《初三化学》中的“氧化还原反应”知识是中考大纲中重要考点知识,在初中阶段只要求对“氧化还原反应”作大概了解,掌握一些基本的概念。虽然不要求考生对“氧化还原反应”作深入的了解,但是也必须掌握什么是氧化剂,什么是还原剂;什么是氧化产物,什么是还原产物等重要知识。高中阶段还会继续深入地学习氧化还原反应。其实氧化还原反应不是很难,只要掌握“得、低、氧、还;失、高、还、氧”八字精髓,就能够很好地掌握氧化还原反应的相关知识。下面就对如何解答氧化还原反应进行详细阐述。

1、“得”-是指元素原子得到电子,变成稳定结构

“得”就是指元素原子得到电子。根据元素的化学性质,元素可以分为三类:金属元素、非金属元素和稀有气体元素。元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定,即价电子数。

氧化还原反应总是理解不清(氧化还原反应关键在于掌握)(1)

钠元素原子的核外电子排布示意图

①稀有气体元素:“稀有气体”又名“惰性气体”,就是化学性质不活泼,很稳定的意思。因为稀有气体元素原子的最外层上的电子数都已经达到饱和状态(8个电子,除氦元素原子最外层为2个电子),很难再得失电子。

②金属元素:金属元素的原子最外层电子数一般都要<4个。在一定的条件下,金属元素与其它元素之间发生化学反应时,会发生电子的转移现象,通过电子得失以达到8个电子稳定结构。对于金属元素而言,原子最外层电子数<4;比较容易失去最外层上的电子,这样次外层就变成了最外层,从而满足了8个电子稳定结构。

③非金属元素:非金属元素的原子最外层电子数一般都要≧4个,在发生化学反应;容易得到电子,让最外层上电子数达到8个电子稳定结构。比如氧元素的原子最外层上有6个电子,没有达到稳定结构。在化学反应过程中容易从其它元素原子的最外层上夺取电子过来,让“自己”达到最外层8个电子的稳定结构。

氧化还原反应总是理解不清(氧化还原反应关键在于掌握)(2)

氧元素原子的核外电子排布示意图

通过对各种元素原子的最外层电子数分析可知在化学反应中,非金属元素的原子一般容易得到电子。

2、“低”-是指元素原子得到电子,元素的化合价降低。

在化学反应中,非金属元素的原子一般容易得到电子,最外层上的电子数将发生改变,原子核内质子数和其它层上的电子数都不会改变。对于原子而言,元素的核电荷数=质子数=核外电子数,所以整个原子不显电性。如果原子得到电子,则负电荷数相应增多,元素此刻会表现出负价。元素原子得到几个电子,元素化合价就显负几价。

3、“氧”-是氧化剂的意思。

氧化剂是针对反应物而言,是指反应物中某元素的原子得到电子,则该物质就是氧化剂。氧化剂中的元素在化学反应中得到电子,化合价降低。一般非金属的原子容易得到电子,则含有该元素的物质在该反应中通常为氧化剂。氧化剂是针对某一个反应而言,也就是说某物质中的元素在该反应中可能得到电子,是氧化剂;在另一个化学反应中可能会失去电子,就不再作氧化剂。所以氧化剂是相对的,只有在具体的反应中才有意义,一般非金属单质在化学反应中充当还原剂。

4、“还”-是还原产物的意思。

还原产物是针对生成物而言,也就是说如果要指出某一氧化还原反应的还原产物,一定是指生成物。如何判断产物是否为还原产物呢?一般可以根据“得-低-氧-还”来判断,意思就是:得到电子的原子元素化合价降低,是氧化剂,被还原为还原产物。下面就以炭与氧化锌在高温下发生氧化还原反应为例来分析“得-低-氧-还”。

氧化还原反应总是理解不清(氧化还原反应关键在于掌握)(3)

氧化还原反应

上述反应就是典型的氧化还原反应,在这个反应中,反应物氧化锌ZnO中的锌元素的化合价为“ 2”,在反应过程中得到电子,一个锌原子得到2个电子,从而由 2价的化合态的锌变成了0价的单质锌。即ZnO中的Zn得到电子-化合价降低(由 2价变成0价)-是氧化剂ZnO-被还原-生成还原产物Zn

5、“失”-是指元素原子失去电子,变成稳定结构

“失”就是指在氧化还原反应中,元素原子失去电子。前面分析到,金属元素的原子经常会通过失去最外层上的电子,让其核外“最外层”电子变成8个电子稳定结构。比如金属钠“Na”,原子核最外层上的电子数为1个,很难通过获取其它元素原子核外电子使自身达到稳定的“8电子”结构;所以金属钠在化学反应中,只能失去原子最外层上的1个电子,让次外层变成最外层,从而满足8电子稳定结构。

6、“高”-是指元素原子失去电子,元素的化合价升高。

在化学反应中,金属元素的原子最外层上的电子很容易被其它元素原子“夺走”,核外电子数随之减少,原子由电中性变成显电正性。元素原子失去几个电子,元素化合价相应地升高几价。比如钙,在反应化学反应的时候,钙元素原子最外层上的2个电子就容易被其它元素原子“夺走”,则钙元素的化合价由原来的0价变成了“ 2价”。

7、“还”-是还原剂的意思。

还原剂是指反应物,在反应时氧化剂物质中某元素的原子失去电子。还原剂在化学反应中失去电子,“原子”显电正性,化合价升高;一般金属的原子容易失去电子,使其最外层上的电子数达到饱和状态,形成稳定结构的离子,故金属单质在化学反应中经常充当还原剂。还原剂是指某一具体反应中的反应物,有的物质在某一反应中作还原剂,有可能与其它物质反应时作氧化剂。所以说还原剂是相对的,只有具体的反应中才有意义。

8、“氧”-是还氧化产物的意思。

氧化产物是针对生成物而言,某一反应中的生成物是氧化产物,还是还原产物。一般可以根据“失-高-还-氧”来判断,意思就是:失去电子的原子元素化合价升高,是还原剂,被氧化为氧化产物。下面就以一氧化碳与氧化铁在高温下发生氧化还原反应为例来分析“失-高-还-氧”。

氧化还原反应总是理解不清(氧化还原反应关键在于掌握)(4)

工业上冶炼钢铁的反应

上述反应工业冶炼钢铁的反应,属于氧化还原反应,在这个反应中,反应物一氧化碳CO中的碳元素的化合价为“ 2”,在反应过程中失去电子。一个CO分子中的碳原子会失去2个电子,从而由 2价升高为 4价。即CO中的C失去电子-化合价升高(由 2价变成 4价)-是还原剂-被氧化-生成氧化产物二氧化碳

对于初学者来说,氧化还原反应是有一定的难度,只要掌握“得、低、氧、还;失、高、还、氧”八个字,把八个字理解透彻,就可以做到在中考化学试卷中关于“氧化还原反应”的题目不失分。

氧化还原反应总是理解不清(氧化还原反应关键在于掌握)(5)

氧化还原反应“8字”详细解析图

“得、低、氧、还”:得到电子-化合价降低-氧化剂-被还原-还原产物。

“失、高、还、氧”:失去电子-化合价升高-还原剂-被氧化-氧化产物。

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