化合價與氧化還原反應

印志林

【摘 要】化合價的改變是判斷氧化還原反應的標志和特征，電子的轉移導致化合價的變化是氧化還原反應的本質。初中化學中關于化合價的知識介紹得很少，要求也較低，進入高中后，我們需要深化對化合價知識的理解。本文筆者將化合價與氧化還原反應的關系羅列如下。

【關鍵詞】化合價；氧化還原；得失電子

一、元素的化合價

1.化合價的概念

一種元素一定數目的原子跟其它元素一定數目的原子相化合的性質，叫該元素的化合價。

2.化合價的正與負

正價：元素失去電子或共用電子對偏離；

負價：元素得到電子或共用電子對偏向。

3.化合價的數值

化合價的數值等于得電子的數目（或不同元素間形成共用電子對）相反數；或失電子（不同元素間形成共用電子對）的數目。

4.化合價的變化

元素在氧化還原反應中，得到電子（或共用電子對偏向），化合價降低；失去電子（或共用電子對偏離），化合價升高。

5.化合價的規則和規律

（1）在化合物中，正負化合價的代數和為零。

（2）在單質中，元素的化合價為零。

（3）金屬元素一般沒有負價；非金屬元素既可以顯正價，也可以顯負價，氟和氧一般沒有正價。

二、確定元素化合價的常用方法

1.根據化學式求化合價

例如，確定KMnO4中Mn元素的化合價，可設其化合價為x，則：1×（+1）+x+4×（-2）=0，x=7。

2.根據離子所帶電荷數求化合價

例如，確定硫代硫酸鈉根S2O32-中S元素的化合價，可設其化合價為x，則：2x+3×（-2）=-2，x=2。

三、化合價與氧化還原反應的關系

1.判斷氧化還原反應與非氧化還原反應

氧化還原反應的本質是電子的轉移，其特征是元素化合價發生升降，凡是有化合價升降的反應一定是氧化還原反應；無化合價改變的反應為非氧化還原反應。如：FeCl3+3KOH=Fe （OH）3↓+3KCl、CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu，前一反應為非氧化還原反應，后—反應是氧化還原反應。

2.判斷氧化劑與還原劑

元素化合價升高，含該元素的反應物為還原劑；元素化合價降低，含該元素的反應物為氧化劑。如：CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu，Zn是還原劑，CuSO4是氧化劑。

3.判斷氧化反應（被氧化）與還原反應（被還原）

元素化合價升高——發生氧化反應（被氧化）；元素化合價降低——發生還原反應（被還原）。如：CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu，鋅反應后化合價升高，發生了氧化反應（即Zn被氧化）。反之，Cu2+發生了還原反應（即Cu2+被還原）。

4.判斷氧化產物與還原產物

元素化合價升高→還原劑（性）→被氧化→氧化反應→氧化產物；元素化合價降低→氧化劑（性）→被還原→還原反應→還原產物。由反應CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu可知，Zn中所含的0價Zn元素化合價升高——被氧化——得到氧化產物ZnSO4；反之，CuSO4中所含的+2價Cu元素被還原得到的還原產物也是Cu，該反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為1 ∶1。

5.判斷元素的性質

最高價態的元素，在化學反應中化合價只能降低，只有氧化性；最低價態的元素，在化學反應中化合價只能升高，只有還原性；處于中間價態的元素，在化學反應中化合價既能升高，也能降低，既有氧化性，也有還原性。例如，Fe3+通常體現氧化性，Fe只有還原性，所以Fe2+既有氧化性，又有還原性。

6.判斷物質失去電子與得到電子

失去電子——元素化合價升高；得到電子——元素化合價降低。由反應CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu可知，鋅元素在反應中由0價升高到+2價，1個Zn原子失去了2個電子；銅元素在反應中由+2價降低到0價，1個Cu2+得到了2個電子。

7.判斷得、失電子總數

在同一氧化還原反應中，化合價升高總數=化合價降低總數，化合價升高總數=失電子總數，化合價降低總數=得電子總數，失電子總數=得電子總數。只要根據已經配平的化學方程式求出升高的化合價總數，即可知失電子總數；反之，也可求出得電子總數。

8.根據化合價的升降可以配平氧化還原反應的化學方程式

氧化還原反應方程式可以根據化合價的變化如下步驟配平：

（1）在化學方程式中標出化合價發生改變的元素化合價。

（2）標出反應前后元素化合價的變化。

（3）使化合價升高和降低的總數相等。

（4）根據質量守恒配平其他物質的化學計量系數，配平后，將單線改為等號。

9.根據化合價可以迅速判斷特殊氧化還原反應

一般化合價為零的單質出現的化學反應均為特殊氧化還原發應（除了同素異形體之間的相互轉化）。