氧化还原反应复习课课件

氧化还原反应复习课欢迎参加氧化还原反应复习课！在化学反应的世界中，氧化还原反应占据着极其重要的地位它们不仅存在于实验室中，还广泛存在于我们的日常生活和自然界中，从生锈的铁钉到呼吸过程，从电池工作到工业生产，都涉及氧化还原反应的原理本课程将系统地回顾氧化还原反应的基本概念、判断方法、反应规律以及实际应用，帮助大家建立完整的知识体系，提高解决相关问题的能力让我们一起深入探索这个既熟悉又神奇的化学世界！课程目标掌握基本概念学会判断方法12通过本课程，你将清晰理解氧你将学习三种判断氧化还原反化还原反应的定义、氧化剂与应的方法，能够准确区分氧化还原剂的概念以及氧化数规则还原反应与非氧化还原反应，这些基本概念是理解更复杂并能在反应中识别氧化剂和还反应的基础，也是解决化学计原剂，确定元素的氧化状态变算题的关键化掌握应用原理3你将了解氧化还原反应在工业生产、日常生活、环境保护和生物过程中的广泛应用，能够解释相关现象并解决实际问题，将理论知识应用于实践氧化还原反应的定义本质定义反应特点历史演变氧化还原反应是电子转移的过程，在氧化和还原总是同时发生的，不可能氧化还原反应概念最初仅指物质与氧这类反应中，电子从一种物质（还原单独存在当一个物质被氧化（失去气的反应，后来扩展到涉及非金属元剂）转移到另一种物质（氧化剂）电子）时，必然有另一个物质被还原素的反应，现代定义则聚焦于电子转这种电子转移导致参与反应物质的化（得到电子），这两个过程互为因果移，使这一概念更为广泛和精确学性质发生变化，密不可分氧化的概念得氧视角失电子视角从传统的角度看，物质与氧结合的过程被称为氧化例如，铁在现代化学定义氧化为失去电子的过程例如，在反应⁻Fe-e=空气中形成氧化铁（铁锈）₂₂₃，这是铁⁺中，铁原子失去电子变成铁离子，这是一个典型的氧化过4Fe+3O=2Fe O Fe²元素得到氧的过程程这一视角直观但局限性较大，不能解释所有氧化现象，特别是不这一定义更为广泛，能够解释各种类型的氧化还原反应，包括不涉及氧元素的反应含氧的反应，如金属与酸的反应还原的概念失氧过程从传统角度看，物质失去氧的过程被称为还原例如，氧化铜与碳反应生成铜，这是铜元素失去氧的过程这种定义形CuO+C=Cu+CO象直观，但适用范围有限得电子过程现代化学将还原定义为得到电子的过程如在反应⁺⁻Cu²+2e=中，铜离子得到电子变成铜原子，这是一个典型的还原过程这Cu一定义更加准确和全面互为对应氧化和还原总是成对出现，不可分割当一种物质被氧化时，必然有另一种物质被还原例如在铁与硫酸铜溶液的反应中，铁被氧化，而铜离子被还原氧化数的概念定义与本质氧化数是假设化合物中的电子完全转移给电负性更大的原子后，原子获得的形式电荷它是一个假想的概念，用来跟踪元素在化学反应中的电子转移情况意义与作用氧化数是判断氧化还原反应的重要工具元素氧化数的增加表示该元素被氧化，减少则表示被还原通过比较反应前后元素的氧化数变化，可以判断反应是否为氧化还原反应与真实电荷区别氧化数是一个计算值，不一定等于原子的实际电荷例如，在共价化合物中，电子是共享的，而不是完全转移的，但为了计算方便，我们假设电子完全转移给电负性较大的原子氧化数规则

（一）单质的氧化数氧元素的氧化数氢元素的氧化数任何单质（如₂在大多数化合物中，氧在大多数化合物中，氢H,₂等）中元的氧化数为，如的氧化数为，如O,Fe,Cu-2+1素的氧化数均为零这₂₂但在过₂但在氢化H O,CO HCl,H O是因为单质中的原子彼氧化物（如₂₂）物（如₂）H O NaH,CaH此相同，电负性相同，中为，在超氧化物中中，氢与电负性较强的-1电子平均分配，没有转为，在₂中为金属结合，其氧化数为-1/2OF-移，在₂⁻中为+2O²-11氧化数规则

（二）金属元素的氧化数1金属元素在化合物中的氧化数通常为正值族金属（如IA Na,K）在化合物中的氧化数为；族金属（如）在化合物+1IIA Mg,Ca卤素元素的氧化数中的氧化数为；铝的氧化数通常为2+2+3卤素（）在化合物中的氧化数通常为，如F,Cl,Br,I-1NaCl,KBr但当卤素与氧或更强的卤素结合时，其氧化数可能为正值，如过渡元素的氧化数3⁻中的氧化数为ClO Cl+1过渡元素通常具有多种氧化态例如，铁可能有和两种常见+2+3的氧化数，铜可能有和两种常见的氧化数，锰的氧化数则可+1+2能从到不等+2+7氧化数规则

（三）离子规则中性分子规则离子中所有原子的氧化数之和等于该离1中性分子中所有原子的氧化数之和为零子的电荷例如在₄⁻中，的氧化SO²S例如在₂中，2H O2+1+-2=0数+4-2=-2复杂化合物规则电负性规则4在复杂的化合物中，先确定已知元素的在两种元素形成的化合物中，电负性较3氧化数，然后根据总电荷为零或等于离大的元素被赋予负的氧化数，电负性较子电荷的原则计算未知元素的氧化数小的元素被赋予正的氧化数氧化数计算练习化合物元素氧化数计算过程₂₄硫H SOS+62+1++x+4-2，=0x=+6₄锰KMnO Mn+7+1++x+4-2=，0x=+7₂₄₃铁Fe SOFe+32+x+3[+6+4-，2]=0x=+3₂₂₇铬Na Cr O Cr+62+1+2+x+7-，2=0x=+6₄⁺氮，NH N-3+x+4+1=+1x=-3在计算元素的氧化数时，我们需要应用前面学习的氧化数规则，并利用化合物中所有元素氧化数之和等于化合物电荷的原则通过解方程的方式，我们可以求出未知元素的氧化数练习这些计算有助于我们更好地理解氧化数的概念，为后续判断氧化还原反应和配平氧化还原反应方程式打下基础请同学们独立完成上述例题的验算，以巩固所学知识判断氧化还原反应的方法氧化数法1最广泛适用的方法得失电子法2适用于较简单的反应得失氧法3适用于有氧参与的反应判断一个反应是否为氧化还原反应，本质上是判断反应过程中是否有电子转移发生我们可以通过三种主要方法来判断得失氧法、得失电子法和氧化数变化法这三种方法各有适用范围，其中氧化数变化法应用最为广泛，可以适用于各类化学反应得失电子法适合于简单的离子反应，而得失氧法仅适用于含氧元素参与的反应掌握这三种方法，可以让我们准确判断任何反应类型方法一看元素得失氧原理说明这是最早对氧化还原反应的定义方式，基于物质与氧的结合或分离如果一个元素与氧结合，则该元素被氧化；如果一个元素失去氧，则该元素被还原应用范围这种方法仅适用于明显涉及氧元素转移的反应，如燃烧反应、部分分解反应等对于不涉及氧的反应，如金属置换反应，此方法无法应用典型案例例如在反应₂中，镁与氧结合形成氧化镁，2Mg+O=2MgO镁被氧化；在反应₂中，氧化汞失去氧形成2HgO=2Hg+O汞，汞被还原这些反应通过观察元素得失氧即可判断方法二看元素得失电子电子转移视角1从现代化学角度，氧化还原反应的本质是电子的转移失电子氧化=2失去电子的元素被氧化，氧化数增大得电子还原=3获得电子的元素被还原，氧化数减小得失电子法是判断氧化还原反应的一种直接方法在反应过程中，如果有元素失去电子，则该元素被氧化；如果有元素得到电子，则该元素被还原例如，在锌和硫酸铜溶液反应中⁺⁺，锌原子失去两个电子变成锌离子（⁻⁺），被氧化；铜离子得Zn+Cu²=Zn²+Cu Zn-2e=Zn²到两个电子变成铜原子（⁺⁻），被还原从电子转移的角度，我们可以清晰地判断这是一个氧化还原反应Cu²+2e=Cu方法三看元素氧化数变化+1-1氧化数增加氧化数减少元素被氧化元素被还原0氧化数不变元素未参与氧化还原氧化数变化法是判断氧化还原反应最普遍和最可靠的方法我们通过计算反应前后元素的氧化数，观察其变化来判断如果反应中有元素的氧化数发生变化，则该反应是氧化还原反应具体判断时，先计算各元素在反应前后的氧化数，然后比较变化氧化数增加的元素被氧化，氧化数减少的元素被还原如果所有元素的氧化数都没有变化，则该反应不是氧化还原反应这种方法适用于各种类型的化学反应，包括有机反应和复杂的无机反应判断练习

