银镜反应原理详解(高中化学中某些性质的总结)
某些性质的总结
一、哪些外界条件会影响物质的氧化还原能力?
1.温度对氧化还原能力的影响:
温度会同时增大物质的氧化或还原性:
(1)钠和氧气反应产物为什么在常温和加热条件下不同?因为加热条件下钠的还原能力和氧气的氧化能力都得到了加强,氧气的双键还没有完全断裂就与钠结合成了过氧化钠。
(2)氯气与氢氧化钠反应产物在常温下是氯化钠和次氯酸钠,但是在加热条件下会生成氯化钠,亚氯酸钠或氯酸钠,这也是因为温度提高了氯气的氧化能力,虽然是歧化反应,但是它将自己氧化到了更高的价态
2.pH值对含氧氧化剂的氧化性的影响:
氢离子浓度越高,含氧氧化剂的氧化性越强:
(1)实验室制氯气是用二氧化锰和浓盐酸,为什么是浓盐酸而不是稀盐酸呢?因为浓盐酸中氢离子浓度够高,可以提高二氧化锰的氧化能力,这样才能氧化氯离子。
(2)亚硫酸根和硫离子,次氯酸根和氯离子,它们在碱性和中性溶液中都可以大量共存,但是在酸性条件下,亚硫酸根、次氯酸根的氧化能力增强,会氧化阴离子,不能大量共存。
(3)氯酸根氧化二氧化锰来制备高铁酸根,按照常理,高铁酸根中铁为+6价,氧化性极强,完全可以氧化+5价的氯,但是在强碱性环境中,氯酸根和高铁酸根的氧化能力都下降,而且高铁酸根下降更多,以至于在强碱性环境中氯酸根的氧化能力强于高铁酸根,使反应发生。
(4)实验室中制备高锰酸钾的方法是在铁坩埚中将二氧化锰,氯酸钾和氢氧化钾的固体混合物加热至熔融态,反应生成锰酸根,然后向锰酸钾的水溶液中通入二氧化碳,锰酸钾会发生歧化反应,生成高锰酸钾。这里也是利用在强碱性环境中氯酸钾的氧化能力强于锰酸钾,同时注意反应容器要用铁坩埚,防止硅酸盐与强碱反应。
3.形成配合物会对金属离子的氧化性产生影响
银镜反应是用醛基和二氨合银反应的,为什么不直接用银离子呢?为了能在试管壁上形成银镜,需要反应的速率不能太快,否则会形成单质银的沉淀。所以为了降低反应速率,人为限制了银离子的浓度,使银离子与氨气分子形成二氨合银配离子,配离子会存在配位平衡,分解出来的银离子的浓度很低,这样就可以让银镜反应的速率大幅度降低,从而在试管壁上产生银镜反应。
二、+4价碳和硫的性质
+4价碳和硫在不涉及氧化还原反应时,性质相似。这就引出来3个问题。
(1)+4价碳和硫在什么方面性质相似?比如,氯化钙与二氧化碳不能反应,因为这违背了强酸制弱酸的原则。由此类推,氯化钙和氯化钡与二氧化碳和二氧化硫,相互之间都不能反应。
(2)+4价碳和硫的性质只是相似,哪里不同呢?亚硫酸的酸性比碳酸强。亚硫酸氢钠的水溶液是酸性的,而碳酸氢钠的水溶液却是碱性的。这是因为这两种酸式酸根的电离和水解的相对强弱是不同的。
(3)如何涉及氧化还原反应呢?+4价碳是最高价态,只有氧化性。在二氧化碳与碳单质,二氧化碳与钠单质的反应中,+4价碳体现氧化性。而+4价硫却是中间价态,它的还原性远强于氧化性。二氧化硫可以与卤素单质在水溶液中生成硫酸和氢卤酸,即便是碘单质都可以氧化二氧化硫,这体现了二氧化硫非常好的还原性。二氧化硫只有在酸性条件下才能氧化硫离子,它体现出的氧化性很弱。