加酒精，④中溶液仍是黄色。②中Cr2O2-7将C2H5OH氧化为乙酸，本身被还原为还原为Cr3+,使溶液呈绿色；而④中溶液仍是黄色，说明K2Cr2O7在碱性条件下，溶液氧化性弱，Cr2O 7 2- 不能将C2H5OH氧化。对比②和④可知，K2Cr2O7在酸性条件下，溶液氧化性强。若向④中继续加入70% H2SO4溶液至过量，溶液由碱性变为酸性，不仅仅是平衡向左移动的问题，量变引起了质变，在酸性条件下，C2H5OH被Cr2O 7 2- 氧化为乙酸，Cr2O 7 2- 被C2H5OH还原为Cr3+,溶液也会变为绿色。

六、铜不能从稀硫酸中置换出H2吗?

分析 在加热条件下，氢气能还原氧化铜生成铜，说明此条件下，还原性：H2>Cu。在通常条件下，“铜排在金属活动性顺序表氢的后边”,H+不能将Cu氧化，铜不能从稀硫酸中置换出H2。但如果采取“强有力的氧化还原手段”,让铜丝与直流电源正极相连作阳极，石墨与直流电源负极相连作阴极，稀硫酸为电解质溶液，组成电解池，就能实现铜从稀硫酸中置换出氢气。

阳极的电极反应为： Cu-2e - = Cu 2+

阴极的电极反应为： 2Η + +2e - = Η 2 ↑

总反应式为：

所以说，物质变化是有条件的，只要反应条件具备，一切皆有可能。

七、实验室制氯气时，酸性影响了MnO2的氧化性还是影响了Cl-的还原性？

分析探究浓盐酸与MnO2反应，进行表1所列实验。

(1)针对Ⅲ中无明显现象的原因，设计了如图2所示的实验Ⅳ进行探究：

实验Ⅲ、Ⅳ对比得出：Ⅲ中没有明显现象的原因是c(H+)、c(Cl-) 较低，需要增大到一定浓度才能被MnO2氧化。实验ⅰ、ⅱ对比得出：ⅰ滴加浓H2SO4至c(H+)≥7 mol·L-1,此时c(Cl-)仍为4 mol·L-1,ⅱ中加入NaCl固体，此时c(H+)仍为4 mol·L-1,c(Cl-)≥10mol·L-1 。作对比推知，MnO2氧化盐酸的反应中，c(H+)变化的影响大于c(Cl-)。要想知道c(H+)变化究竟是影响了MnO2的氧化性还是影响了Cl-的还原性，就需要把MnO2和Cl-分开来设计一个实验来探究。

(2)用图3所示装置(a、b均为石墨电极)进行实验Ⅴ:

ⅰ.K闭合时，指针向左偏转。

ⅱ.向右管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7 mol·L-1,指针偏转幅度变化不大。

ⅲ.再向左管中滴加浓H2SO4至c(H+)≥7 mol·L-1,指针向左偏转幅度增大。

将ⅰ和ⅱ、ⅲ作对比，得出结论：MnO2氧化盐酸的反应中c(H+)变化的影响大于c(Cl-)。根据电流表指针偏转幅度，得出结论：HCl的还原性与c(H+)无关；MnO2的氧化性与c(H+)有关，c(H+)越大，MnO2的氧化性越强。

八、新型绿色饮水消毒剂高铁酸钾是如何制备的?

分析 资料表明：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。某实验小组用图4所示装置制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。

(1)制备K2FeO4。A为氯气发生装置：

B为除杂装置：除去Cl2带出的HCl气体，氯气在水中存在如下平衡：

Cl 2 +Η 2 Ο ⇌ Η + +Cl -+HClO

饱和食盐水中，c(Cl-)较大，使平衡左移，减少了氯气和水的反应，也减小了氯气的溶解度，而HCl在水中的溶解度很大，被水吸收而除去。C中得到紫色固体和溶液。

D是尾气吸收装置：

在整套装置中，主要发生了5个氧化还原反应，氧化还原反应是物质制备的重要反应。

(2)探究K2FeO4的性质。取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a, 经检验气体中含有Cl2。为证明是否是K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计表2所列方案。

由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有Fe3+,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化，还可能由产生。方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-,用KOH溶液洗涤的目的是：Cl2和KOH溶液反应生成了具有氧化性的ClO-,为了证明K2FeO4氧化了Cl-,就要排除ClO-的干扰，所以用KOH溶液洗涤。根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2>FeO 4 2- ,而方案Ⅱ实验表明，氧化性FeO 4 2- >Cl2,看似矛盾，实则是因为溶液酸碱性不同引起的。

参考文献