氧化還原反應在生活中的體現(xiàn)

氧化還原反應在生活中的體現(xiàn)一、本文概述氧化還原反應，作為化學反應的一種基本類型，廣泛存在于我們的日常生活之中。從日常的食物消化，到汽車燃油的燃燒，再到金屬的腐蝕與防護，這些看似平常的現(xiàn)象背后，都蘊含著氧化還原反應的奧秘。本文將深入探討氧化還原反應在生活中的體現(xiàn)，旨在幫助讀者更好地理解這一化學反應類型，并認識到其在日常生活中的應用與重要性。通過本文的閱讀，讀者將能夠了解到氧化還原反應的基本概念、原理以及在實際生活中的應用，從而增強對化學知識的興趣和理解。二、食品工業(yè)中的氧化還原反應氧化還原反應在食品工業(yè)中的應用廣泛而深入，涉及食品的加工、保存和風味改良等多個方面。在食品加工過程中，氧化還原反應常用于改變食物的顏色、口感和質(zhì)地。例如，面包烘烤時，面粉中的糖分在高溫下發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生金黃色的面包皮和特有的香氣。同樣，果蔬加工中的酶促褐變反應，也是由于果肉中的酚類物質(zhì)在氧化酶的作用下發(fā)生氧化聚合，從而改變了果蔬的顏色和風味。氧化還原反應在食品保存中起著關鍵作用。許多食品，如水果和蔬菜，在新鮮時含有豐富的抗氧化物質(zhì)，如維生素C、酚類物質(zhì)等。這些抗氧化物質(zhì)能夠阻止或延緩食品中的脂肪和其他營養(yǎng)成分的氧化，從而保持食品的新鮮度和營養(yǎng)價值。然而，隨著食品的保存時間的延長，抗氧化物質(zhì)會逐漸消耗，使得食品更容易發(fā)生氧化反應，導致食品變質(zhì)。因此，在食品工業(yè)中，常通過添加抗氧化劑（如維生素E、茶多酚等）來延緩食品的氧化變質(zhì)，延長食品的保質(zhì)期。氧化還原反應還用于食品的風味改良。例如，在釀酒過程中，酵母菌通過無氧呼吸將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，這是釀酒的基本原理。在這個過程中，乙醇的生成就是一個典型的氧化還原反應。乙醇還可以進一步與其他化合物發(fā)生反應，生成酯類等香味物質(zhì)，從而改善酒的風味。氧化還原反應在食品工業(yè)中的應用多種多樣，不僅影響著食品的加工和保存，還直接關系到食品的風味和營養(yǎng)價值。因此，深入研究和理解氧化還原反應在食品工業(yè)中的應用，對于提高食品質(zhì)量和保障食品安全具有重要意義。三、生物體內(nèi)的氧化還原反應氧化還原反應在生物體內(nèi)起著至關重要的作用，它是維持生命活動不可或缺的一部分。氧化還原反應在生物體內(nèi)的體現(xiàn)，可以從細胞呼吸、能量轉(zhuǎn)換和代謝過程等方面進行詳細闡述。氧化還原反應在細胞呼吸過程中起著決定性作用。在細胞內(nèi)，葡萄糖等有機物通過一系列的反應步驟被氧化，同時釋放出能量。這些能量被用來合成ATP（三磷酸腺苷），這是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)。在這個過程中，有機物中的氫原子被逐步傳遞給氧，形成水，同時有機物被氧化，釋放出能量。這就是一個典型的氧化還原過程，其中有機物被氧化，氧被還原。氧化還原反應在能量轉(zhuǎn)換中也起著重要作用。在光合作用中，植物通過吸收陽光能量，利用葉綠素將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖和氧氣。在這個過程中，水被氧化，釋放出電子和氫離子，而二氧化碳被還原，形成葡萄糖。這個過程也是一個氧化還原過程，它實現(xiàn)了光能向化學能的轉(zhuǎn)換，為生物體提供了能量來源。氧化還原反應在生物體的代謝過程中也發(fā)揮著重要作用。