氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用

摘要：氧化還原反應(yīng)將我們?nèi)粘Ｉ钆c生產(chǎn)過(guò)程中必需的所有金屬都從礦石中提煉出來(lái)，加工制作成為一些重要的、必需的化工產(chǎn)品，用以促進(jìn)生產(chǎn)。這主要包括：食鹽水制燒堿、接觸法制硫酸、合成鹽酸、電解飽、氨氧化法制硝酸以及合成氨等等，它們都是氧化還原反應(yīng)的代表。除了工業(yè)生產(chǎn)，在農(nóng)業(yè)中也有不少氧化還原反應(yīng)。例如植物的光合作用以及呼吸作用，是復(fù)雜化了的氧化還原反應(yīng)。

關(guān)鍵詞：氧化還原反應(yīng)；應(yīng)用

氧化還原反應(yīng)在化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中占有十分重要的地位。氧化還原反應(yīng)被廣泛應(yīng)用在科學(xué)技術(shù)以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，并且在我們的日常生活之中也處處可見(jiàn)該反應(yīng)的應(yīng)用。在建筑類(lèi)的高職化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，氧化還原反應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容不僅是一個(gè)重點(diǎn)而且具有不容易理解的難學(xué)之處。但是，它一直存在于化學(xué)教學(xué)過(guò)程的始末，并且和建材等專(zhuān)業(yè)知識(shí)相關(guān)。

一、氧化還原反應(yīng)概述

氧化還原反應(yīng)不同于從宏觀上元素變化的形式來(lái)分類(lèi)的四類(lèi)基本反應(yīng)的分類(lèi)方法，而是從微觀上化學(xué)變化中原子重新結(jié)合時(shí)可能伴隨化合價(jià)變化角度的一種新的化學(xué)反應(yīng)分類(lèi)方法，它更能揭示化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。

氧化還原反應(yīng)知識(shí)系統(tǒng)的教學(xué)價(jià)值氧化、還原既是一組對(duì)立的化學(xué)概念，又是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體，兩者同時(shí)存在，相伴而生。在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中，某原子失電子，被氧化，該物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，具有還原性：某原子得電子，被還原，該物質(zhì)具有氧化性。因此，得、失電子，被氧化、被還原，氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)，氧化性、還原性、得、失電子總數(shù)相等就構(gòu)成了結(jié)構(gòu)完整、關(guān)系密切的氧化還原反應(yīng)知識(shí)系統(tǒng)（見(jiàn)表1）。根據(jù)不同物質(zhì)氧化性（還原性）的強(qiáng)弱，可以判斷一個(gè)氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生，還可以用于原電池、電解池、鋼鐵腐蝕及其防護(hù)等定性研究。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等，也可以進(jìn)行有關(guān)電子轉(zhuǎn)移數(shù)自的計(jì)算或有關(guān)化合價(jià)升降的計(jì)算等定量研究。

氧化還原反應(yīng)中存在幾組概念，如氧化劑與還原劑% 氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)“氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物”被氧化與被還原等！ 它們之間存在一定的關(guān)系化合價(jià)降低！得電子！氧化劑！有氧化性！被還原！發(fā)生還原反應(yīng)！還原產(chǎn)物化合價(jià)升高！失電子！還原劑！有還原性！被氧化！發(fā)生氧化反應(yīng)！氧化產(chǎn)物總結(jié)為幾個(gè)字： 得低還氧，失高氧還。要想弄清這些規(guī)律就必須遵循一定的原理和技巧，做到具體問(wèn)題具體分析。首先必須說(shuō)明氧化劑的氧化、還原劑的還原能力的強(qiáng)弱順序，這就要求我們對(duì)元素周期表的結(jié)構(gòu)，對(duì)元素的周期率的理論要有詳盡的了解，主要思考的因素：原子半徑的大小，最外層電子數(shù)的多少，最外層電子的軌道特征，第一電離能的相對(duì)大小等。其一般的規(guī)律是：首先，對(duì)非金屬元素而言，其非金屬性越強(qiáng)，氧化性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)離子的還原能力越弱，最高價(jià)氧化物水合物的酸性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。其次，金屬性越強(qiáng)，其還原能力越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的離子氧化能力越弱，最高氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)。再次，對(duì)于處在中間的價(jià)態(tài)的元素，既有氧化性，又有還原性，二者能力的相對(duì)大小的分析比較，以及屬性的展示，必須要根據(jù)主體元素的性質(zhì)進(jìn)行推斷。如SO2，既有氧化性，又有還原性；但由于主體元素是非金屬單質(zhì)硫，所以SO2的氧化性強(qiáng)于還原性。同理，F(xiàn)e2+的還原性應(yīng)強(qiáng)于氧化性。對(duì)于NO2氣體來(lái)講，雖然二者屬性兼而有之，但由于N元素是非金屬元素，其氧化性一定強(qiáng)于還原性。

