還原性

還原性是指在化學反應中原子、分子或離子失去電子的能力。物質含有的粒子失電子能力越強，物質本身的還原性就越強；反之越弱，而其還原性就越弱。

基本介紹

• 中文名：還原性
• 外文名：Reduction
• 定義：物質失電子的能力
• 相關：氧化性
• 特點：失電子能力越強還原性越強
• 判斷：反應條件等

判斷方法

化學方程式

• 氧化劑（氧化性）+還原劑（還原性）→還原產物+氧化產物
  氧化性：氧化劑>氧化產物
  還原性：還原劑>還原產物
  這條規則對於任何環境下的任何ΔG<0的反應(即在該環境下可自發進行的反應)都成立，沒有任何例外的情況。
  氧化劑--得電子--化合價降低--被還原--發生還原反應--還原產物
  還原劑--失電子--化合價升高--被氧化--發生氧化反應--氧化產物
• 不可根據同一個反應中的氧化劑，還原劑判斷
  自發進行的反應中氧化劑的氧化性可以弱於甚至是遠弱於還原劑（中學認為氧化劑氧化性一定強於還原劑，然而這種認知實際上完全錯誤，氧化劑氧化性與還原劑的氧化性無任何關係）
  例如：
  過氧化氫的氧化性遠強於氯氣，且其將氯氣氧化為高氯酸是可以自發進行的（標準電極電勢差超過0.2，氧化還原反應就可以完全進行）：
  （標準電極電勢：H₂O₂—1.77—H₂O，Cl₂—1.36—Cl^-，ClO₄^-—1.39—Cl₂）
  然而二者的反應卻是前者被氧化：H₂O₂ + Cl₂ → 2HCl + O₂
  這是因為氧化還原反應大都存在動力學障礙

金屬活動性順序

1. 對於金屬還原劑來說，金屬單質的還原性強弱一般與金屬活動性順序相一致，即越位於後面的金屬，越不容易失電子，還原性越弱。
   金屬活動性順序（常見元素）：
   K>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Cr>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
2. 金屬陽離子在25℃，pH=0的水溶液中氧化性的順序
   Li⁺<Cs⁺<Rb⁺<K⁺<Ca²⁺<Na⁺<Mg²⁺<Al³⁺<Mn²⁺<Zn²⁺<Cr³⁺<Fe²⁺<Ni²⁺<Sn²⁺<Pb²⁺<(H⁺)<Cu²⁺<Fe³⁺<Hg₂²⁺<Ag⁺<Hg²⁺<Pt²⁺<Au³⁺
3. 注意Fe，Sn，Pb，Hg分別對應Fe²⁺、Sn²⁺、Pb²⁺，Hg₂²⁺不是Fe³⁺、Sn⁴⁺、Pb⁴⁺、Hg²⁺（尤其是Hg，很多中學教輔都誤以為其對應汞離子）

非金屬活動性順序（常見元素）:

1. 25℃，pH=0的水溶液中：
   F₂>Cl₂>O₂>Br₂>I₂>S₈
2. 25℃，pH=14的水溶液中：
   F₂>Cl₂>Br₂>I₂>O₂>S₈
3. 原子（或單質）氧化性逐漸減弱，對應陰離子還原性增強
   25℃，pH=0的水溶液中還原性：H₂S>I^->Br^->H₂O>Cl^->HF
   25℃，pH=14的水溶液中還原性：S^2->I^->Br^->OH^->Cl^->F^-
   補充：非金屬氧化性順序一般教材中常忽略Fe³⁺，而著重Fe，因此添加它的順序：
   Cl₂>Br₂>Fe³⁺>I₂>S₈

反應條件

當不同氧化劑分別於同一還原劑反應時，如果氧化產物價態相同，可根據反應條件的難易來判斷。反應越容易，該氧化劑氧化性就強。

譬如：16HCl(濃)+2KMnO₄→2KCl+2MnCl₂+8H₂O+5Cl₂(g)

4HCl(濃)+MnO₂—^(加熱)→ MnCl₂+2H₂O+Cl₂(g)

4HCl(g)+O₂—(加熱,CuCl₂催化劑)→ 2H₂O+2Cl₂（g）

氧化性：KMnO₄>MnO₂>O₂

但也不一定正確，因為氧化性更強的物質可能因為動力學障礙導致反應反而更困難，也有可能是反應可逆程度較大導致平衡向ΔG>0的方向移動

氧化產物的價態高低

當含有變價元素的還原劑在相似的條件下作用於不同的氧化劑時，可根據氧化產物價態的高低來判斷氧化劑氧化性強弱，如：

2Fe+3Cl₂—(點燃)→ 2FeCl₃

Fe+S —（加熱）→ FeS

氧化性：Cl₂>S

但也不一定正確，例如：F₂只能將Os氧化到+6價，O₂則能氧化到+8價

元素周期表

1. 同主族元素（從上到下）
   非金屬原子（或單質）氧化性逐漸減弱，對應陰離子還原性逐漸增強。
   金屬原子還原性逐漸增強，對應陽離子氧化性逐漸減弱
2. 同周期的主族元素（從左到右）
   單質還原性逐漸減弱，氧化性逐漸增強
   陽離子氧化性逐漸增強，陰離子還原性逐漸減弱。
3. 同周期的主族元素最高價氧化物的水化物（只能從左到右，不可上下或斜向比較）
   酸性越強，對應元素氧化性越強
   鹼性越強，對應元素還原性越強
5. 原電池的電極反應
   兩種不同的金屬構成的原電池的兩極。負極金屬是電子流出的極，正極金屬是電子流入的極。
   其還原性在一般情況下：負極金屬>正極金屬（反例：鐵和銅在濃硝酸中）
6. 物質的濃度大小
   具有氧化性（或還原性）的物質濃度越大，其氧化性（或還原性）越強，反之則越弱。
7. 元素化合價價態高低
   一般來說，變價元素位於最高價態時只有氧化性，處於最低價態時只有還原性，處於中間價態時，既有氧化性又有還原性。一般處於最高價態時，氧化性最強，隨著化合價降低，氧化性減弱還原性增強。但也存在反例，例如：酸性水溶液中，0到最高價，氯硫磷氧化性隨化合價下降反而而增強

舉例

1、C是還原劑 CuO是氧化劑

公式1

2、C是還原劑 SiO2是氧化劑

公式2