漫談氧化還原反應(yīng)

　　摘 要： 氧化還原反應(yīng)是歷年高考考查頻率較高的內(nèi)容，也是高中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，無論是教師講解還是學(xué)生學(xué)習(xí)都有一定的難度。對氧化還原反應(yīng)概念的正確理解是準(zhǔn)確運(yùn)用此理論的關(guān)鍵。本文從概念、配平方法、原則和步驟，以及氧化還原反應(yīng)在日常生產(chǎn)生活當(dāng)中的應(yīng)用等幾個方面進(jìn)行了整理分析。
　　關(guān)鍵詞： 氧化還原反應(yīng) 概念規(guī)律 配平原則 應(yīng)用
　　
　　在歷年高考中，氧化還原理論是屢次被考查的內(nèi)容，它也是高中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是學(xué)生學(xué)習(xí)和理解的難點(diǎn)內(nèi)容，無論是教師對該理論的準(zhǔn)確教學(xué)還是學(xué)生對該理論的理解掌握都是一個有難度的問題。氧化還原反應(yīng)是一項(xiàng)重要的理論，對學(xué)生來說，它是歷年考試的知識考查點(diǎn)，也是學(xué)生容易出錯的地方，又是學(xué)生難以理解和掌握的知識，由此決定了教師在教授此知識時任務(wù)的艱巨性，如何讓學(xué)生更好地把握此知識點(diǎn)并學(xué)會正確地運(yùn)用是每一個教師責(zé)任。而在日常的生產(chǎn)生活中，對氧化還原理論的應(yīng)用是無所不在的，從農(nóng)業(yè)的光合作用到工業(yè)上重金屬的提煉再到太空中太陽能的轉(zhuǎn)化，無不體現(xiàn)著氧化還原反應(yīng)理論。而細(xì)數(shù)氧化還原反應(yīng)理論，林林總總，內(nèi)容繁多，從概念的理解到配平方法及原則，再到劃分方法，是一個不小的容量。鑒于文章篇幅有限，我只對此理論進(jìn)行簡單梳理。
　　一、氧化還原反應(yīng)的概念
　　所謂氧化還原反應(yīng)指的是電子的轉(zhuǎn)移，亦即元素化合價發(fā)生了升降。其特征是原子或離子失去的電子總數(shù)等于原子或離子得到的電子總數(shù)，原子或離子化合價升高總數(shù)等于原子或離子化合價降低總數(shù)。針對某一具體的反應(yīng)，可以將氧化還原反應(yīng)分為氧化和還原兩個方面，以下從反應(yīng)、反應(yīng)物、生成物和性質(zhì)四個方面做進(jìn)一步的解釋。
　　1.氧化反應(yīng)，是指元素化合價升高或物質(zhì)失去電子的反應(yīng)；還原反應(yīng)，是指元素化合價降低或物質(zhì)失去電子的反應(yīng)。氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)都是指反應(yīng)物變化。
　　2.氧化劑和還原劑是指反應(yīng)物。所含元素化合價降低或得到電子的物質(zhì)叫氧化劑；所含元素化合價升高或失去電子的物質(zhì)叫還原劑。
　　3.生成物指的是氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。元素化合價升高或失去電子被氧化所得產(chǎn)物叫做氧化產(chǎn)物；元素化合價降低或得到電子被還原所得產(chǎn)物叫做還原產(chǎn)物。
　　4.氧化性和還原性是氧化還原反應(yīng)所表現(xiàn)的性質(zhì)。元素價態(tài)降低或微粒奪得電子的性質(zhì)叫氧化性；元素價態(tài)升高或微粒失去電子的性質(zhì)叫還原性。
　　對于以上概念的理解和記憶，可以簡化為如下語句：氧化還原不可分，得失電子是根本。失電子者被氧化，得電子者被還原。失電子者還原劑，得電子者氧化劑。而對于此概念的理解是掌握氧化還原反應(yīng)理論的首要之處，也是掌握此理論的關(guān)鍵。
　　二、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律