二、氧化還原反應(yīng)在生活中的體現(xiàn)

1.植物的光合作用和呼吸作用

在氧化還原反應(yīng)當(dāng)中，植物的光合作用以及呼吸作用可以算是比較復(fù)雜的一類(lèi)。化學(xué)方程式為：6H2O+6CO2=C6H12O6+6O2。光合作用可以說(shuō)是一個(gè)非常大的綠色工廠，它的過(guò)程主要是通過(guò)葉綠體的作用，綠色植物能夠充分利用光能將水以及二氧化碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物質(zhì)，用以?xún)?chǔ)存能量，同時(shí)還可以釋放出一定的氧氣。光合作用除了能夠制造有機(jī)物，還起到了轉(zhuǎn)化并且儲(chǔ)存太陽(yáng)能，平衡大氣中氧與二氧化碳的含量，使其達(dá)到一定穩(wěn)定度的作用。

2. 醫(yī)學(xué)與氧化還原反應(yīng)

醫(yī)學(xué)界在針對(duì)疾病和老化的系列研究中，發(fā)現(xiàn)了自由基——抗氧化物質(zhì)的理論。人體內(nèi)的自由基有許多種，較活潑、不成對(duì)電子的自由基性質(zhì)不穩(wěn)定，具有搶奪其他物質(zhì)的電子，使自己原本不成對(duì)的電子變得較穩(wěn)定的特性。而被搶走電子的物質(zhì)也可能變得不穩(wěn)定，可再去搶奪其他物質(zhì)的電子，于是就產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)，造成這些被搶奪的物質(zhì)遭到破壞。人體的老化和疾病，極可能就是從這個(gè)時(shí)候開(kāi)始的，尤其是今年位居十大死亡原因之首的癌癥，其罪魁禍?zhǔn)妆闶亲杂苫?/p>

3.工業(yè)與氧化還原反應(yīng)

（1）金屬冶煉

氧化還原反應(yīng)將我們?nèi)粘Ｉ钆c生產(chǎn)過(guò)程中必需的所有金屬?gòu)牡V石中提煉出來(lái)，這里舉幾個(gè)例子讓大家更好地理解。金屬冶煉的主要實(shí)例包括：制造活潑的有色金屬：電解法（k-Al 之間）或者置換法。化學(xué)方程式為：2Al2O3= 4Al+3O2↑。高溫條件下制造黑色金屬和其他有色金屬：熱還原法（Zn-Cu 之間）。化學(xué)方程式：Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3。制備貴重金屬：濕法冶金。

（2）紡織工業(yè)

紡織工業(yè)中的漂白、消毒等都是氧化還原反應(yīng)。

三.總結(jié)

氧化還原反應(yīng)是重要的反應(yīng)類(lèi)型，概念經(jīng)過(guò)由狹義到廣義，具體到抽象，定性到定量的演變，氧化還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的，但我們注意到，在某些反應(yīng)中，如有機(jī)物的氧化“還原反應(yīng)，常要針對(duì)分析有機(jī)物是發(fā)生氧化反應(yīng)還是發(fā)生還原反應(yīng)，并且有機(jī)物中的碳的氧化數(shù)或化合價(jià)不好確定，中學(xué)生難以掌握，用化合價(jià)來(lái)配平相關(guān)反應(yīng)難以進(jìn)行，這時(shí)用狹義氧化”還原反應(yīng)分析反而很方便，很實(shí)用！（作者單位：沈陽(yáng)師范大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

[1]《氧化-還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用》，馬秉乾，（甘肅省定西市安定區(qū)花峴子學(xué)校）

[2]《氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及其應(yīng)用》，韓書(shū)明，

[3]《氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及其應(yīng)用》，朱榮暉、張新中，江蘇省邗江中學(xué)，江蘇揚(yáng)州

[4]《氧化還原反應(yīng)的教學(xué)策略》，孟慶艷