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《氧化还原反应》讲义一、什么是氧化还原反应在化学世界中，氧化还原反应是一类极其重要的化学反应。
简单来说，氧化还原反应是指在反应过程中，元素的氧化态（化合价）发生了变化的反应。
氧化态的变化是氧化还原反应的核心特征。
当一种物质中的元素氧化态升高，我们就说这个元素被氧化了；反之，当元素的氧化态降低，我们就说这个元素被还原了。
例如，氢气（H₂）和氧气（O₂）反应生成水（H₂O）的过程就是一个典型的氧化还原反应。
在这个反应中，氢元素的化合价从 0 价升高到＋1 价，氢被氧化；氧元素的化合价从 0 价降低到－2 价，氧被还原。
二、氧化还原反应的特征氧化还原反应有几个显著的特征。
首先，氧化还原反应一定伴随着电子的转移。
电子从被氧化的物质转移到被还原的物质。
其次，氧化还原反应中，氧化剂和还原剂同时存在。
氧化剂在反应中得到电子，化合价降低；还原剂在反应中失去电子，化合价升高。
再者，氧化还原反应前后，元素的种类和原子的个数不变，遵循质量守恒定律。
三、氧化剂和还原剂氧化剂是在氧化还原反应中能够得到电子，使其他物质氧化，自身被还原的物质。
常见的氧化剂有氧气、氯气、高锰酸钾等。
以高锰酸钾（KMnO₄）受热分解制取氧气的反应为例，高锰酸钾中的锰元素化合价从＋7 价降低到＋4 价和＋6 价，高锰酸钾是氧化剂。
还原剂则是在氧化还原反应中能够失去电子，使其他物质还原，自身被氧化的物质。
常见的还原剂有氢气、一氧化碳、金属单质等。
比如在氢气还原氧化铜（H₂＋ CuO ＝ Cu ＋ H₂O）的反应中，氢气中的氢元素化合价从 0 价升高到＋1 价，氢气是还原剂。
四、氧化还原反应的表示方法为了清晰地表示氧化还原反应中电子的转移情况，我们通常采用双线桥法和单线桥法。
双线桥法是从反应物中化合价发生变化的元素指向生成物中相应元素，在线桥上标明电子的得失和化合价的升降。
例如，对于铜与硝酸的反应：3Cu ＋ 8HNO₃(稀) ＝ 3Cu(NO₃)₂＋2NO↑ ＋ 4H₂O双线桥表示为：从 Cu 指向 Cu(NO₃)₂，线上标明“失去 6e⁻，化合价升高”；从 HNO₃指向 NO，线上标明“得到 6e⁻，化合价降低”。
第五章．氧化还原反应和电化学基础§5～1.氧化还原反应及其方程式的配平一、基本概念：1、氧化值（氧化数）和原子价（化学价）氧化数：假定把化合物中成键的电子全部归于电负性大的原子后，原子所带的形式电荷数，就叫该元素的氧化数。
它与离子带的电荷表示不一样。
Zn2+→Zn+2（与化合价表示法类似）。
表面看：氧化数与化合价差不多，但二者含义不同。
氧化数有许多人为的规定：①单质中，元素的氧化值为零。
②在单原子离子中，元素的氧化值等于该离子所带的电荷数。
③在大多数化合物中，氢的氧化值为 +1；只有在金属氢化物中氢的氧化值为 -1。
④通常，氧在化合物中的氧化值为-2；但是在过氧化物中，氧的氧化值为-1，在氟的氧化物中，如OF2和O2F2中，氧的氧化值分别为+2和+1。
⑤中性分子中，各元素原子的氧化值的代数和为零，复杂离子的电荷等于各元素氧化值的代数和。
例：；；。
氧化数与化合价具体有何区别：a.含义不同，氧化数仅表示了元素原子在化合物中的化合状态；而化合价则表示元素的化合能力（原子个数比）。
b.由于化合价表示在离子化合物中原子得失电子数，共价化合物中共用电子对数，∴它只能是整数，不能是分数；而氧化数实质上是化合物中原子所带有的形式电荷数（表观电荷数），∴它可以是整数，也可以是分数。
2、氧化还原反应在一个反应中，氧化数升高的过程称为氧化；氧化数降低的过程称为还原。
在化学反应过程中，元素的原子或离子在反应前后氧化数发生了变化的一类反应称为氧化还原反应。
在氧化还原反应中，氧化数降低的物质称氧化剂；氧化数升高的物质称还原剂。
3、氧化还原电对在氧化还原反应中，氧化剂得电子氧化数降低，就变成了氧化数低的还原剂；同样，还原剂失电子后变成了氧化数高的氧化剂，这样就构成了两个共轭的氧化还原电对。
氧化还原反应是两个共轭氧化还原电对共同作用的结果。
如： Cu2+ + Zn ( Cu + Zn2+.氧化剂1 还原剂1 还原剂2 氧化剂2显然，电对中氧化剂氧化能力越强，其共轭还原剂的还原能力越弱；还原剂还原能力越强，其共轭氧化剂的氧化能力越弱。
第五章天然水中的氧化还原反应第一节天然水的氧化还原电位一、天然水中的氧化还原反应1、天然水中变价元素的存在形态地球化学通常根据环境所存有游离氧（O2）量的多少，将环境划分为氧化环境或还原环境。
氧化环境指大气、土壤和水环境中含有一定量游离氧的区域，不含游离氧或游离氧含量极低的区域称为还原环境。
通常将含溶解氧丰富的水称为处于氧化状态的水，即其属氧化环境。
一般未受到人类活动的干扰、与外界交换良好的天然水域，均为处于氧化状态的水环境。
反之，则属还原性环境。
如果池塘采用过高放苗密度和高投饵量的养殖方法，同时又不能充分地增氧与适时地排出污物，必将使池水溶解氧含量降低到极低值，特别是处于高温季节的池塘底层水可能转化为还原性环境；此外，含丰富有机质的沼泽水、地下水以及封闭或半闭的海湾底层等水域，也常呈还原状态。
在含溶解氧丰富的氧化水环境与缺氧的还原水环境中，常见变价元素的主要存在形态列于表5-1 。
由表5-1 可知，变价元素可同时以多种价态形式存在于水环境中，但在不同的水环境中，其主要的存在价态形式不同。
如氮元素，在富含溶氧水的氧化环境中，主要以最高价（5+）的NO-3 形态存在，即其含量最高；在溶氧量极低、甚至缺氧的还原性水环境中，NH4+（NH3）的含量较高，即氮以最低价（3-）的NH3（NH4+）为主要存在形态，NO-3 含量很低，甚至可能无法检出。
天然水是一种极为复杂的氧化还原体系，其中同时存有多种处于氧化态与还原态的物质，如随雨水、河水等流入天然水域的风化壳、土壤和沉积物中的矿物质均为氧化态。
来源于火成岩风化产物的矿物质在其形成时，所含有的成分均被完全氧化，因此这些成分中的元素存在形态也多为氧化态。
水中也有一些元素主要以还原态存在，如海水中的氯、溴元素主要以低价的Cl-、Br-形态存在。
但天然水域中的多数无机物通常以氧化态形式存在。
天然水环境中的有机物主要来源于绿色植物与淋洗土壤的雨水，但在养殖池水中，情况则复杂得多，残饵与生物的粪便、尸体等代谢产物则是水中有机物的重要来源。