代謝過程是指生物體將食物轉(zhuǎn)化為能量和必需物質(zhì)的過程。在這個過程中，許多化學反應都需要氧化還原反應的參與。例如，脂肪酸在氧化過程中被分解為二氧化碳和水，同時釋放出大量的能量。這個過程就是一個氧化還原過程，其中脂肪酸被氧化，氧被還原。氧化還原反應在生物體內(nèi)無處不在，它是維持生命活動的基礎。從細胞呼吸到能量轉(zhuǎn)換，再到代謝過程，氧化還原反應都在其中發(fā)揮著關鍵的作用。了解氧化還原反應在生物體內(nèi)的體現(xiàn)，有助于我們更深入地理解生命的本質(zhì)和生物體的運作機制。四、環(huán)境保護與氧化還原反應氧化還原反應在環(huán)境保護領域扮演著至關重要的角色。隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴重，而氧化還原反應為解決這些問題提供了有效的手段。在廢水處理中，氧化還原反應被廣泛應用。許多有害物質(zhì)，如重金屬離子和有機污染物，都可以通過氧化還原反應轉(zhuǎn)化為無害或低毒的物質(zhì)。例如，通過向廢水中加入氧化劑，如過氧化氫或高錳酸鉀，可以將有機污染物氧化為二氧化碳和水，從而實現(xiàn)廢水的凈化。氧化還原反應在空氣污染治理中也發(fā)揮著重要作用。汽車尾氣和工業(yè)廢氣中的一氧化碳、氮氧化物等有害氣體，可以通過氧化還原反應轉(zhuǎn)化為無害的氮氣、二氧化碳和水。例如，在汽車尾氣處理裝置中，催化劑的作用下，一氧化碳和氮氧化物與氧氣發(fā)生氧化還原反應，生成二氧化碳和氮氣，從而減少了對大氣的污染。除了廢水處理和空氣污染治理外，氧化還原反應還在土壤修復、垃圾處理等方面發(fā)揮著重要作用。通過利用氧化還原反應的原理，可以有效地減少環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。氧化還原反應在環(huán)境保護領域具有廣泛的應用前景。隨著科技的不斷進步，我們有望利用氧化還原反應開發(fā)出更加高效、環(huán)保的污染治理技術，為人類的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。五、工業(yè)生產(chǎn)中的氧化還原反應氧化還原反應在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關重要的作用，它們是實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)換的關鍵過程。無論是能源的獲取、原材料的提取，還是化學品的合成，都離不開氧化還原反應的參與。在能源領域，氧化還原反應是許多發(fā)電方式的核心。例如，在火力發(fā)電站中，煤炭或石油等化石燃料通過燃燒反應（一種氧化還原反應）產(chǎn)生熱能，進而轉(zhuǎn)化為電能。在燃料電池中，氫氣與氧氣發(fā)生氧化還原反應，直接產(chǎn)生電能和水，這是一種高效且環(huán)保的能源轉(zhuǎn)換方式。在原材料提取方面，氧化還原反應也扮演著重要角色。例如，在冶金工業(yè)中，金屬礦石通常需要通過氧化還原反應才能提取出金屬單質(zhì)。例如，鐵礦石（主要成分為Fe2O3）通過還原劑（如焦炭）的作用，發(fā)生還原反應，生成鐵單質(zhì)和二氧化碳。在化學品合成領域，氧化還原反應更是不可或缺。許多重要的化學品，如化肥、染料、塑料等，都是通過氧化還原反應合成的。例如，合成氨的過程中，氮氣和氫氣在催化劑和高溫高壓條件下發(fā)生氧化還原反應，生成氨氣。氧化還原反應還在廢水處理、廢氣凈化等環(huán)保領域發(fā)揮著重要作用。通過氧化還原反應，可以將有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒或低毒物質(zhì)，從而實現(xiàn)環(huán)保目標。