（一）反应方程式判断方法结论₃₂氧化数变化法氧化还原反应，的氧化数2KClO=2KCl+3O Cl从变为，被还原+5-1₂₂₂₂氧化数变化法氧化还原反应，部分的氧2H O=2H O+O O化数从变为，被氧化；部-10分的氧化数从变为，被O-1-2还原₃₂氧化数变化法非氧化还原反应，所有元素CaCO=CaO+CO的氧化数未发生变化₂₂得失电子法氧化还原反应，失去电子Zn+2HCl=ZnCl+H Zn被氧化，⁺得到电子被还H原在上述例题中，我们应用了氧化数变化法和得失电子法来判断反应类型通过分析反应前后各元素的氧化数变化或电子转移情况，我们可以确定反应是否为氧化还原反应值得注意的是，在第二个反应中，过氧化氢分解时，氧元素同时表现出氧化性和还原性，这种现象称为歧化反应，是一类特殊的氧化还原反应这种反应中，同一种元素的一部分被氧化，另一部分被还原判断练习

（二）反应反应1NaOH+HCl=NaCl+2Fe+CuSO₄=FeSO₄+H₂O Cu所有元素的氧化数在反应前后都没的氧化数从变为，被氧化；Fe0+2有变化始终为，始终为的氧化数从变为，被还原Na+1H Cu+20，始终为，始终为因因此，这是一个氧化还原反应，+1O-2Cl-1此，这是一个非氧化还原反应，属属于金属置换反应于酸碱中和反应反应32KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂+8H₂O的氧化数从变为，被还原；的氧化数从变为，被氧化因此，Mn+7+2C+3+4这是一个氧化还原反应，属于高锰酸钾氧化反应通过这些练习，我们可以看到氧化数变化法在判断各类反应中的广泛适用性无论是简单的置换反应还是复杂的多元素反应，通过计算氧化数的变化，我们都能准确判断反应的类型，并识别出发生氧化和还原的元素氧化剂的定义氧化剂是在氧化还原反应中使其他物质被氧化，而自身被还原的物质它接受电子，其中的元素氧化数降低常见的氧化剂包括氧气₂、卤素₂₂、浓硝酸₃、高锰酸钾₄、重铬酸钾₂₂₇、过氧化氢₂₂等OF,ClHNOKMnOK CrOH O氧化剂的强弱取决于其获取电子的能力氧化性越强，越容易接受电子，在反应中表现出的氧化能力就越强在标准条件下，氧化性从强到弱的顺序大致为₂₃₂₂₂₂对于含过渡元素的氧化剂，其氧化性通常与中心元素的氧化数有关，FOClOBrI氧化数越高，氧化性越强还原剂的定义氢气碳活泼金属H₂C氢气是一种常见的还原碳是一种历史悠久的还钠、镁、铝Na Mg剂，在工业上广泛用于原剂，在冶金工业中用等活泼金属都是很Al氧化物的还原例如，作还原剂已有数千年的强的还原剂它们容易在金属冶炼中常用氢气历史炼铁高炉中使用失去电子形成正离子还原金属氧化物氢气的焦炭主要成分就是碳在热还原法中，钠和镁还用于催化加氢反应，，用于还原铁矿石中的常用于还原难还原的金如油脂硬化过程氧化铁属氧化物还原剂是在氧化还原反应中使其他物质被还原，而自身被氧化的物质它失去电子，其中的元素氧化数升高还原剂的强弱取决于其失去电子的能力，即还原性还原性越强，越容易失去电子，在反应中表现出的还原能力就越强常见的氧化剂上图展示了常见氧化剂的相对氧化能力，这些值仅用于比较，并非精确的科学测量氟气是自然界中氧化性最强的物质，几乎能与所有元素反应臭氧和过氧化氢也是强氧化剂，常用于消毒和漂白不同的氧化剂在化学实验、工业生产和日常生活中有广泛应用选择合适的氧化剂取决于具体反应需求、经济因素以及环境考虑了解这些氧化剂的性质和应用场景，对于化学反应的设计和控制至关重要常见的还原剂活泼金属碳及其化合物钾、钠、钙、镁、铝、锌、铁等活泼金属都是碳、一氧化碳、甲烷₄等碳及其化合物是重要的还原剂在冶K NaCa MgAl ZnFe CCO CH良好的还原剂它们容易失去电子形成正离子，还原性随着金属活动性的增金工业中，焦炭和一氧化碳是炼铁过程中的主要还原剂有机物中的醇类C加而增强在冶金工业中，常用镁和铝还原难还原的金属氧化物如甲醇、乙醇也可作为还原剂非金属单质特殊还原剂氢气₂是一种常用的还原剂，在催化条件下用于氢化反应硫化氢氢化物如₄硼氢化钠和₄铝氢化锂是有机合成中的强力还原HNaBHLiAlH₂在分析化学中用作沉淀剂和还原剂硫和磷在某些情况下也可剂水合肼₂₄₂在火箭燃料和分析化学中用作还原剂还原糖在H SS PN H·H O作为还原剂费林试剂测试中表现出还原性氧化还原反应方程式置换反应还原反应热化学反应₄₄₂₂₂₂Zn+CuSO=ZnSO+Cu H+CuO=Cu+H OFe+CuCl=FeCl+Cu这是一个典型的金属置换反应，锌置换出氢气还原氧化铜生成铜和水，氢的氧化数铁粉与无水氯化铜反应，铁失去电子被氧硫酸铜溶液中的铜锌失去个电子被氧从变为，被氧化；铜的氧化数从变化，铜离子得到电子被还原，反应放出大20+1+2化，铜离子得到个电子被还原为，被还原量热，可能伴随火花20氧化还原反应方程式表达了电子从还原剂转移到氧化剂的化学过程在配平这类方程式时，我们需要确保原子数平衡和电荷平衡上面列举的是几个常见的氧化还原反应实例，展示了不同类型的氧化还原过程离子反应与氧化还原反应概念区分离子方程式实际应用离子反应是以离子形式参与的反应，重在水溶液中的氧化还原反应通常用离子在分析化学中，许多定性和定量分析方点关注离子间的作用；而氧化还原反应方程式表示，只写出参与反应的离子，法都基于氧化还原离子反应例如，高则聚焦于电子的转移过程一个反应可省略未参与反应的旁观离子这样可以锰酸钾滴定法、碘量法等这些方法利以同时是离子反应和氧化还原反应，也更清晰地展示反应本质用氧化还原反应中的颜色变化或电位变可以只是其中一种化来确定终点例如，铁与硫酸铜反应的离子方程式是例如，⁺⁺既是离⁺⁺这比完整了解氧化还原反应的离子本质，有助于Fe+Cu²=Fe²+Cu Fe+Cu²=Fe²+Cu子反应（铜离子参与），也是氧化还原的分子方程式₄₄我们设计实验方案、预测反应结果和解Fe+CuSO=FeSO+反应（涉及电子转移）；而更能突出电子转移过程释化学现象NaOH+HCl Cu₂是离子反应但不是氧化=NaCl+H O还原反应氧化还原反应配平

