氧化劑和還原劑(氧化劑和還原劑教案)

氧化劑和還原劑(氧化劑和還原劑教案)

氧化還原反應是化學反應中三大反應之一，也是我們最熟悉的化學反應。在我們的生活或生產中，無時無刻不在進行著氧化還原反應。例如植物的光合作用，煤氣的燃燒等等。那么什么是氧化還原反應呢？

要想弄清楚氧化還原反應，不妨先看一下最簡單的一個化學反應，即碳在氧氣中燃燒，其化學方程式為C+O2==CO2,反應條件為點燃。在這個氧化還原反應中，首先來看看這些物質在反應前后的變化量。

碳C在反應前其化合價為0，氧氣在反應前其化合價也為0，反應后C的化合價變成了最高價態的+4價，氧的化合價變成了最低價態的-2。由此我們可以這么說，在這一反應中，C被O2從0價氧化成了+4價，O2被C從0價還原成了-2價。

也就是說，在這一化學反應中，C為還原劑，O2為氧化劑，由此，在早期的化學系中，人們把有氧參加的反應統稱為氧化還原反應。但是，隨著人們逐漸的認識加深，出現了沒有氧氣參與的氧化還原反應，比如：

氫氣在氯氣中燃燒，其化學方程式為H2+Cl2==2HCl，條件為點燃。在這個過程中，氫的化合價從0價變成了+1價，氯Cl的化合價從0價變為了-1價，氫的化合價升高了，氫就是還原劑，氯的化合價降低了，氯就是氧化劑。所以說，氧化還原反應從宏觀上來說，就是有物質的化合價發生了升降的變化，且化合價不交叉。

對化學有所了解的人都知道，所有的化學反應都是可逆的，只是反應的順序強弱不一樣罷了。例如：氧化銅與氫氣的加熱反應中，其化學方程式為CuO+H2==Cu+H20,條件為加熱△，在這個反應中，氧化銅為氧化劑，H2為還原劑，反應后Cu為還原產物，水H2O為氧化產物。

這個反應既然存在著可逆反應，但在書寫上，我們為什么又習慣性的寫為CuO+H2==Cu+H2O（條件加熱）呢？那是因為所有反應中都遵循著一個規律，即“誰強誰先”的規律。也就是說，在這個反應中，氧化劑的氧化性強于氧化產物，還原劑的還原性強于還原產物，所以這個反應就是向右進行了。

在氧化還原反應中，有一種比較特殊的反應，即歸中反應或歧化反應，典型的歧化反應有硫化氫與二氧化硫的反應——2H2S+S02==3S↓+2H20，由于硫單質是沉淀物，故而要打上下箭頭。

縱觀這個化學反應，化合價變化的元素就只有硫了，硫化氫中硫的化合價為-2價，二氧化硫中硫的化合價為+4價，反應后硫單質的化合價為0價，也就是說，H2S為還原劑，SO2為氧化劑，生成的硫單質即是氧化產物，同時也是還原產物。

從上面的化學反應中導出了一個規律，即物質處在最高價時，只有氧化性，當物質處在最低價時，只有還原性，而處在中間價態時，物質既有氧化性也有還原性。從微觀角度來看，物質處在最高價態時，它只能得到電子來降低化合價了，物質處在最低價態時，它也只能失去電子來提高化合價了。那么，氧化還原反應的微觀表現又是怎么樣的呢？

要搞清楚這個概率，就必須再回過頭來看一個反應，H2+Cl2==2HCl（條件點燃），在這個反應中，我們只看氫。氫在元素周期表中，其排列序號為1，原因就是氫原子的外層只有一個電子。故而，氯的化合價降低是不可能從氫那里得到電子的。

但這個反應中又有元素化合價的降低與升高，唯一能夠將其解釋得通的就是共用電子對發生了偏移，也就是說，HCl為共價化合物。由于氫的化合價在升高，氯的化合價在降低，所以共用電子對偏離氫而偏向氯了。

最后的出氧化還原反應最為本質的一句話，即有電子的轉移（得失或偏移）的反應都是氧化還原反應，氧化反應不可能單獨存在，還原反應也不可能單獨存在。

討論：四氧化三鐵（Fe3O4）中Fe的化合價為多少呢？