浅谈氧化还原反应的规律

孙浩凯

摘 要：氧化还原反应是我们在高中学习的有关化学的重要知识点之一，很多化学知识的学习都是在氧化还原反应的基础上深入展开，所以熟练掌握氧化还原反应在化学学习中十分重要。本文着重探讨了在高中阶段我们所接触到的有关氧化还原反应的一些规律。

关键词：氧化还原反应 氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物

引言

探讨氧化还原反应的规律就必须先掌握判断一个化学反应是否是氧化还原反应的方法，根据氧化还原反应的概念我们可以总结出一个简单的判断方法：查看反应前后同种元素的化合价是否发生了变化，如果没有化合价升降则一定不是氧化还原反应。

一、氧化还原反应的性质强弱规律

当一种物质发生失去电子的反应就是发生了氧化反应，也就是说当元素反应过后化合价升高则该元素被氧化，得到的反应物为氧化产物;相反，当一种物质发生化学反应的过程中得到电子就发生了还原反应，该元素的化合价通常会表现为降低，此时元素被还原得到了还原产物。常见的氧化剂通常都是活泼的非金属单质、化合价较高的金属阳离子、氧化物和过氧化物;常见的还原剂则为活泼金属、部分非金属单质和较低态的化合物。在氧化还原反应中，物质的氧化性和还原性的强与弱和该物质获得或失去电子的能力有关，但与该物质获得或者失去的电子数无关。通常来说，在同一个氧化还原反应中，氧化产物的氧化性总是弱于氧化剂的氧化性;还原产物的还原性同样也弱于还原剂的还原性。此外，如果该氧化剂的氧化性越强，则其相应产生的还原产物的还原性就会越弱，反之还原剂的还原性越强，则其对应产生的氧化产物的氧化性就会越弱[1]。

二、氧化还原反应的优先反应规律

假如在浓度相差不大的溶液中，同时存在多种还原剂，此时向溶液中加入氧化剂，如何确定那种还原剂首先被氧化。通常，当一种氧化剂遇到多种还原剂时，还原性最强的还原剂首先被氧化，还原性最弱的还原剂最后被氧化[2]。类似地，当一种还原剂遇上多种不同的氧化剂时，首先被还原的是氧化性最强的氧化剂，最后被还原的是氧化性最弱的氧化剂。这就是氧化还原反应中的优先反应规律。例如在溴化亚铁（FeBr2）溶液中通入氯气时，首先发生的反应是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，后发生的反应是2Br-+Cl2=Br2+2Cl-。

三、氧化还原反应的价态规律

有些元素只具有单一化合价，但有一些元素往往存在多种不同的化合价，对于这类元素来说，当它处于最低价态时只具有还原性，当它处于最高价态时就只具有氧化性，只有处于中间的价态时才会既具有还原性又具有氧化性。通过价态规律我们可以迅速准确的确定一种物质是否可以作为氧化剂或者还原剂发生氧化还原反应，如果可以发生氧化还原反应，该物质是被氧化还是被还原。例如氮就是一种含有多种不同价态的元素，在氨气（NH3）中氮元素通常表现为负价态-3价，此时氮元素只具有还原性，同时我们可判断出氨气可作为一种还原剂。在五氧化二氮（N2O5）中氮元素的化合价具有最高价态+5，此时氮元素只具有氧化性，且五氧化二氮可作为氧化剂。而当氮元素处在+1价、+2价、+3价时，由于都是中间价态，故此时含氮元素的化合物既可以作氧化剂又可以作还原剂。

四、氧化还原反应的转化规律[3]

因为有些元素具有多种不同的化合价，故该类元素的不同价态之间可以发生氧化还原反应，但发生反应时应该遵循“高价态+低价态→中间价态”的反应规律，即相同元素的不同化合价之间发生氧化还原反应时，化合价只会发生靠拢而不会出现交叉现象。例如在硝酸（HNO3）中，氮元素的价态最高是+5价，在氨气（NH3）中氮元素具有最低价态-3价，但通常情况下，有硝酸参加的氧化还原反应中，氮元素的化合价总是由+5价降为+4价的二氧化氮（NO2），再进一步发生反应得到一氧化氮（NO）再往下到0价的氮气（N2）。也就是说当物质发生氧化还原反应的时候，总是从高价态，一個价态一个价态地依次下降，反之负价也是一个价态一个价态依次升高而不会出现价态交叉的情况。通过转化规律，我们可以判断氧化还原反应是否可以在相同元素的不同价态的原子之间发生。只有在同种元素不同化合价之间还存在有其他价态的该元素时才会发生氧化还原反应。例如Fe3+、Fe2+之间就不会发生氧化还原反应。

五、氧化还原反应的守恒规律

在氧化还原反应中存在很多守恒规律：氧化剂在该反应中获得电子总数等于还原剂在该反应中失去电子的总数即得失电子守恒;氧化还原反应前后各类元素的种类不变，各种元素的原子数目不变，即质量守恒;在有离子参加的氧化还原反应中，反应前后离子所带的电荷总量相等，即电荷守恒。这些守恒规律不仅是配平氧化还原反应方程式的依据，也是计算有关氧化还原反应的重要方法。通常我们可以通过以下恒等式来计算相关氧化还原反应的问题：n（氧化剂）×变价原子个数×化合价变化值（高价-低价）=n（还原性）×变价原子个数×化合价变化值（高价-低价）[4]。

结语

在我们高中阶段，凡是有关化合价升降的反应都和氧化还原反应息息相关，熟练掌握氧化还原反应的各种规律对于理解相关知识点和提高做题速度、准确度有很大的帮助。

参考文献

[1]徐倩倩，郑卫新，郑辉.基于高中化学中氧化还原反应的微课程制作[J].教育教学论坛.2015（42）.

[2]吴静纯，衷明华.浅谈氧化还原反应的规律[J].江西化工.2015（02）.

[3]苏洁庆.高中化学氧化还原概念的教学探究[J].理科考试研究（高中版）2014（01）.

[4]周素珍.浅析电子守恒原理在氧化还原反应中的应用[J].现代阅读（教育版）2013（10）.