（一）酸性溶液中步骤一确定被氧化和被还原的元素通过比较反应前后各元素的氧化数变化，确定哪些元素被氧化，哪些元素被还原例如在₄⁻⁺→⁺⁺反应中，从变为被还原，从变为被氧MnO+Fe²Mn²+Fe³Mn+7+2Fe+2+3化步骤二写出半反应方程式分别写出氧化半反应和还原半反应氧化半反应⁺→⁺⁻；还原半反应Fe²Fe³+e₄⁻⁺⁻→⁺₂在酸性条件下，加入⁺来平衡氧原子MnO+8H+5e Mn²+4H O H，形成₂H O步骤三配平电子数调整系数使两个半反应中转移的电子数相等氧化半反应⁺→⁺⁻5Fe²Fe³+e；还原半反应₄⁻⁺⁻→⁺₂两半反应都涉及个MnO+8H+5e Mn²+4H O5电子步骤四合并半反应将两个半反应相加得到总反应₄⁻⁺⁺→⁺₂MnO+8H+5Fe²Mn²+4H O⁺检查原子数和电荷是否平衡，确保方程式正确+5Fe³氧化还原反应配平

（二）碱性溶液中步骤一确定被氧化和被还原的元素与酸性溶液中的方法相同，首先确定氧化数变化的元素例如在₄⁻⁻→MnO+I₂₃⁻反应中，从变为被还原，从变为被氧化MnO+IO Mn+7+4I-1+5步骤二写出半反应方程式氧化半反应⁻→₃⁻；还原半反应₄⁻→₂注意此阶段还不需I IOMnO MnO要配平原子步骤三配平和OH在碱性条件下，用₂配平原子，用⁻配平原子氧化半反应⁻⁻H OO OH H I+6OH→₃⁻₂⁻；还原半反应₄⁻₂⁻→₂IO+3H O+6e MnO+2H O+3e MnO+⁻4OH步骤四配平电子数并合并调整系数使电子数相等₄⁻₂⁻→₂⁻和⁻2MnO+2H O+3e MnO+4OHI+⁻→₃⁻₂⁻合并得到₄⁻⁻₂→6OH IO+3H O+6e2MnO+I+2H O₂₃⁻⁻2MnO+IO+2OH氧化还原反应配平练习未配平方程式配平方程式解析₄₄→，每个KMnO+KI+2KMnO+10KI+Mn:+7+2Mn₂₄→₄₂₄→得⁻；→，每H SOMnSO+8H SO5e I:-10₂₂₄₂₄₂个失⁻I+K SO+H O2MnSO+5I+I

