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高一~高中二年级 (15-17岁)

高中化学 氧化还原反应

铁生锈、木头燃烧、电池输出电流，都是电子从一种物质转移到另一种物质的氧化还原反应。 失去电子叫氧化，得到电子叫还原；一方失去的电子必定被另一方得到，所以两者总是同时发生。 看不见电子去了哪里时，就用化合价（氧化数）来记账：化合价升高是氧化，降低是还原。 上图可以跟踪锌把 2 个电子交给铜离子的过程，下图可以跟踪三个反应中化合价的变化。

氧化还原就是电子的转移

50%
💡 从图中读出什么
①反应前有锌原子 Zn 和铜离子 Cu²⁺，Zn 的化合价是 0，Cu²⁺ 是 +2
②推进反应，Zn 交出 2 个电子变成 Zn²⁺，失去电子，是氧化
③这 2 个电子被 Cu²⁺ 得到，变成铜原子 Cu，得到电子，是还原
④Zn 失去的电子数等于 Cu²⁺ 得到的电子数，所以氧化和还原不能单独发生
⑤把锌片放进硫酸铜溶液，锌片表面真的会析出红色的铜，溶液的蓝色也会变浅

用化合价来判断

2Mg + O₂
化合价规则
单质 = 0，化合物中 H = +1，O = −2，单原子离子 = 离子电荷
化合物中所有原子的化合价之和为 0，多原子离子中等于离子电荷
🔍 检查三个反应
①2Mg + O₂ → 2MgO：Mg 从 0 → +2，被氧化；O 从 0 → −2，被还原。2 个 Mg 原子失去的 4 个电子由 2 个 O 原子得到
②Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂：Fe 从 +3 → 0，被还原；C 从 +2 → +4，被氧化。转移的电子是 6 个
③2Na + Cl₂ → 2NaCl：Na 从 0 → +1，被氧化；Cl 从 0 → −1，被还原。转移的电子是 2 个
④在任何反应中，失去的电子数都等于得到的电子数

氧化剂与还原剂

氧化剂
使对方氧化、自身被还原的物质
从对方夺取电子（自身化合价降低）
还原剂
使对方还原、自身被氧化的物质
把电子给对方（自身化合价升高）
💡 怎样不混淆
①氧化剂是使别的物质氧化的物质，所以自己被还原
②还原剂是使别的物质还原的物质，所以自己被氧化
③名称说的是它对对方做了什么，自身的变化正好相反，这是考试常设的陷阱
④在 Zn + Cu²⁺ 中，Zn 给出电子，是还原剂（自身被氧化）；Cu²⁺ 夺取电子，是氧化剂（自身被还原）

动手算一算

例题 1
求硫酸（H₂SO₄）中硫（S）的化合价。
1
代入 H = +1、O = −2，并令化合物中化合价之和为 0。
2 × (+1) + S + 4 × (−2) = 0
2
解出 S。
S = +6
▸ S = +6
2 个 H 和 4 个 O 的化合价之和是 +2 − 8 = −6，要使总和为 0，S 必须是 +6。
例题 2
在 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu 中，哪种元素被氧化，哪种被还原？
1
写出反应前后各元素的化合价。
Zn: 0 → +2, Cu: +2 → 0
2
化合价升高的是氧化（失去电子），降低的是还原（得到电子）。
Zn 被氧化（失去 2 个电子），Cu²⁺ 被还原（得到 2 个电子）
▸ Zn 被氧化 / Cu²⁺ 被还原
这正是上图中的反应：Zn 失去的 2 个电子全部被 Cu²⁺ 得到。

总结

看氧化还原的三个角度
①电子：氧化 = 失去，还原 = 得到 ②化合价：氧化 = 升高，还原 = 降低 ③氧：氧化 = 得氧，还原 = 失氧
三个角度是用不同的刻度读同一个反应，结论完全一致
2021 评价院模考化学Ⅰ类题改编
下列物质中，氮（N）的化合价为 +5 的是哪一种？
①NH₃
②N₂
③NO
④NO₂
⑤HNO₃
▸ ⑤ HNO₃
1
化合物中化合价之和为 0，逐个求出各选项中 N 的化合价。
2
N 在 NH₃ 中为 −3，在 N₂ 中为 0，在 NO 中为 +2，在 NO₂ 中为 +4；在 HNO₃ 中 H = +1，3 个 O = −6，所以 N 为 +5。
(+1) + N + 3 × (−2) = 0 → N = +5
🎯 考试重点
①求化合价：代入 H = +1、O = −2，化合物使总和为 0，离子使总和等于电荷
②氧化剂、还原剂的名称与自身的变化相反
③失去的电子数 = 得到的电子数
④铁生锈是铁被氧化的反应；光合作用中二氧化碳被还原成葡萄糖
⑤常考根据化合价变化判断被氧化的物质、被还原的物质、氧化剂和还原剂
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