氧化還原反應在工業(yè)生產(chǎn)中的應用廣泛而深入，它們不僅推動了工業(yè)的發(fā)展，也為人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻。六、結(jié)論氧化還原反應，作為化學反應的一種基本類型，不僅在化學實驗室中占據(jù)重要地位，更在我們的日常生活中無處不在，深深影響著我們的生活。通過本文的探討，我們可以看到，氧化還原反應在生活中的體現(xiàn)是多方面的，從食品的保鮮到人體的新陳代謝，從金屬的冶煉到燃料的燃燒，無一不涉及到氧化還原反應。氧化還原反應在食品工業(yè)中的應用，如抗氧化劑的使用，幫助我們延長了食品的保質(zhì)期，使得食品可以在更長的時間內(nèi)保持其原有的品質(zhì)和口感。在人體內(nèi)部，氧化還原反應則維持著生命的正常進行，無論是細胞的呼吸，還是能量的轉(zhuǎn)換，都離不開氧化還原反應的參與。氧化還原反應在工業(yè)生產(chǎn)中的應用也是舉足輕重的。金屬的冶煉、燃料的燃燒，以及電池的運作，都是氧化還原反應在工業(yè)生產(chǎn)中的重要體現(xiàn)。這些反應的順利進行，為我們的生活提供了必要的物質(zhì)和能源，推動了社會的進步和發(fā)展。然而，氧化還原反應并非只有積極的一面，它也可能會帶來一些負面影響。例如，金屬的腐蝕、汽車的尾氣排放等問題，都是由于氧化還原反應而產(chǎn)生的。因此，我們在享受氧化還原反應帶來的便利的也需要關注并解決這些問題，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。氧化還原反應在我們的生活中起著重要的作用。它既是我們?nèi)粘Ｉ畹幕A，也是科技進步和社會發(fā)展的驅(qū)動力。通過更深入的理解和掌握氧化還原反應的原理和應用，我們可以更好地利用這一化學反應，為人類社會的發(fā)展做出更大的貢獻。參考資料：還原－氧化反應是指在一個氧化還原反應中，一種物質(zhì)被氧化，必然伴隨著另一種物質(zhì)被還原。有電子得失（有化合價改變）的化學反應。在一個氧化還原反應中，一種物質(zhì)被氧化，必然伴隨著另一種物質(zhì)被還原。例如：式(1)中,碳氧化為CO；FeO則還原為鐵。式(2)中鋅氧化為Zn；Cu則還原為銅。式(3)中，鋁氧化為AlCl；AlCl則還原為AlCl。式(3)稱為歧化反應(見化學遷移反應)。冶金工作者習慣上根據(jù)反應的主要目的或手段，給某個冶金過程命名為氧化過程或還原過程。例如，高爐煉鐵過程中雖然有碳的氧化，但冶煉的目的是將鐵礦石還原成鐵，所以將高爐煉鐵劃入還原過程。又如白冰銅吹煉成銅的反應：盡管有CuS還原為銅，但吹煉的基本目的是用氧將白冰銅中的硫氧化除去以獲得粗銅，所以稱之為氧化吹煉。這種命名方法反映了冶金工作者在設計、研究和生產(chǎn)工藝上所側(cè)重考慮的方面。碳熱還原碳為還原劑，被還原物來自氧化礦的礦石及其精礦粉的燒結(jié)塊或球團，或硫化精礦的燒結(jié)塊或焙砂。如高爐煉鐵，鼓風爐煉鉛，豎罐煉鋅，電爐煉制硅鐵、錳鐵等均屬此類型。金屬熱還原還原劑為金屬，如Al、Si（更常用含Si75%的Fe-Si合金）、Mg、Ca、Na等。被還原物為氧化物或氯化物。如用鋁熱還原法生產(chǎn)釩鐵,克勞爾(Kroll)法中用鎂還原TiCl生產(chǎn)海綿鈦等（見金屬熱還原）。氣體還原還原劑為H、CO、CH、水煤氣或其他氣態(tài)碳氫化合物。如粉末冶金工業(yè)經(jīng)常用氫還原氧化物以制取金屬粉（如W、Mo、Fe等），再壓制成型,燒結(jié)成產(chǎn)品。濕法冶金常自金屬鹽溶液中，采用高壓氫還原法制取金屬鈷等。