0.5e₂₄₂6K SO+8H O₂₂₇₄₂₂₇→，每个得K CrO+FeSO K CrO+Cr:+6+3Cr₂₄→₄₂₄⁻；→，每+H SO6FeSO+7H SO3e Fe:+2+3₂₄₃→₂₄₃个失⁻Cr SO+Cr SO+Fe1e₂₄₃₂₄₃Fe SO+3Fe SO+₂₄₂₂₄₂K SO+H OK SO+7H O配平氧化还原反应方程式是化学计算中的重要技能通过半反应法，我们可以系统地处理各种复杂的氧化还原反应在实际操作中，需要注意以下几点首先，准确判断元素的氧化数变化，确定发生氧化和还原的物质；其次，根据反应条件（酸性或碱性）正确配平氧和氢原子；最后，调整系数使转移的电子数相等，并检查最终方程式的原子数和电荷平衡熟练掌握这些步骤，将有助于解决各种氧化还原反应问题氧化性和还原性的比较电负性元素周期性元素的电负性越大，其化合物中该元素表现在主族元素中，金属元素表现出还原性，非出的氧化性越强，还原性越弱电负性在周金属元素表现出氧化性随着原子序数的增期表中从左到右增大，从下到上增大加，同主族中金属的还原性增强，非金属的12氧化性减弱两性元素氧化数与性质某些元素如碳、硫等在不同反应中可表现出43同一元素的不同化合物中，该元素的氧化数氧化性或还原性例如在₂中的碳表现CO越高，其氧化性越强，还原性越弱；氧化数出氧化性，而在₄中的碳表现出还原性CH越低，其氧化性越弱，还原性越强影响氧化还原反应的因素温度因素浓度因素12根据勒夏特列原理，温度升高有利于吸热的氧化还原反应，温度降反应物浓度增加会提高反应速率，并可能影响反应方向例如，浓低有利于放热的氧化还原反应温度上升还能增加分子运动速度，硫酸与铜反应生成二氧化硫，而稀硫酸则不能与铜反应浓度变化加快反应进行例如，高温下碳还原氧化铜的反应速率显著提高还可能导致反应产物不同，如浓硝酸与铜反应生成₂，而稀硝酸NO则生成NO催化剂与抑制剂介质条件34催化剂能降低反应活化能，加快反应速率，但不改变反应方向和平值、溶剂性质等介质条件会影响氧化还原反应例如，高锰酸钾pH衡位置抑制剂则减缓反应速率例如，二氧化锰可催化过氧化氢在酸性、中性和碱性条件下的产物不同，分别为⁺、₂和Mn²MnO分解，而微量的磷酸可抑制该反应₄⁻MnO²温度对氧化还原反应的影响温度反应速率转化率°C%温度是影响氧化还原反应的关键因素如上图所示，随着温度升高，反应速率和转化率都显著增加根据阿伦尼乌斯方程，温度每升高℃，反应速率通常增加倍102-4温度升高的效应主要表现在三个方面一是增加分子热运动速度，提高有效碰撞频率；二是提供更多能量，使更多分子越过活化能垒；三是根据勒夏特列原理，高温有利于吸热反应的进行例如，碳还原氧化铜的反应在室温下几乎不发生，而在高温下则能迅速进行但需注意，过高的温度可能导致副反应增加或催化剂失活浓度对氧化还原反应的影响反应物浓度对氧化还原反应有显著影响根据质量作用定律，反应速率与反应物浓度成正比浓度增加会提高分子碰撞频率，加快反应进行在某些情况下，浓度变化甚至会改变反应类型和产物典型的例子是铜与不同浓度的酸的反应铜不能与稀硫酸反应，但能与浓硫酸反应生成二氧化硫；与稀硝酸反应生成一氧化氮，而与浓硝酸反应则生成二氧化氮这是因为酸的浓度影响了其氧化性，从而导致不同的反应路径和产物在工业生产和实验设计中，合理控制反应物浓度是获得目标产物的关键催化剂对氧化还原反应的影响催化机理催化剂类型实际应用催化剂通过提供新的反应路径，降低反催化剂可分为均相催化剂和非均相催化在实验室中，二氧化锰常用作过氧化氢应的活化能，从而加快反应速率在氧剂均相催化剂与反应物处于同一相，分解的催化剂₂₂→₂2H O2H O+化还原反应中，催化剂往往通过形成中如溶液中的离子；非均相催化剂与反应₂↑在工业生产中，钒催化剂用于生O间配合物或促进电子转移来发挥作用物处于不同相，如固体催化剂催化气相产硫酸的接触法中₂₂→2SO+O催化剂本身在反应过程中可能经历氧化反应常见的氧化还原反应催化剂包括₃在汽车尾气处理中，铂族金属2SO态和还原态的循环变化，但在反应结束过渡金属及其化合物，如铂、钯、二氧催化剂用于催化转化有害气体，如、CO时恢复原状化锰、氧化铜等等NO氧化还原反应的应用金属的冶炼矿石预处理还原过程1包括破碎、磨细、选矿等物理过程，以及焙烧、使用还原剂如碳、氢气、金属铝等将金属从氧化磁化焙烧等化学过程2物或硫化物中还原出来成品加工精炼提纯4将纯净金属加工成各种形状和合金，满足不同应通过电解、区域熔炼等方法去除杂质，提高金属3用需求纯度金属冶炼是氧化还原反应的重要应用之一根据金属活动性的不同，冶炼方法也有所差异对于活动性较低的金属（如铜、汞、银等），其氧化物可以直接通过加热分解或用碳还原例如→₂2CuO+C2Cu+CO对于活动性中等的金属（如铁、锌等），通常采用碳或一氧化碳还原其氧化物如炼铁高炉过程₂₃→₂而对于活动性很高Fe O+3CO2Fe+3CO的金属（如铝、镁等），则需要采用电解法或热还原法例如铝的冶炼需要通过霍尔法电解₂₃熔体，镁的冶炼可通过硅热法→Al OMgO+Si Mg+₂SiO氧化还原反应的应用金属的防护表面处理1通过形成保护性氧化膜或其他化合物膜来隔离金属与环境的接触例如铝表面的阳极氧化处理，可以形成致密的₂₃保护层，大大提高耐腐蚀性Al O电化学保护2牺牲阳极保护法是利用电化学原理，将活动性更强的金属（如锌、镁）与被保护金属（如铁）连接，使活动性强的金属优先被氧化，从而保护主要金属金属涂层3通过电镀、热浸镀、喷涂等方法在金属表面形成保护层例如，镀锌铁皮既有物理屏障作用，又有电化学保护作用，是一种常用的防锈方法防锈剂处理4添加抑制剂来减缓金属的腐蚀速率这些化学物质能与金属表面形成保护膜，阻止氧化剂与金属接触，常用于临时性防护氧化还原反应的应用电池原电池一次电池二次电池燃料电池原电池是最基本的电池类型一次电池放电后无法充电，二次电池可以充放电多次，燃料电池是一种持续供应燃，通过自发的氧化还原反应如锌锰电池、碱性电池等包括铅蓄电池、镍镉电池、料的电池，如氢氧燃料电池产生电流如锌铜原电池中锌锰电池的负极反应为锂离子电池等在铅蓄电池在负极，氢气被氧化Zn+，锌作为负极被氧化（⁻₂中，放电时负极反应为₂⁻₂→→→Zn2OH ZnO+H O+Pb+2H+4OH4H O+⁺⁻），铜作为正⁻，正极反应为₂₄⁻₄⁻⁻；在正极，氧气被还原→Zn²+2e2e2MnO SO²PbSO+2e4e极被还原（⁺⁻₂⁻₂₃，正极反应为₂⁺₂₂⁻→→→Cu²+2e+H O+2e MnO PbO+4H O+2H O+4e）电子通过外电路从锌⁻这类电池结构简₄⁻⁻⁻这类电池转化效率→Cu+2OH+SO²+2e4OH极流向铜极，形成电流单，价格低廉，但使用寿命₄₂；充电时高，污染少，是未来能源的PbSO+2H O有限反应方向相反重要发展方向氧化还原反应的应用电解基本原理电解水电解是利用外加电流使非自发氧化还原反应进行的过程在电解池中，水的电解是一个典型的电解过程在酸性条件下，阳极反应₂2H O正极（阳极）发生氧化反应，负极（阴极）发生还原反应与原电池相→₂⁺⁻；阴极反应⁺⁻→₂电解水可以O+4H+4e2H+2e H反，电解过程需要输入能量，将电能转化为化学能制取高纯度的氢气和氧气，是氢能源生产的一种方法金属电解提纯工业电解应用电解法可用于提纯金属，特别是铜等在电解精炼中，粗铜作为阳极被电解在工业上有广泛应用，包括氯碱工业、铝的冶炼、电镀等例如，氧化（→⁺⁻），纯铜在阴极沉积（⁺⁻→在氯碱工业中，通过电解饱和食盐水生产氯气、氢氧化钠和氢气；在铝Cu Cu²+2e Cu²+2e Cu）杂质要么溶于电解液，要么形成阳极泥沉淀工业中，通过电解氧化铝熔体生产金属铝氧化还原反应的应用化学分析氧化还原滴定氧化还原滴定是一种利用氧化还原反应进行定量分析的方法常见的有高锰酸钾滴定法、碘量法、重铬酸钾滴定法等这些方法通过测定达到反应终点时的滴定剂用量来计算待测物质的含量电位法分析电位法分析是基于电极电位与溶液中氧化还原物质浓度的关系进行分析的方法通过测量电极电位的变化，可以确定溶液中氧化还原物质的浓度或氧化还原反应的平衡常数伏安法分析伏安法分析是通过测量电解池中电流与电位的关系进行分析的方法包括极谱法、循环伏安法等这些方法可用于检测痕量物质，广泛应用于环境监测、药物分析等领域氧化还原指示剂氧化还原指示剂是一类在不同氧化还原电位下显示不同颜色的物质它们可用于指示氧化还原滴定的终点，如二苯胺磺酸钠在重铬酸钾滴定中的应用氧化还原滴定原理特点应用氧化还原滴定是利用已知浓度的氧化剂或还与酸碱滴定相比，氧化还原滴定的速度往往氧化还原滴定广泛应用于工业分析、环境监原剂溶液（标准溶液）与待测物质反应，通较慢，有些反应需要加热或催化剂；某些滴测、食品检验等领域例如，用高锰酸钾滴过测定标准溶液的消耗量来计算待测物质含定剂本身有颜色（如₄），可作为自定法测定水中⁺含量，用碘量法测定维生KMnO Fe²量的方法滴定终点通常通过溶液颜色变化指示剂；滴定过程中溶液值可能变化，需素含量，用重铬酸钾滴定法测定有机物的化pH C、电位变化或指示剂颜色变化来判断要控制酸碱条件；部分滴定反应可能有副反学需氧量等COD应，需要特别注意在进行氧化还原滴定时，需要注意控制反应条件，选择合适的指示剂，并通过标准化确定滴定剂的准确浓度滴定结果的计算基于化学计量关系和物质的量守恒常见的氧化还原滴定方法滴定方法滴定剂特点应用高锰酸钾法₄紫色溶液，自指示剂测定⁺、₂₄⁻、₂₂等KMnO Fe²C O²H O碘量法₂或₂₂₃需用淀粉指示剂测定维生素、⁺、氧化性物质I Na S OC Cu²重铬酸钾法₂₂₇稳定性好，需外加指示剂测定⁺、有机物等K CrOFe²COD溴酸钾法₃强氧化性，需催化剂测定⁺、⁺等KBrO As³Sb³铈量法₄₂稳定性高，不受氯离子影响测定⁺、各种还原剂CeSOFe²这些氧化还原滴定方法各有特点和适用范围高锰酸钾法操作简便，滴定过程中溶液由无色变为粉红色，终点明显，但₄溶液稳定性较差，需要标定；碘量法灵敏度高，可进行间KMnO接滴定，但₂易挥发，需避光操作；重铬酸钾法稳定性好，适合作为基准物质，但对指示剂的选择较为关键I选择合适的滴定方法需考虑待测物质的性质、所需精度、可能的干扰因素以及实验条件等多种因素在实际操作中，还需注意滴定前的样品处理、适宜的滴定条件控制及结果的精确计算氧化还原反应在生活中的应用氧化还原反应在我们的日常生活中无处不在家用漂白剂如次氯酸钠（）通过氧化色素分子中的化学键，破坏其发色团，达到NaClO漂白效果食品保鲜剂如抗坏血酸（维生素）、亚硫酸盐等，通过自身被氧化来防止食品氧化变质，延长保质期C我们日常使用的各种电池，包括手机电池、遥控器电池等，都是基于氧化还原反应原理工作的燃气灶、蜡烛、打火机等燃烧过程本质上是碳氢化合物与氧气的氧化还原反应了解这些生活应用中的化学原理，有助于我们更安全、高效地使用这些产品，也能培养科学思维和问题解决能力漂白剂的原理氧化机制常见类型1漂白剂通过氧化作用破坏色素分子结构氯系漂白剂和氧系漂白剂两大类2使用注意应用方式43避免混用不同漂白剂，防止有害气体产生织物漂白、纸浆漂白、水处理消毒等漂白剂是生活中常见的应用氧化还原反应的产品漂白的本质是通过氧化作用破坏物质中的发色团（通常是共轭双键结构），使其失去原有的颜色根据活性成分的不同，漂白剂主要分为氯系漂白剂和氧系漂白剂两大类氯系漂白剂主要成分是次氯酸钠（），在水溶液中电离生成⁻，具有较强的氧化性，可快速漂白，但可能对织物造成损伤氧系漂白剂主要包NaClO ClO括过氧化氢（₂₂）、过碳酸钠（₂₃₂₂）等，它们在水中分解释放活性氧，氧化性相对较温和，对织物损伤小使用漂白剂时需注H