氧化还原反应( 三 )


单线桥法用于表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况 。

氧化还原反应

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单线桥示例
    标出各发生氧化还原反应的元素的氧化数 。
    用一条如右图所示的线连线方程式左边的氧化剂与还原剂 , 箭头由失电子的还原剂指向得电子的氧化剂
    标出电子转移的数量 , 格式为“发生氧化还原反应的原子数×单位原子转移的电子数" 。
氧化-还原半反应式为了将氧化还原反应与电子得失相联繫起来 , 并简化研究 , 可以将氧化还原反应拆成两个半反应 。于是所有氧化还原反应便可以表述为两个半反应的加和 。例如有半反应:
氧化还原反应

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。将所有半反应根据统一规定来改写 , 便成为氧化-还原半反应式 , 其书写有以下要求:
    反应式的左边总是氧化型物质(元素的氧化数高的物质) , 右边总是还原型物质(元素的氧化数低的物质) 。反应中的得失电子数在反应式左边写出 , 用+/e-表示;
    半反应式必须配平;
    在溶液中 , 物质须写成在此溶剂中的主要存在形态 , 例如水中 , 强酸需要写成酸根的形式;
    反应式中有且仅有一种元素的氧化数可以发生改变 。
半反应式从左到右 , 是氧化剂得到电子 , 生成其共轭还原剂的过程 , 即还原反应;从右到左 , 是还原剂得到电子 , 生成其共轭氧化剂的过程 , 即氧化反应 。半反应中的氧化型物质与还原型物质互称共轭氧化剂/还原剂 , 这种反应关係则被称为氧化还原共轭关係 。通常可以使用氧化还原反应电对来表示一组共轭的氧化还原剂 , 例如MnO4-/Mn2+ , 其左边为氧化型物质 , 右边为还原型物质 。半反应式中 , 氧化数未发生改变的元素被称作非氧化还原组分 , 酸硷组分、沉澱剂、络合剂等一般都属于这一範畴 。举例燃烧燃烧是物质迅速氧化 , 产生大量光和热的过程 , 其本质是一种剧烈的氧化还原反应 。酒精测试K2Cr2O7是一种橙红色具有强氧化性的化合物 , 当它在酸性条件下被还原成三价铬时 , 颜色变为绿色 。据此 , 当交警发现汽车行驶不正常时 , 就可上前阻拦 , 并让司机对填充了吸附有K2Cr2O7的硅胶颗粒的装置吹气 。若发现硅胶变色达到一定程度 , 即可证明司机是酒后驾车 。这时酒精被氧化为醋酸:
氧化还原反应

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工业炼铁
氧化还原反应

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这个反应中 , Fe2O3中的铁由Fe(III)变为Fe(0)(氧化数降低 , 为氧化剂) , 而CO中的碳由C(II)变为C(IV)(氧化数升高 , 为还原剂) 。複分解反应大多数无机複分解反应都不是氧化还原反应 , 因为这些複分解反应中的离子互相交换 , 不存在电子的转移 , 各元素的氧化数没有变化 。例如有反应:
氧化还原反应

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各元素氧化数保持不变 。然而 , 又存在下列反应:
氧化还原反应

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这是典型的複分解反应 , 但在反应前后 , 硅的氧化数上升 , 氢的氧化数下降 , 属于氧化还原反应 。所以 , 複分解反应与氧化还原反应间并无必然联繫 。配平方法配平氧化还原反应的方法有很多种 , 其中最主要的方法都是根据电子的得失或氧化数的升降来计算的 。