在高爐煉鐵、鼓風爐煉鉛中，除固體碳參加還原反應外，也有大量CO參加反應。利用不溶陽極或可溶粗金屬陽極進行金屬鹽的酸性水溶液電解時，在陰極上析出金屬（如Cu、Zn、Cd、Co、Ni等）的反應，以及高溫熔鹽電解生產(chǎn)鋁、鎂等的陰極反應，也可屬于還原反應之列。氧化焙燒（包括燒結(jié)）利用空氣或富氧空氣對硫化礦或其精礦粉焙燒去硫,形成金屬氧化物或硫酸鹽,例如：氯化焙燒利用氯化劑在氧化氣氛下對硫化礦焙燒去硫，得到金屬氯化物，例如：氧化吹煉以純氧氣頂吹、底吹或頂?shù)讖秃洗翟谵D(zhuǎn)爐內(nèi)由生鐵煉成鋼的過程中，脫硅、脫錳、脫碳及脫磷都是氧化反應；在臥式轉(zhuǎn)爐內(nèi)利用空氣或富氧空氣吹煉銅锍（冰銅）得到粗銅也是氧化反應。上述吹煉均屬自熱過程。氧化精煉利用氧化性爐渣或鐵礦石為氧化劑，在平爐或電爐內(nèi)煉鋼，脫去雜質(zhì)，其氧化反應和轉(zhuǎn)爐煉鋼時的反應相同。粗銅在反射爐內(nèi)精煉，利用空氣脫去粗銅內(nèi)的Fe、Zn、Co、Sn、Pb、S等雜質(zhì)。粗金屬鑄成陽極在其鹽的酸性水溶液中的電化溶解，形成金屬陽離子，如Ag、Au、Cu、Pb、Ni、Co等，也可屬氧化反應之列。當有許多氧化物同時被還原或許多元素同時被氧化時，則存在還原氧化順序的問題，也即選擇性還原與氧化的問題。進入高爐的原料(礦石、熔劑及燃料)除FeO外，尚含有CaO、MgO、AlO、SiO、MnO、PO等氧化物，也可能含有其他氧化物如RO(R表稀土金屬)、TiO、NbO、VO、CrO、CuO、NiO、SnO、AsO等。何種元素能被還原進入生鐵，何種元素不能被還原而以氧化物進入爐渣？通過熱力學分析可以回答此問題。從元素氧化的自由焓°對溫度的關系圖(見氧勢圖)可看出，在高爐爐缸的溫度范圍(1300～1600℃)內(nèi)，以圖中部氧化為CO的°線的位置為界，該圖可分為三個區(qū)域。中間區(qū)域有若干元素如Mn、V、Nb、Cr等，其氧化反應的°線和碳氧化反應的°線相交。下部區(qū)域有若干元素如Ca、Mg、Ce、Al等，其氧化反應的°線在碳氧化反應的°線之下，而不與之相交。上部區(qū)域有若干元素，如Cu、Ni、P等，其氧化反應的°線在碳氧化反應的°線之上，也不與之相交。根據(jù)圖內(nèi)°線的位置得知:①在高爐的操作條件下，CaO、MgO、AlO及RO不能被還原而全部進入爐渣;Cu、Ni、Sn、P及As全部被還原,進入生鐵；②MnO、NbO、VO及CrO則大部分被還原進入生鐵,部分進入爐渣；③硅被還原進入生鐵的部分則取決于高爐的操作條件，爐缸溫度高，將使較多量的硅進入生鐵。煉制合金鋼時，合金原料加入電弧爐的先后順序取決于元素與氧的親合力。根據(jù)元素在鐵液中氧化的°與溫度關系圖，可以按氧化反應自由焓變量的大小確定加料先后的順序。自由焓計算可以提供還原-氧化反應的理論分析依據(jù)。例如，根據(jù)式(8)，硅在低于2470K時，不可能還原MgO：°=396640-73(焦)此時最低還原溫度根據(jù)式(9)降低為1830K。當采用真空操作時，自由焓計算證明,在壓力小于32毫米汞柱時,在1200℃即可順利操作得到金屬鎂。這說明運用熱力學分析能提供較合適的冶煉操作條件。重點：氧化還原反應的基本概念、反應機理、電子轉(zhuǎn)移和氧化劑還原劑的概念。難點：氧化還原反應的電子轉(zhuǎn)移和氧化劑還原劑的判斷，復雜氧化還原反應的書寫和分析。請嘗試書寫幾個常見的氧化還原反應方程式，并標注每個物質(zhì)的化合價。通過實例探究氧化還原反應中的電子轉(zhuǎn)移情況，了解氧化劑和還原劑在反應中的作用。通過課堂演示實驗，觀察和分析不同物質(zhì)在氧氣存在與否的情況下的氧化情況，了解氧化性的強弱比較。通過案例分析，了解氧化還原反應在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應用，如金屬冶煉、化學電池等。