O2Na CO·3H O意不同类型漂白剂不能混用，特别是氯系漂白剂不能与酸性清洁剂混用，否则会产生有毒的氯气保鲜剂的原理抗氧化剂防腐剂气调保鲜123如维生素（抗坏血酸）、维生素（生育如苯甲酸钠、山梨酸钾等，它们主要通过通过控制包装环境中的氧气、二氧化碳等C E酚）、、等，它们通过自身优先抑制微生物的生长繁殖来延长食品保质期气体组成，降低食品的呼吸强度和氧化速BHA BHT被氧化来保护食品中的不饱和脂肪酸、色其中一些防腐剂的作用机制也涉及氧化率减少氧气含量可以直接减少氧化反应素等成分不被氧化这些物质通常具有较还原过程，如二氧化硫可以抑制酶促褐变的发生，延缓食品的腐败变质例如，真强的还原性，能够中和自由基，阻断氧化反应，减缓食品变色空包装和充氮包装都是常用的气调保鲜方链反应法食品保鲜技术的核心是控制或延缓食品中的氧化还原反应和微生物活动通过添加适量的保鲜剂或改变包装环境，可以有效延长食品的保质期，减少浪费，确保食品安全在使用这些技术时，需要平衡保鲜效果和食品安全性，遵循相关法规标准限量使用添加剂氧化还原反应在工业中的应用化学工业冶金工业能源工业氧化还原反应在化学工业中应氧化还原反应是冶金工业的基氧化还原反应在电池、燃料电用广泛，如硝酸生产中的氨氧础，包括各种金属的冶炼和提池、电解水制氢等能源相关领化反应（₃₂→纯例如，铁的高炉冶炼、铜域有重要应用例如，氢燃料4NH+5O₂），硫酸生产中的火法冶炼、铝的电解冶炼等电池中氢气的氧化和氧气的还4NO+6H O的二氧化硫氧化反应（₂在这些过程中，通过氧化还原反应可以产生电能，为未来2SO₂→₃）这些反应原反应将金属从矿石中提取出清洁能源技术提供可能+O2SO通常需要催化剂和严格控制的来反应条件环保工业氧化还原反应在污水处理、废气净化等环保技术中扮演重要角色例如，使用强氧化剂如臭氧、氯气处理污水中的有机污染物，或使用催化还原技术处理废气中的氮氧化物金属的腐蚀与防护腐蚀机理防护方法金属腐蚀本质上是一种电化学过程，涉及电子转移的氧化还原反应以铁锈为例，铁在阳极区域失去电子被氧化→⁺⁻；同时在阴极区域，氧气防止金属腐蚀的方法包括表面涂层（油漆、塑料、金属镀层等）；阴极保护（Fe Fe²+2e得到电子被还原₂₂⁻→⁻铁离子和氢氧根离子进一连接活动性更强的金属作为牺牲阳极）；阳极保护（在某些金属表面形成保护性O+2H O+4e4OH步反应形成氢氧化亚铁，最终氧化成为铁锈氧化膜）；添加缓蚀剂；改变环境条件等123影响因素金属腐蚀速率受多种因素影响，包括环境湿度、氧气含量、酸碱度、电解质存在与否、温度等例如，酸雨加速金属腐蚀，海洋环境中的氯离子破坏金属表面保护膜，加速腐蚀不同金属的电位差也会形成原电池，加速腐蚀氧化还原反应在环境保护中的应用废水处理1通过氧化还原反应去除污染物和有害微生物废气净化2催化氧化或还原有毒气体转化为无害物质重金属治理3利用沉淀或还原反应固定重金属污染物土壤修复4通过氧化或还原技术降解有机污染物氧化还原反应在环境保护领域有广泛应用在废水处理中，常用臭氧₃、高锰酸钾₄、次氯酸等强氧化剂氧化有机污染物；在还原处理方面，可用零价OKMnOHClO铁⁰、硫化物等还原处理含铬废水Fe在废气净化中，催化氧化技术可将有机废气氧化为₂和₂；选择性催化还原技术可将氮氧化物ₓ还原为₂对于重金属污染，可通过调整其氧化态使其CO H O SCRNON形成难溶化合物或元素态，降低其毒性和迁移性在有机污染土壤修复中，高级氧化技术如芬顿反应可有效降解难处理的有机污染物这些技术的应用，展示了氧化还原反应在解决环境问题中的重要价值废水处理中的氧化还原反应氧化处理还原处理生物氧化还原氧化法主要用于处理有机污染物和某些还原法主要用于处理含重金属废水和某利用微生物的代谢活动进行废水处理是无机污染物，常用的氧化剂包括臭氧些特殊无机污染物例如，含六价铬一种经济环保的方法好氧生物处理利₃、高锰酸钾₄、双氧水⁶⁺废水可用亚硫酸盐、硫代硫酸盐用微生物在氧气存在下将有机物氧化为OKMnOCr₂₂、次氯酸等这些氧化或铁盐还原为毒性较低的三价铬⁺₂和₂；厌氧生物处理则在无氧H OHClO Cr³CO H O剂能将有机物氧化分解为₂、₂，然后通过调整值沉淀去除零价铁条件下，通过微生物的氧化还原反应将CO H O pH等简单无害物质高级氧化技术如芬顿⁰技术可用于还原处理硝酸盐、卤代有机物转化为甲烷₄等气体生物FeCH反应⁺₂₂、光催化氧化等，有机物等污染物脱氮过程包括硝化（将₄⁺氧化为Fe²/H ONH能产生羟基自由基，对难降解有机₂⁻再到₃⁻）和反硝化（将·OH NO NO物有特别好的处理效果₃⁻还原为₂）两个步骤NON氧化还原反应在生物体内的应用细胞呼吸光合作用细胞呼吸是生物体获取能量的主要途径，本质上光合作用是绿色植物、藻类和某些细菌利用光能是一系列复杂的氧化还原反应在有氧呼吸中，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程这葡萄糖₆₁₂₆被氧气₂氧化，最终一过程包含多步氧化还原反应，水分子被氧化释C H OO产生二氧化碳₂、水₂和能量放氧气，而二氧化碳被还原形成碳水化合物这COH OATP这个过程通过电子传递链完成，电子从底物传递12是地球上最重要的氧化还原过程之一，为几乎所到氧气，形成质子梯度，驱动合成有生命提供能量和氧气ATP代谢过程抗氧化防御生物体内几乎所有的代谢过程都涉及氧化还原反43生物体内的抗氧化系统是对抗自由基损伤的重要应，包括糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸氧化等防线超氧化物歧化酶、过氧化氢酶SOD这些过程中的电子传递通常由辅酶如等抗氧化酶以及维生素、维生素等非酶CAT CE⁺、₂等完成通过这NAD/NADH FAD/FADH抗氧化剂通过氧化还原反应清除自由基，保护细些氧化还原反应，生物体能够有序地分解和合成胞免受氧化损伤，延缓衰老，预防疾病各种物质，维持生命活动光合作用中的氧化还原反应光反应暗反应环境影响光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，这一阶段吸暗反应（卡尔文循环）发生在叶绿体的基质中，光合作用的效率受多种环境因素影响，包括光照收光能并将其转化为化学能和水这一阶段利用光反应产生的和将强度、₂浓度、温度、水分等这些因素通ATP NADPHATP NADPH CO分子在光系统中被氧化，释放氧气₂→₂固定并还原为碳水化合物作为还过影响光合色素的光能吸收、电子传递效率、酶II2H OCO NADPH⁺⁻₂同时，光系统接收电子并原剂，将₂中的碳从氧化态还原为碳水化活性等方面，进而影响整个光合过程的氧化还原4H+4e+O ICO+4最终将⁺还原为⁺合物中的氧化态这一系列反应最终合成葡萄反应速率了解这些影响因素有助于农业生产中NADP NADPHNADP+0⁺⁻→⁺糖等有机物优化种植条件2H+2e NADPH+H光合作用是地球上最重要的氧化还原过程之一，它不仅为植物自身提供能量和有机物，也为食物链中的其他生物提供能量来源，同时释放氧气维持大气成分平衡研究光合作用中的氧化还原反应对理解生命过程和发展人工光合技术有重要意义呼吸作用中的氧化还原反应电子传递链1最终电子受体是氧气三羧酸循环2产生还原性辅酶和₂CO糖酵解3葡萄糖部分氧化产生丙酮酸底物水平磷酸化4直接产生的过程ATP细胞呼吸是一系列复杂的氧化还原反应，通过这些反应，生物体将食物中的化学能转化为形式的能量在有氧呼吸中，葡萄糖的完全氧化可表示为ATP₆₁₂₆₂→₂₂能量C H O+6O6CO+6H O+这一过程分为三个主要阶段首先，在糖酵解过程中，葡萄糖被部分氧化为丙酮酸，同时⁺被还原为；接着，丙酮酸进入三羧酸循环，被进一步氧化为NAD NADH₂，同时产生更多的和₂；最后，这些还原性辅酶将电子传递给电子传递链，最终到达氧气，同时形成质子梯度驱动合成在这个过程中，葡萄CO NADHFADH ATP糖中的碳原子从氧化态被完全氧化到氧化态（₂），释放的能量大部分被捕获形成0+4CO ATP典型例题铁的氧化还原反应铁是一种常见的过渡金属，在化合物中主要呈现和两种氧化态，分别对应亚铁离子⁺和铁离子⁺铁的氧化还原反应是化学中的重要内容，也是工业生产和日常生活中的常见现象+2+3Fe²Fe³例题分析铁与硫酸铜溶液反应₄₄这是一个典型的金属置换反应，也是氧化还原反应在这个反应中，铁的氧化数从变为，失去两个电子被氧化；铜的氧化数从变Fe+CuSO=FeSO+Cu0+2+2为，得到两个电子被还原铁作为还原剂，硫酸铜作为氧化剂这类反应的进行取决于金属的活动性顺序，活动性强的金属能置换出活动性弱的金属0典型例题高锰酸钾的氧化还原反应酸性条件下的反应中性或弱碱性条件下的反应12在酸性条件下，高锰酸钾₄中的在中性或弱碱性条件下，高锰酸钾中的锰KMnO锰元素从价还原为价₄⁻从价还原为价₄⁻₂+7+2MnO++7+4MnO+2H O⁺⁻→⁺₂例如⁻→₂⁻例如，高锰8H+5e Mn²+4H O+3e MnO+4OH，高锰酸钾与硫酸亚铁反应₄酸钾与亚硫酸钠反应₄2KMnO2KMnO+₄₂₄→₄₂₃₂→₂↓+10FeSO+8H SO2MnSO3Na SO+H O2MnO+₂₄₃₂₄₂₂₄这个反应中会生+5Fe SO+K SO+8H O3Na SO+2KOH这个反应中，高锰酸钾的紫色逐渐消失，成棕色的二氧化锰沉淀转变为几乎无色的锰离子溶液强碱性条件下的反应3在强碱性条件下，高锰酸钾中的锰从价还原为价₄⁻⁻→₄⁻例如+7+6MnO+e MnO²，高锰酸钾与亚硫酸钠在强碱性条件下反应₄₂₃→2KMnO+Na SO+2KOH₂₄₂₄₂这个反应中，溶液从紫色变为深绿色2K MnO+Na SO+H O高锰酸钾是一种重要的氧化剂，在不同条件下有不同的还原产物和氧化能力了解这些规律对于pH实验操作和化学计算十分重要在使用高锰酸钾进行滴定分析时，需要根据反应条件选择合适的配平方程式进行计算典型例题硫的氧化还原反应元素硫的氧化反应1硫单质可以被氧化成二氧化硫₂→₂，硫的氧化数从变为；进一步氧化可S+O SO0+4生成三氧化硫₂₂→₃，硫的氧化数从变为这些反应是工业制硫酸2SO+O2SO+4+6的基础硫化氢的氧化反应2硫化氢可以被氧化为单质硫、二氧化硫等₂₂→₂（不完全燃烧）或2H S+O2S+2H O₂₂→₂₂（完全燃烧）在这些反应中，硫的氧化数分别从变2H S+3O2SO+2H O-2为或0+4亚硫酸盐的氧化还原性3亚硫酸根₃⁻中硫的氧化数为，它既可以被氧化也可以被还原例如，亚硫酸钠可SO²+4以还原高锰酸钾₂₃₄₂₄→₂₄₄5Na SO+2KMnO+3H SO5Na SO+2MnSO+₂₄₂，硫的氧化数从变为K SO+3H O+4+6硫酸根的还原反应4在强还原剂作用下，硫酸根₄⁻中的硫可以被还原例如，浓硫酸与铜反应SO²Cu+₂₄浓→₄₂↑₂，部分硫的氧化数从变为2H SOCuSO+SO+2H O+6+4典型例题氮的氧化还原反应氮元素的氧化数变化范围很广，从到，这使得氮的氧化还原反应非常丰富以下是几个典型例子-3+5例题分析铜与浓硝酸反应₃浓→₃₂₂↑₂这是一个氧化还原反应，其中铜被氧化，氧化数从变为；部分硝酸中的氮被还原，氧化数从变为浓硝酸Cu+4HNOCuNO+2NO+2H O0+2+5+4作为强氧化剂，能够氧化铜，而铜作为还原剂，将部分硝酸还原为二氧化氮（棕红色气体）相比之下，铜与稀硝酸反应生成的是一氧化氮（无色气体，遇空气变为棕红色）₃稀→3Cu+8HNO₃₂↑₂3CuNO+2NO+4H O综合练习

