化合价与氧化还原反应

印志林

【摘 要】化合价的改变是判断氧化还原反应的标志和特征，电子的转移导致化合价的变化是氧化还原反应的本质。初中化学中关于化合价的知识介绍得很少，要求也较低，进入高中后，我们需要深化对化合价知识的理解。本文笔者将化合价与氧化还原反应的关系罗列如下。

【关键词】化合价；氧化还原；得失电子

一、元素的化合价

1.化合价的概念

一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子相化合的性质，叫该元素的化合价。

2.化合价的正与负

正价：元素失去电子或共用电子对偏离；

负价：元素得到电子或共用电子对偏向。

3.化合价的数值

化合价的数值等于得电子的数目（或不同元素间形成共用电子对）相反数；或失电子（不同元素间形成共用电子对）的数目。

4.化合价的变化

元素在氧化还原反应中，得到电子（或共用电子对偏向），化合价降低；失去电子（或共用电子对偏离），化合价升高。

5.化合价的规则和规律

（1）在化合物中，正负化合价的代数和为零。

（2）在单质中，元素的化合价为零。

（3）金属元素一般没有负价；非金属元素既可以显正价，也可以显负价，氟和氧一般没有正价。

二、确定元素化合价的常用方法

1.根据化学式求化合价

例如，确定KMnO4中Mn元素的化合价，可设其化合价为x，则：1×（+1）+x+4×（-2）=0，x=7。

2.根据离子所带电荷数求化合价

例如，确定硫代硫酸钠根S2O32-中S元素的化合价，可设其化合价为x，则：2x+3×（-2）=-2，x=2。

三、化合价与氧化还原反应的关系

1.判断氧化还原反应与非氧化还原反应

氧化还原反应的本质是电子的转移，其特征是元素化合价发生升降，凡是有化合价升降的反应一定是氧化还原反应；无化合价改变的反应为非氧化还原反应。如：FeCl3+3KOH=Fe （OH）3↓+3KCl、CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu，前一反应为非氧化还原反应，后—反应是氧化还原反应。

2.判断氧化剂与还原剂

元素化合价升高，含该元素的反应物为还原剂；元素化合价降低，含该元素的反应物为氧化剂。如：CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu，Zn是还原剂，CuSO4是氧化剂。

3.判断氧化反应（被氧化）与还原反应（被还原）

元素化合价升高——发生氧化反应（被氧化）；元素化合价降低——发生还原反应（被还原）。如：CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu，锌反应后化合价升高，发生了氧化反应（即Zn被氧化）。反之，Cu2+发生了还原反应（即Cu2+被还原）。

4.判断氧化产物与还原产物

元素化合价升高→还原剂（性）→被氧化→氧化反应→氧化产物；元素化合价降低→氧化剂（性）→被还原→还原反应→还原产物。由反应CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu可知，Zn中所含的0价Zn元素化合价升高——被氧化——得到氧化产物ZnSO4；反之，CuSO4中所含的+2价Cu元素被还原得到的还原产物也是Cu，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1 ∶1。

5.判断元素的性质

最高价态的元素，在化学反应中化合价只能降低，只有氧化性；最低价态的元素，在化学反应中化合价只能升高，只有还原性；处于中间价态的元素，在化学反应中化合价既能升高，也能降低，既有氧化性，也有还原性。例如，Fe3+通常体现氧化性，Fe只有还原性，所以Fe2+既有氧化性，又有还原性。

6.判断物质失去电子与得到电子

失去电子——元素化合价升高；得到电子——元素化合价降低。由反应CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu可知，锌元素在反应中由0价升高到+2价，1个Zn原子失去了2个电子；铜元素在反应中由+2价降低到0价，1个Cu2+得到了2个电子。

7.判断得、失电子总数

在同一氧化还原反应中，化合价升高总数=化合价降低总数，化合价升高总数=失电子总数，化合价降低总数=得电子总数，失电子总数=得电子总数。只要根据已经配平的化学方程式求出升高的化合价总数，即可知失电子总数；反之，也可求出得电子总数。

8.根据化合价的升降可以配平氧化还原反应的化学方程式

氧化还原反应方程式可以根据化合价的变化如下步骤配平：

（1）在化学方程式中标出化合价发生改变的元素化合价。

（2）标出反应前后元素化合价的变化。

（3）使化合价升高和降低的总数相等。

（4）根据质量守恒配平其他物质的化学计量系数，配平后，将单线改为等号。

9.根据化合价可以迅速判断特殊氧化还原反应

一般化合价为零的单质出现的化学反应均为特殊氧化还原发应（除了同素异形体之间的相互转化）。