設計一個簡單的實驗方案，探究某一物質(zhì)的氧化還原性質(zhì)，并記錄實驗過程和結(jié)果。氧化還原反應（oxidation-reductionreaction）是化學反應前后，元素的氧化數(shù)有變化的一類反應。氧化還原反應的實質(zhì)是電子的得失或共用電子對的偏移。氧化還原反應是化學反應中的三大基本反應之一（另外兩個為（路易斯）酸堿反應與自由基反應）。自然界中的燃燒，呼吸作用，光合作用，生產(chǎn)生活中的化學電池，金屬冶煉，火箭發(fā)射等等都與氧化還原反應息息相關。研究氧化還原反應，對人類的進步具有極其重要的意義。18世紀末，化學家在總結(jié)許多物質(zhì)與氧的反應后，發(fā)現(xiàn)這類反應具有一些相似特征，提出了氧化還原反應的概念：與氧化合的反應，稱為氧化反應；從含氧化合物中奪取氧的反應，稱為還原反應。隨著化學的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)許多反應與經(jīng)典定義上的氧化還原反應有類似特征，19世紀發(fā)展化合價的概念后，化合價升高的一類反應并入氧化反應，化合價降低的一類反應并入還原反應。20世紀初，成鍵的電子理論被建立，于是又將失電子的半反應稱為氧化反應，得電子的半反應稱為還原反應。1948年，在價鍵理論和電負性的基礎上，氧化數(shù)的概念被提出，1970年IUPAC對氧化數(shù)作出嚴格定義，氧化還原反應也得到了正式的定義：化學反應前后，元素的氧化數(shù)有變化的一類反應稱作氧化還原反應。氧化數(shù)即高中所說的化合價，這兩者僅是叫法不同，部分表示方法有差別，其他并無區(qū)別，本詞條中視為可以混用。氧化還原反應前后，元素的氧化數(shù)發(fā)生變化。根據(jù)氧化數(shù)的升高或降低，可以將氧化還原反應拆分成兩個半反應：氧化數(shù)升高的半反應，稱為氧化反應；氧化數(shù)降低的反應，稱為還原反應。氧化反應與還原反應是相互依存的，不能獨立存在，它們共同組成氧化還原反應。反應中，發(fā)生氧化反應的物質(zhì)，稱為還原劑，生成氧化產(chǎn)物；發(fā)生還原反應的物質(zhì)，稱為氧化劑，生成還原產(chǎn)物。氧化產(chǎn)物具有氧化性，但弱于氧化劑；還原產(chǎn)物具有還原性，但弱于還原劑。用通式表示即為：氧化還原反應的發(fā)生條件，從熱力學角度來說，是反應的自由能小于零；從電化學角度來說，是對應原電池的電動勢大于零。一般來說，所有的化學反應都具有可逆性，只是可逆的程度有很大差別，各反應進行的限度也大不相同。因此氧化還原反應存在著氧化還原平衡。設氧化還原反應的通式為：其中氧化劑為Ox，還原劑為Red，氧化產(chǎn)物為Redz+，還原產(chǎn)物為Oxz-，電子轉(zhuǎn)移或偏移數(shù)為z，則氧化還原反應的化學平衡常數(shù)為，K可以由實驗測得，亦可由公式算得。一個化學反應，是否屬于氧化還原反應，可以根據(jù)反應是否有氧化數(shù)的升降，或者是否有電子得失與轉(zhuǎn)移判斷。如果這兩者有沖突，則以前者為準，例如反應，雖然反應有電子對偏移，但由于IUPAC規(guī)定中，單質(zhì)氧化數(shù)為0，所以這個反應并不是氧化還原反應。有機化學中氧化還原反應的判定通常以碳的氧化數(shù)是否發(fā)生變化為依據(jù)：碳的氧化數(shù)上升，則此反應為氧化反應；碳的氧化數(shù)下降，則此反應為還原反應。由于在絕大多數(shù)有機物中，氫總呈現(xiàn)正價態(tài)，氧總呈現(xiàn)負價態(tài)，因此一般又將有機物得氫失氧的反應稱為還原反應，得氧失氫的反應稱為氧化反應。