（一）练习写出以下反应的离子方程式，并标出氧化剂和还原剂₂₂₄₂₄₂₄₂₄→↑1:1H O+KMnO+H SOO+MnSO+K SO+₂；₂₃₂₃；₂₂₂₃₂₄₆；₂₄浓₄→→→H O2Fe O+Al AlO+Fe3I+NaS ONaS O+NaI4Cu+H SOCuSO+₂₂↑SO+H O解析₂₂₄⁻⁺₂⁺₂，氧化剂是₄⁻，还原剂是₂₂；₂₃→↑15H O+2MnO+6H5O+2Mn²+8H OMnO H O2Fe O+₂₃，氧化剂是₂₃，还原剂是；₂₂₃⁻₄₆⁻⁻，氧化剂是₂，还原剂是→→2Al AlO+2Fe Fe O Al3I+2S O²S O²+2I I₂₃⁻；₂₄浓₄₂₂，氧化剂是₂₄，还原剂是→↑SO²4Cu+2H SOCuSO+SO+2H OH SOCu综合练习

（二）反应方程式配平系数氧化剂还原剂₄₂₄→₄KMnO+KI+H SO2:10:8KMnO KI₄₂₂₄₂MnSO+I+K SO+H O₂₂₇₄₂₂₇₄K CrO+FeSO+1:6:7KCrO FeSO₂₄→₂₄₃H SOCr SO+₂₄₃₂₄₂Fe SO+K SO+H O₃₂₄→₂₃KClO+KI+H SOI+1:6:3KClO KI₂₄₂K SO+KCl+H O₄₂₂₄₄₂₂₄KMnO+H C O+2:5:3KMnO H CO₂₄→₄₂H SOMnSO+CO+₂₄₂K SO+H O练习某实验室需要配制物质的量浓度为的高锰酸钾溶液作为氧化还原滴定的标准溶液由于高锰酸钾难以获得足够纯度的固体，需要用草酸2:

