淺談氧化還原反應的規律

孫浩凱

摘 要：氧化還原反應是我們在高中學習的有關化學的重要知識點之一，很多化學知識的學習都是在氧化還原反應的基礎上深入展開，所以熟練掌握氧化還原反應在化學學習中十分重要。本文著重探討了在高中階段我們所接觸到的有關氧化還原反應的一些規律。

關鍵詞：氧化還原反應 氧化劑 還原劑 氧化產物 還原產物

引言

探討氧化還原反應的規律就必須先掌握判斷一個化學反應是否是氧化還原反應的方法，根據氧化還原反應的概念我們可以總結出一個簡單的判斷方法：查看反應前后同種元素的化合價是否發生了變化，如果沒有化合價升降則一定不是氧化還原反應。

一、氧化還原反應的性質強弱規律

當一種物質發生失去電子的反應就是發生了氧化反應，也就是說當元素反應過后化合價升高則該元素被氧化，得到的反應物為氧化產物;相反，當一種物質發生化學反應的過程中得到電子就發生了還原反應，該元素的化合價通常會表現為降低，此時元素被還原得到了還原產物。常見的氧化劑通常都是活潑的非金屬單質、化合價較高的金屬陽離子、氧化物和過氧化物;常見的還原劑則為活潑金屬、部分非金屬單質和較低態的化合物。在氧化還原反應中，物質的氧化性和還原性的強與弱和該物質獲得或失去電子的能力有關，但與該物質獲得或者失去的電子數無關。通常來說，在同一個氧化還原反應中，氧化產物的氧化性總是弱于氧化劑的氧化性;還原產物的還原性同樣也弱于還原劑的還原性。此外，如果該氧化劑的氧化性越強，則其相應產生的還原產物的還原性就會越弱，反之還原劑的還原性越強，則其對應產生的氧化產物的氧化性就會越弱[1]。

二、氧化還原反應的優先反應規律

假如在濃度相差不大的溶液中，同時存在多種還原劑，此時向溶液中加入氧化劑，如何確定那種還原劑首先被氧化。通常，當一種氧化劑遇到多種還原劑時，還原性最強的還原劑首先被氧化，還原性最弱的還原劑最后被氧化[2]。類似地，當一種還原劑遇上多種不同的氧化劑時，首先被還原的是氧化性最強的氧化劑，最后被還原的是氧化性最弱的氧化劑。這就是氧化還原反應中的優先反應規律。例如在溴化亞鐵（FeBr2）溶液中通入氯氣時，首先發生的反應是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，后發生的反應是2Br-+Cl2=Br2+2Cl-。

三、氧化還原反應的價態規律

有些元素只具有單一化合價，但有一些元素往往存在多種不同的化合價，對于這類元素來說，當它處于最低價態時只具有還原性，當它處于最高價態時就只具有氧化性，只有處于中間的價態時才會既具有還原性又具有氧化性。通過價態規律我們可以迅速準確的確定一種物質是否可以作為氧化劑或者還原劑發生氧化還原反應，如果可以發生氧化還原反應，該物質是被氧化還是被還原。例如氮就是一種含有多種不同價態的元素，在氨氣（NH3）中氮元素通常表現為負價態-3價，此時氮元素只具有還原性，同時我們可判斷出氨氣可作為一種還原劑。在五氧化二氮（N2O5）中氮元素的化合價具有最高價態+5，此時氮元素只具有氧化性，且五氧化二氮可作為氧化劑。而當氮元素處在+1價、+2價、+3價時，由于都是中間價態，故此時含氮元素的化合物既可以作氧化劑又可以作還原劑。

四、氧化還原反應的轉化規律[3]

因為有些元素具有多種不同的化合價，故該類元素的不同價態之間可以發生氧化還原反應，但發生反應時應該遵循“高價態+低價態→中間價態”的反應規律，即相同元素的不同化合價之間發生氧化還原反應時，化合價只會發生靠攏而不會出現交叉現象。例如在硝酸（HNO3）中，氮元素的價態最高是+5價，在氨氣（NH3）中氮元素具有最低價態-3價，但通常情況下，有硝酸參加的氧化還原反應中，氮元素的化合價總是由+5價降為+4價的二氧化氮（NO2），再進一步發生反應得到一氧化氮（NO）再往下到0價的氮氣（N2）。也就是說當物質發生氧化還原反應的時候，總是從高價態，一個價態一個價態地依次下降，反之負價也是一個價態一個價態依次升高而不會出現價態交叉的情況。通過轉化規律，我們可以判斷氧化還原反應是否可以在相同元素的不同價態的原子之間發生。只有在同種元素不同化合價之間還存在有其他價態的該元素時才會發生氧化還原反應。例如Fe3+、Fe2+之間就不會發生氧化還原反應。

五、氧化還原反應的守恒規律

在氧化還原反應中存在很多守恒規律：氧化劑在該反應中獲得電子總數等于還原劑在該反應中失去電子的總數即得失電子守恒;氧化還原反應前后各類元素的種類不變，各種元素的原子數目不變，即質量守恒;在有離子參加的氧化還原反應中，反應前后離子所帶的電荷總量相等，即電荷守恒。這些守恒規律不僅是配平氧化還原反應方程式的依據，也是計算有關氧化還原反應的重要方法。通常我們可以通過以下恒等式來計算相關氧化還原反應的問題：n（氧化劑）×變價原子個數×化合價變化值（高價-低價）=n（還原性）×變價原子個數×化合價變化值（高價-低價）[4]。

結語

在我們高中階段，凡是有關化合價升降的反應都和氧化還原反應息息相關，熟練掌握氧化還原反應的各種規律對于理解相關知識點和提高做題速度、準確度有很大的幫助。

參考文獻

[1]徐倩倩，鄭衛新，鄭輝.基于高中化學中氧化還原反應的微課程制作[J].教育教學論壇.2015（42）.

[2]吳靜純，衷明華.淺談氧化還原反應的規律[J].江西化工.2015（02）.

[3]蘇潔慶.高中化學氧化還原概念的教學探究[J].理科考試研究（高中版）2014（01）.

[4]周素珍.淺析電子守恒原理在氧化還原反應中的應用[J].現代閱讀（教育版）2013（10）.