浅析氧化还原反应的应用

张振

摘要：氧化还原反应将我们日常生活与生产过程中必需的所有金属都从矿石中提炼出来，加工制作成为一些重要的、必需的化工产品，用以促进生产。这主要包括：食盐水制烧碱、接触法制硫酸、合成盐酸、电解饱、氨氧化法制硝酸以及合成氨等等，它们都是氧化还原反应的代表。除了工业生产，在农业中也有不少氧化还原反应。例如植物的光合作用以及呼吸作用，是复杂化了的氧化还原反应。

关键词：氧化还原；反应

氧化还原反应在化学的学习过程中占有十分重要的地位。氧化还原反应被广泛应用在科学技术以及工农业生产当中，并且在我们的日常生活之中也处处可见该反应的应用。在建筑类的高职化学的教学过程中，氧化还原反应的教学内容不仅是一个重点而且具有不容易理解的难学之处。但是，它一直存在于化学教学过程的始末，并且和建材等专业知识相关。

一、氧化还原反应概述

氧化还原反应不同于从宏观上元素变化的形式来分类的四类基本反应的分类方法，而是从微观上化学变化中原子重新结合时可能伴随化合价变化角度的一种新的化学反应分类方法，它更能揭示化学反应的本质。

氧化还原反应知识系统的教学价值氧化、还原既是一组对立的化学概念，又是一个矛盾的统一体，两者同时存在，相伴而生。在一个氧化还原反应中，某原子失电子，被氧化，该物质发生氧化反应，具有还原性：某原子得电子，被还原，该物质具有氧化性。因此，得、失电子，被氧化、被还原，氧化反应、还原反应，氧化性、还原性、得、失电子总数相等就构成了结构完整、关系密切的氧化还原反应知识系统。根据不同物质氧化性（还原性）的强弱，可以判断一个氧化还原反应能否发生，还可以用于原电池、电解池、钢铁腐蚀及其防护等定性研究。根据氧化还原反应中得失电子总数相等，也可以进行有关电子转移数自的计算或有关化合价升降的计算等定量研究。

氧化还原反应中存在几组概念，如氧化剂与还原剂% 氧化反应与还原反应“氧化产物与还原产物”被氧化与被还原等！ 它们之间存在一定的关系&化合价降低！得电子！氧化剂！有氧化性！被还原！发生还原反应！还原产物化合价升高！失电子！还原剂！有还原性！被氧化！发生氧化反应！氧化产物总结为几个字： 得低还氧，失高氧还。要想弄清这些规律就必须遵循一定的原理和技巧，做到具体问题具体分析。首先必须说明氧化剂的氧化、还原剂的还原能力的强弱顺序，这就要求我们对元素周期表的结构，对元素的周期率的理论要有详尽的了解，主要思考的因素：原子半径的大小，最外层电子数的多少，最外层电子的轨道特征，第一电离能的相对大小等。其一般的规律是：首先，对非金属元素而言，其非金属性越强，氧化性越强，对应离子的还原能力越弱，最高价氧化物水合物的酸性越强，气态氢化物越稳定。其次，金属性越强，其还原能力越强，其对应的离子氧化能力越弱，最高氧化物对应水化物的碱性越强。再次，对于处在中间的价态的元素，既有氧化性，又有还原性，二者能力的相对大小的分析比较，以及属性的展示，必须要根据主体元素的性质进行推断。如SO2，既有氧化性，又有还原性；但由于主体元素是非金属单质硫，所以SO2的氧化性强于还原性。同理，Fe2+的还原性应强于氧化性。对于NO2气体来讲，虽然二者属性兼而有之，但由于N元素是非金属元素，其氧化性一定强于还原性。

二、氧化还原反应在生活中的体现

1.植物的光合作用和呼吸作用

在氧化还原反应当中，植物的光合作用以及呼吸作用可以算是比较复杂的一类。化学方程式为：6H2O+6CO2=C6H12O6+6O2。光合作用可以说是一个非常大的绿色工厂，它的过程主要是通过叶绿体的作用，绿色植物能够充分利用光能将水以及二氧化碳转化成有机物质，用以储存能量，同时还可以释放出一定的氧气。光合作用除了能够制造有机物，还起到了转化并且储存太阳能，平衡大气中氧与二氧化碳的含量，使其达到一定稳定度的作用。

2. 医学与氧化还原反应

医学界在针对疾病和老化的系列研究中，发现了自由基——抗氧化物质的理论。人体内的自由基有许多种，较活泼、不成对电子的自由基性质不稳定，具有抢夺其他物质的电子，使自己原本不成对的电子变得较稳定的特性。而被抢走电子的物质也可能变得不稳定，可再去抢夺其他物质的电子，于是就产生了连锁反应，造成这些被抢夺的物质遭到破坏。人体的老化和疾病，极可能就是从这个时候开始的，尤其是今年位居十大死亡原因之首的癌症，其罪魁祸首便是自由基。

3.工业与氧化还原反应

（1）金属冶炼

氧化还原反应将我们日常生活与生产过程中必需的所有金属从矿石中提炼出来，这里举几个例子让大家更好地理解。金属冶炼的主要实例包括：制造活泼的有色金属：电解法（k-Al 之间）或者置换法。化学方程式为：2Al2O3= 4Al+3O2↑。高温条件下制造黑色金属和其他有色金属：热还原法（Zn-Cu 之间）。化学方程式：Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3。制备贵重金属：湿法冶金。

（2）纺织工业

纺织工业中的漂白、消毒等都是氧化还原反应。

三、总结

氧化还原反应是重要的反应类型，概念经过由狭义到广义，具体到抽象，定性到定量的演变，氧化还原反应是同时发生的，但我们注意到，在某些反应中，如有机物的氧化“还原反应，常要针对分析有机物是发生氧化反应还是发生还原反应，并且有机物中的碳的氧化数或化合价不好确定，中学生难以掌握，用化合价来配平相关反应难以进行，这时用狭义氧化”还原反应分析反而很方便，很实用！（作者单位：沈阳师范大学）

参考文献：

[1]《氧化-还原反应的规律及应用》，马秉乾，（甘肃省定西市安定区花岘子学校）

[2]《氧化还原反应的基本规律及其应用》，韩书明，

[3]《氧化还原反应的规律及其应用》，朱荣晖、张新中，江苏省邗江中学，江苏扬州

[4]《氧化还原反应的教学策略》，孟慶艳