0.02mol/L₂₂₄标定已知高锰酸钾与草酸在酸性条件下的反应₄₂₂₄₂₄₄₂↑₂₄₂H CO::2KMnO+5HCO+3H SO=2MnSO+10CO+K SO+8H O若取待标定的₄溶液，滴定的草酸溶液，恰好达到终点求这个₄溶液的物质的量浓度解析根据反应方程式，

5.0mL KMnO

10.0mL

0.05mol/L KMnO:₄₂₂₄，因此₄₂₂₄₂₂₄₄nKMnO:nH CO=2:5cKMnO=cH CO×VH CO×2÷5÷VKMnO=

0.05mol/L×

10.0mL×2÷5÷

5.0mL=

0.04mol/L综合练习

（三）银镜反应碘量法测定金属置换反应取新制银氨溶液，加入葡萄糖溶液，取维生素溶液，加入淀粉指示剂，用在质量分数为的硫酸铜溶液中放入足2mL1mL

25.0mL C

10.0g10%在温水浴中加热，观察到试管内壁逐渐形成一层的碘溶液滴定至蓝色并持续秒量的铁钉，反应完全后取出铁钉，得到溶液求

0.01mol/L30银镜写出反应的离子方程式并指出氧化剂和还若消耗碘溶液，计算维生素溶液的浓溶液中硫酸亚铁的质量

24.8mL C原剂度解析根据反应方程式₆₈₆₂→解析₄→₄，根据反C H O+I Fe+CuSO FeSO+Cu解析₃₂⁺₂→₆₆₆⁻⁺，应方程式，2[AgNH]+RCHO+H OC H O+2I+2H↓₃⁺，其中₂₂₄₄₄2Ag+RCOOH+4NH+2H cVit.C=cI×VI÷VVit.C=