根據(jù)作為氧化劑的元素和作為還原劑的元素的來源，氧化還原反應可以分成兩種類型：分子間氧化還原反應、分子內(nèi)氧化還原反應。在這類氧化還原反應中，氧化數(shù)的升高與降低發(fā)生在兩種不同的物質(zhì)中。在這類氧化還原反應中，氧化數(shù)的升高與降低發(fā)生于同一物質(zhì)中，通常稱作自氧化還原反應。自氧化還原反應中，若同種元素部分氧化數(shù)升高，部分氧化數(shù)降低，則這種反應稱為歧化反應。為了將氧化還原反應與電子得失相聯(lián)系起來，并簡化研究，可以將氧化還原反應拆成兩個半反應。于是所有氧化還原反應便可以表述為兩個半反應的加和。例如有半反應：。將所有半反應根據(jù)統(tǒng)一規(guī)定來改寫，便成為氧化還原半反應式，其書寫有以下要求：反應式的左邊總是氧化型物質(zhì)（元素的氧化數(shù)高的物質(zhì)），右邊總是還原型物質(zhì)（元素的氧化數(shù)低的物質(zhì)）。反應中的得失電子數(shù)在反應式左邊寫出，用+/e-表示；在溶液中，物質(zhì)須寫成在此溶劑中的主要存在形態(tài)，例如水中，強酸需要寫成酸根的形式；半反應式從左到右，是氧化劑得到電子，生成其共軛還原劑的過程，即還原反應；從右到左，是還原劑失去電子，生成其共軛氧化劑的過程，即氧化反應。半反應中的氧化型物質(zhì)與還原型物質(zhì)互稱共軛氧化劑/還原劑，這種反應關系則被稱為氧化還原共軛關系。通常可以使用氧化還原反應電對來表示一組共軛的氧化還原劑，例如MnO4-/Mn2+，其左邊為氧化型物質(zhì)，右邊為還原型物質(zhì)。半反應式中，氧化數(shù)未發(fā)生改變的元素被稱作非氧化還原組分，酸堿組分、沉淀劑、絡合劑等一般都屬于這一范疇。燃燒是物質(zhì)迅速氧化，產(chǎn)生大量光和熱的過程，其本質(zhì)是一種劇烈的氧化還原反應。K2Cr2O7是一種橙紅色具有強氧化性的化合物，當它在酸性條件下被還原成三價鉻時，顏色變?yōu)榫G色。據(jù)此，當交警發(fā)現(xiàn)汽車行駛不正常時，就可上前阻攔，并讓司機對填充了吸附有K2Cr2O7的硅膠顆粒的裝置吹氣。若發(fā)現(xiàn)硅膠變色達到一定程度，即可證明司機是酒后駕車。這時酒精被氧化為醋酸：這個反應中，F(xiàn)e2O3中的鐵由Fe(III)變?yōu)镕e(0)（氧化數(shù)降低，為氧化劑），而CO中的碳由C(II)變?yōu)镃(IV)（氧化數(shù)升高，為還原劑）。大多數(shù)無機復分解反應都不是氧化還原反應，因為這些復分解反應中的離子互相交換，不存在電子的轉(zhuǎn)移，各元素的氧化數(shù)沒有變化。這是典型的復分解反應，但在反應前后，硅的氧化數(shù)上升，氫的氧化數(shù)下降，屬于氧化還原反應。所以，復分解反應與氧化還原反應間并無必然聯(lián)系。配平氧化還原反應的方法有很多種，其中最主要的方法都是根據(jù)電子的得失或氧化數(shù)的升降來計算的。發(fā)生氧化還原反應時，還原劑失去電子、氧化劑得到電子，得失電子數(shù)守恒。標出發(fā)生變化的元素的氧化數(shù)，并確定氧化還原反應的配平方向。在配平時，需要確定先寫方程式那邊物質(zhì)的計量數(shù)。有時先寫出方程式左邊反應物的計量數(shù)，有時先寫出方程式右邊生成物的計量數(shù)。一般遵循這樣的原則：自身氧化還原反應→先配平反應物的計量數(shù)；部分氧化還原反應→先配平生成物的計量數(shù)；一般的氧化還原反應→既可先配平生成物的計量數(shù)，也可先配平反應物的計量數(shù)。列出氧化數(shù)升降的變化情況。當升高或降低的元素不止一種時，需要根據(jù)不同元素的原子個數(shù)比，將氧化數(shù)變化的數(shù)值進行疊加。