　　當(dāng)某元素為最高價次時，它只能做氧化劑；當(dāng)某元素為最低價次時，它只能做還原劑；當(dāng)某元素為中間價次時，它既能做氧化劑又能做還原劑。并且，氧化劑的氧化性一定大于氧化產(chǎn)物的氧化性，還原劑的還原性一定大于還原產(chǎn)物的還原性。
　　這是氧化還原反應(yīng)中的永恒規(guī)律，教師可以要求學(xué)生記憶，通過記憶慢慢消化以期達(dá)到理解的目的，但是到具體應(yīng)用的時候需要遵循以下規(guī)律。
　　1.守恒律：總數(shù)相等，即得失電子和化合價升降總值必須相等。
　　2.價態(tài)律：處于最高價態(tài)的元素只具有氧化性；處于最低價態(tài)的元素只具有還原性；當(dāng)元素處于中間價態(tài)時，既具有氧化性又具有還原性。
　　3.優(yōu)先律：當(dāng)氧化劑遇到多種還原劑時，先和最強(qiáng)還原劑反應(yīng)（在同一氧化還原反應(yīng)中）。
　　4.強(qiáng)弱律：在氧化還原反中必須滿足：氧化性中，氧化劑>氧化產(chǎn)物；還原性中，還原劑>還原產(chǎn)物。
　　三、氧化還原反應(yīng)的配平
　　在化學(xué)的教學(xué)過程中，氧化還原反應(yīng)的配平是教學(xué)的重點(diǎn)之處，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，掌握氧化還原反應(yīng)的配平是掌握掌握氧化還原反應(yīng)理論的關(guān)鍵步驟。現(xiàn)就其配平方法略談一二。
　　（一）配平步驟與方法
　　1.配平步驟
　　①標(biāo)出價態(tài)變化元素的化合價；②使化合價升降數(shù)目相等，即找最小公倍數(shù)；③確定氧化劑及還原產(chǎn)物、還原劑，以及氧化產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)；④觀察法配其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)；⑤查各微粒數(shù)是否相等。其中最關(guān)鍵的地方是步驟①中確定元素化合價變化的數(shù)目這一環(huán)節(jié)。
　　2.配平方法
　　a.觀察法
　　配平關(guān)鍵是觀察反應(yīng)前后原子個數(shù)變化，使其反應(yīng)前后原子個數(shù)相等。
　　例1：FeO+CO——Fe+CO
　　分析：找出關(guān)鍵元素氧，觀察到每一分子FeO反應(yīng)生成鐵，至少需4個氧原子。
　　解：FeO+4CO=3Fe+4CO
　　b.奇數(shù)偶配法
　　關(guān)鍵是找出反應(yīng)前后出現(xiàn)次數(shù)最多的原子，并使其奇數(shù)變偶數(shù)，最后配平其它原子的個數(shù)。
　　例：FeS+O—FeO+SO
　　分析：找出出現(xiàn)次數(shù)最多的原子，即具有單數(shù)氧原子的FeS，變雙（即乘以2），然后配平其他原子個數(shù)。
　　c.最小公倍數(shù)法
　　配平關(guān)鍵是找出前后出現(xiàn)“個數(shù)”最多的原子，并求出它們的最小公倍數(shù)。
　　例：Al+FeO——AlO+Fe
　　分析：出現(xiàn)個數(shù)最多的原子是氧。它們反應(yīng)前后最小公倍數(shù)為“3×4”，由此把FeO系數(shù)乘以3，AlO系數(shù)乘以4，最后配平其他原子個數(shù)。
　　（二）配平原則
　　氧化還原反應(yīng)遵守三守恒定律：電子得失守恒；原子個數(shù)守恒；離子電荷守恒。在解答具體問題時，基本上應(yīng)按照上述順序進(jìn)行思考和分析。
　　四、氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用
　　重要化工產(chǎn)品的制造，如合成鹽酸、合成氨、食鹽水電解制燒堿，等等，主要反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。日常生活所需的蓄電池、干電池等都體現(xiàn)了氧化還原反應(yīng)。如果沒有氧化還原反應(yīng)，我們就不可能在化學(xué)能和電能之間的相互轉(zhuǎn)化，我們的生活也不可能如此便利。由此可見，氧化還原反應(yīng)在我們的生產(chǎn)生活中起著重要的作用。