0.01mFeSO=mCuSO×MFeSO÷MCuS₃₂⁺是氧化剂，葡萄糖是还原剂₄[AgNH]mol/L×

24.8mL÷

25.0mL=

0.00992mol/L O=

10.0g×10%×152÷160=

0.95g这些综合练习涵盖了氧化还原反应的各种应用场景，包括定性分析、定量分析和金属置换反应的计算通过这些练习，可以加深对氧化还原反应原理的理解，并提高解决实际问题的能力实验铁钉生锈的条件实验目的实验装置12探究铁生锈所需的条件，理解铁锈形成的氧化还原反应机理通过对比准备四个试管，分别标记为、、、在每个试管中放入一枚干净A BC D不同条件下铁钉的锈蚀情况，确定影响铁生锈的关键因素这个实验有的铁钉，并设置不同条件试管中加入煮沸冷却的水和一层油；试A B助于学生理解金属腐蚀的原理和防护措施管中加入煮沸冷却的水；试管中加入普通水；试管中加入普通水和C D少量氯化钠观察结果反应原理34几天后观察发现试管中的铁钉几乎没有锈蚀；试管中的铁钉有少铁生锈是一个电化学腐蚀过程在铁表面形成无数微小的原电池，阳极A B量锈蚀；试管中的铁钉明显锈蚀；试管中的铁钉锈蚀最为严重这区域铁被氧化→⁺⁻；阴极区域氧气被还原₂C DFe Fe²+2eO+表明铁生锈需要水和氧气，而电解质（如）能加速锈蚀过程₂⁻→⁻⁺和⁻形成₂，进一步被氧NaCl2H O+4e4OH Fe²OH FeOH化为₃，最终形成铁锈₂₃₂FeOH FeO·nH O实验铜的氧化还原反应铜与硝酸反应铜与浓硫酸反应向试管中加入铜片和稀硝酸，轻轻加热，观察到铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，同时有无色气体产生，遇空气变为棕红色反应方程在试管中加入铜片和浓硫酸，加热，观察到铜片逐渐溶解，溶液变式₃稀→₃₂↑₂这是为蓝色，同时有刺激性气体产生反应方程式₂₄浓3Cu+8HNO3CuNO+2NO+4H OCu+2H SO一个氧化还原反应，铜被氧化，硝酸中的氮被还原→₄₂↑₂这是铜被浓硫酸氧化的过程CuSO+SO+2HO1234氢氧化铜的形成与分解铜与氯气反应向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，观察到生成蓝色沉淀（氢氧化通入氯气的铜丝表面生成绿色固体反应方程式₂→Cu+Cl铜）加热时，蓝色沉淀变为黑色（氧化铜）反应方程式⁺₂这是铜被氯气氧化的过程，氯气被还原这个反应展示了Cu²CuCl⁻→₂↓（蓝色），₂→₂（黑卤素的氧化性+2OH CuOH CuOHCuO+HO色）这是铜离子被还原的过程实验氯气的氧化性氯气的制备在锥形瓶中加入二氧化锰和浓盐酸，轻轻加热，可观察到黄绿色的氯气产生反应方程式₂MnO+₂₂↑₂操作时需小心，避免氯气吸入，实验应在通风橱中进行4HCl=MnCl+Cl+2HO氯气漂白作用将潮湿的彩色布条或花瓣放入盛有氯气的集气瓶中，观察颜色逐渐褪去氯气与水反应生成次氯酸₂Cl₂，次氯酸分解出新生态氧，新生态氧具有强氧化性，能够+HO=HCl+HClO[O]HClO=HCl+[O]氧化色素分子，破坏其发色团氯气与金属反应将细铜丝放入装有氯气的干燥集气瓶中，可观察到铜丝发红并生成绿色固体反应方程式₂Cu+Cl=₂这表明氯气能够氧化某些金属，氯气被还原为氯离子这个反应展示了卤素的氧化性CuCl氯气与溴化钾溶液反应向溴化钾溶液中通入氯气，观察溶液颜色由无色变为棕红色反应方程式₂₂2KBr+Cl=2KCl+Br这是一个典型的氧化还原反应，氯气作为氧化剂将溴离子氧化为溴单质，而氯气自身被还原为氯离子实验高锰酸钾的氧化性高锰酸钾溶液的制备酸性条件下的还原中性条件下的还原碱性条件下的还原将适量高锰酸钾晶体溶于水，得到向稀硫酸酸化的高锰酸钾溶液中加向高锰酸钾溶液中加入亚硫酸钠溶向含氢氧化钾的高锰酸钾溶液中加紫红色溶液高锰酸钾的水溶液中入草酸溶液或硫酸亚铁溶液，观察液，观察紫红色溶液中产生棕色沉入亚硫酸钠溶液，观察紫红色溶液，锰元素的氧化数为，是一种强紫红色逐渐褪去反应方程式淀反应方程式₄变为绿色反应方程式+72KMnO+氧化剂在不同条件下，高锰酸₄₂₂₄₂₃₂₂↓₄₂₃pH2KMnO+5HCO+3Na SO+HO=2MnO+2KMnO+Na SO+2KOH=钾被还原后生成不同的产物₂₄₄₂₄在中性条件₂₄₂₄₂3H SO=2MnSO+3Na SO+2KOH2K MnO+Na SO+HO₂₄₂↑₂下，⁷⁺被还原为⁴⁺，形成在强碱性条件下，⁷⁺被还原K SO+10CO+8HOMn Mn Mn在酸性条件下，⁷⁺被还原为二氧化锰沉淀为⁶⁺，溶液呈绿色MnMn⁺，溶液变为几乎无色Mn²复习要点总结基本概念氧化还原反应是电子转移的过程氧化是失电子或得氧的过程，还原是得电子或失氧的过程氧化数是元素在化合物中假定的电荷数了解元素在周期表中的位置与其氧化还原性的关系反应判断判断氧化还原反应的方法包括看元素得失氧、看元素得失电子、看元素氧化数变化氧化还原反应中，氧化剂是使其他物质被氧化而自身被还原的物质，还原剂是使其他物质被还原而自身被氧化的物质反应配平配平氧化还原反应方程式的方法包括电子转移法（半反应法）和氧化数变化法在酸性条件下用⁺和₂平衡氧原子，在碱性条件下用⁻和₂平衡氧原子HHO OHHO实际应用氧化还原反应的应用包括金属的冶炼与防护、电池与电解、化学分析与滴定、环境保护、生物过程等了解影响氧化还原反应的因素如温度、浓度、催化剂等，对于控制反应和解决实际问题很重要课程回顾与展望知识体系实验技能氧化还原反应是一个贯穿无机化学、有机化通过铁钉生锈、铜的氧化还原反应、氯气的学、分析化学和生物化学的核心内容我们氧化性、高锰酸钾的氧化性等实验，培养了从定义、判断方法到平衡方程式，再到实际观察现象、分析反应、解释原理的能力这应用，建立了完整的知识体系这些知识是12些实验技能有助于发展科学探究精神和实验理解更复杂化学反应的基础操作能力未来展望应用能力氧化还原反应在新能源、材料科学、环境治氧化还原反应在日常生活、工业生产、环境43理等领域有广阔的应用前景随着科技发展保护和生命过程中无处不在理解这些应用，如燃料电池、光催化分解水制氢、生物电有助于我们解决实际问题，如金属防锈、电池等新技术不断涌现，对氧化还原反应的研池选择、食品保鲜等这种联系理论与实际究也将进一步深入的能力至关重要。