根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余物質(zhì)的計量數(shù)。最終并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤。配系數(shù)：用觀察的方法配平其他物質(zhì)的化學計量數(shù)，配平后，把單線改成等號。查守恒：檢查方程式兩邊是否“質(zhì)量守恒”、“電荷守恒”和“元素守恒”。若氧化劑/還原劑中某元素的氧化數(shù)全部改變，配平宜從氧化劑、還原劑開始，即先考慮反應物。（正向配平）；若氧化劑/還原劑中某元素氧化數(shù)只有部分改變，配平宜從氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物開始，即先考慮生成物。（逆向配平）同一反應物中有多種元素變價，可將該物質(zhì)作為一個整體考慮，即求該物質(zhì)的一個分子中各變價元素的氧化數(shù)升、降值的代數(shù)和?！纠颗淦紺+HNO3→NO2+CO2+H2O：寫出反應物和生成物的化學式：C+HNO3→NO2+CO2+H2O；使氧化數(shù)的升高和降低的總數(shù)相等：C+4HNO3→4NO2+CO2+H2O；在一些特殊的方程式中，可以用以下三種處理方式，以配平常規(guī)方法難以配平甚至無法配平的方程式：先令無法用常規(guī)方法確定氧化數(shù)的物質(zhì)中各元素均為零價，然后計算出各元素氧化數(shù)的升降值，并使元素氧化數(shù)升降值相等，最后用觀察法配平其他物質(zhì)的化學計量數(shù)。當同一反應物中的同種元素的原子出現(xiàn)兩次且價態(tài)不同時，可將它們同等對待，即假定它們的氧化數(shù)相同，根據(jù)化合物中氧化數(shù)代數(shù)和為零的原則予以平均標價，若方程式出現(xiàn)雙原子分子時，有關原子個數(shù)要擴大兩倍。當某一元素的原子或原子團（多見于有機反應配平）在某化合物中有數(shù)個時，可將它作為一個整體對待，根據(jù)化合物中元素氧化數(shù)代數(shù)和為零的原則予以整體標價。在水溶液中進行的氧化還原反應，可以用常用離子/電子法配平（又叫半反應法）。這種配平方法的優(yōu)點是簡單易行，且能判斷出方程式中所缺少的一些物質(zhì)。其配平原則是：反應過程中，氧化劑獲得的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)?，F(xiàn)結(jié)合以下實例說明其配平步驟。【例】在酸性介質(zhì)中，KMnO4與K2SO3反應生成MnSO4和K2SO4，完成并配平方程式。根據(jù)反應寫出未配平的離子方程式：MnO4-+SO32-→Mn2++SO42-①寫出兩個半反應式，一個表示還原劑被氧化的反應，另一個表示氧化劑被還原的反應：氧化反應SO32-→SO42-式中產(chǎn)物的氧原子數(shù)較反應物中的多，反應又在酸性介質(zhì)中進行，所以可在上式反應物中加H2O，生成物中加H，然后進行各元素原子數(shù)及電荷數(shù)的配平，可得：SO32-+H2O→SO42-+2H++2e-②還原反應MnO4-→Mn2+式中產(chǎn)物中的氧原子數(shù)減少，應加足夠多的氫離子（氧原子減少數(shù)的2倍），使它結(jié)合為水，配平后得：MnO4-+8H++5e-→Mn2++4H2O③根據(jù)氧化劑和還原劑得失電子數(shù)相等的原則，在兩個半反應式中各乘以適當?shù)南禂?shù)，即以②×5，③×2，然后相加得到一個配平的離子方程式。質(zhì)量守恒定律說明，在發(fā)生化學反應時，反應體系的各個物質(zhì)的每一種元素的原子在反應前后個數(shù)相等。