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氧化反应与还原反应

## 氧化反应与还原反应

初中时，我们已经从得氧和失氧的角度初步认识了氧化反应和还原反应。**氧化反应和还原反应总是同时发生、相互依存在一个氧化还原反应中**。在学习氯及其重要化合物的性质中，我们也接触了许多氧化还原反应，学习时会发现，有些化学反应并没有氧原子的得失，如氯气与钠的反应中就没有氧原子的参与，那么这个反应为什么也是氧化还原反应呢？
让我们从元素的化合价入手，进一步来认识氧化还原反应。

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 上述两个反应都有元素化合价的升降，反应前后元素化合价的变化是氧化还原反应的重要特征。凡有元素化合价升降的化学反应就是氧化还原反应。
**物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应，物质所含元素化合价降低的反应是还原反应。**

我们知道原子是由原子核和核外电子构成的，元素化合价的升降与电子的得失或偏移有密切的关系。在钠与氯气的反应中，一个钠原子失去1个电子变为 $\mathrm{Na}^{+}$，化合价由 0 升高到 +1 ；一个氯原子得到 1 个电子变为 $\mathrm{Cl}^{-}$，化合价由 0 降低到 -1 。可以用箭头表示反应物中不同元素间电子转移的情况。

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在氧化还原反应中，有原子失去电子，必然有原子同时得到电子，而且失去电子的总数必定等于得到电子的总数。因此，从本质上看，氧化还原反应是有电子转移 （得失或偏移）的反应。

### 氧化剂和还原剂
在氧化还原反应中得到电子的物质称为**氧化剂**，具有氧化性，能氧化其他物质而自身被还原，化合价降低而发生还原反应。失去电子的物质称为**还原剂**，具有还原性，能还原其他物质而自身被氧化，化合价升高而发生氧化反应。

根据物质中所含元素的化合价，可推测该物质在某个氧化还原反应中是氧化剂还是还原剂。例如，高锰酸钾（$KMnO_4$）中锰元素显+7价，是锰元素的最高正化合价，因此高锰酸钾可做氧化剂。常用的氧化剂除高锰酸钾外，还有氧气、氯气、硝酸和浓硫酸等。

碘化钾（KI）中碘元素显—1价，是碘元素的最低负化合价，所以碘化钾可做还原剂。常用的还原剂还有碳、氢气、一氧化碳，以及钠、钙等金属单质。

有些具有中间价态的化合物既可做氧化剂，又可做还原剂。例如，过氧化氢（$H_2O_2$）做氧化剂时，它被还原为水；当遇到比它更强的氧化剂时，可做还原剂，被氧化为氧气。一般来说，过氧化氢主要用作氧化剂，在氧化还原反应中被还原为水，故有绿色氧化剂之称。过氧化氢可用于工业生产和生活废水处理等，也可取代氯气用作**漂白剂**

不同的氧化剂或还原剂，因其得失电子的能力不同，氧化性或还原性的强弱会有所不同。
氧化还原反应是一类重要的化学反应，广泛存在于工农业生产、科学技术和日常生活中，如酿造、金属的冶炼、燃料的燃烧、生物的呼吸等。但是，并非所有的氧化还原反应都能造福人类，有些氧化还原反应会带来危害，如食品变质、钢铁锈蚀等。我们运用化学知识，可以趋利避害，为科学技术的发展和人类生活质量的提高服务。

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