通過設出未知數(shù)（如x、y、z等均大于零）把所有物質(zhì)的計量數(shù)配平，再根據(jù)每一種元素的原子個數(shù)前后相等列出方程式，解方程式（組）。計量數(shù)有相同的未知數(shù)，可以通過約分化簡。對于氧化還原反應，先把元素氧化數(shù)變化較多的物質(zhì)的計量數(shù)用未知數(shù)表示出來，再利用質(zhì)量守恒把其他物質(zhì)的計量數(shù)也配平出來，最終每一個物質(zhì)的計量數(shù)都配平出來后，根據(jù)某些元素的守恒，列方程解答。物質(zhì)的氧化性是指物質(zhì)得電子的能力，還原性是指物質(zhì)失電子的能力。物質(zhì)氧化性、還原性的強弱取決于物質(zhì)得失電子的能力（與得失電子的數(shù)量無關）。從方程式與元素性質(zhì)的角度，氧化性與還原性的有無與強弱可用以下幾點判定：（1）從元素所處的價態(tài)考慮，可初步分析物質(zhì)所具備的性質(zhì)（無法分析其強弱）。最高價態(tài)——只有氧化性，如H2SOKMnO4中的S、Mn元素；最低價態(tài)，只有還原性，如Fe、Cl-、S2-等；中間價態(tài)——既有氧化性又有還原性，如Fe2+、S、SO2等。當不同的氧化劑與同一種還原劑反應時，如氧化產(chǎn)物中元素的價態(tài)相同，可根據(jù)反應條件的高、低進行判斷，如是否需要加熱，是否需要酸性條件，濃度大小等等。需要注意的是，物質(zhì)的氧化還原性通常與外界環(huán)境，其他物質(zhì)的存在，自身濃度等緊密相關，通過以上比較僅能粗略看出氧化還原性大小。如欲準確定量地比較氧化還原性的大小，需要使用電極電勢。在生物學中，植物的光合作用、呼吸作用是典型的氧化還原反應。人和動物的呼吸，把葡萄糖氧化為二氧化碳和水。通過呼吸把貯藏在食物的分子內(nèi)的能，轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟谌姿嵯佘眨ˋTP）的高能磷酸鍵的化學能，這種化學能再供給人和動物進行機械運動、維持體溫、合成代謝、細胞的主動運輸?shù)人枰哪芰俊Ｔ诠I(yè)生產(chǎn)中所需要的各種各樣的金屬，很多都是通過氧化還原反應從礦石中提煉而得到的。如生產(chǎn)活潑的有色金屬要用電解或置換的方法；生產(chǎn)黑色金屬和一些有色金屬都是用在高溫條件下還原的方法；生產(chǎn)貴金屬常用濕法還原，等等。許多重要化工產(chǎn)品的合成，如氨的合成、鹽酸的合成、接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、食鹽水電解制燒堿等等，也都有氧化還原反應的參與。石油化工里的催化去氫、催化加氫、鏈烴氧化制羧酸、環(huán)氧樹脂的合成等等也都是氧化還原反應。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施入土壤的肥料的變化，如銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮等，雖然需要有細菌起作用，但就其實質(zhì)來說，也是氧化還原反應。土壤里鐵或錳的氧化數(shù)的變化直接影響著作物的營養(yǎng)，曬田和灌田主要就是為了控制土壤里的氧化還原反應的進行。在能源方面，煤炭、石油、天然氣等燃料的燃燒供給著人們生活和生產(chǎn)所必需的大量的能量。我們通常應用的干電池、蓄電池以及在空間技術上應用的高能電池都發(fā)生著氧化還原反應，否則就不可能把化學能變成電能，把電能變成化學能。由此可見，在許多領域里都涉及到氧化還原反應，認識氧化還原反應的實質(zhì)與規(guī)律，對人類的生產(chǎn)和生活都是有意義的。