3.7.3 氧化還原反應

直接先備知識模組: 簡單化學電池

簡單化學電池產生電壓的主要原因是其內部發生的化學反應能夠產生電子並形成電流。在簡單化學電池內部,一定包含一種能夠提供電子的物種和一種能夠獲得電子的物種,從而維持物質(電子)的守恆——這類化學變化就稱為氧化還原反應。在本模組,我們會介紹與氧化還原反應相關的基本概念以及辨認方法。

內容簡介 學生應學習 學生應能
第一課 氧化與還原

簡單化學電池內部會發生氧化還原反應,形成電子的定向流動,從而產生電壓。那麼,氧化還原反應具有哪些特徵呢?如何判定一個化學變化是否為氧化還原反應呢?在本課,我們會從不同的角度定義氧化還原反應,並描述氧化還原反應的特徵。

第一節 氧化數
  • 找出元素和化合物中各原子的氧化數
  • 理解氧化數的優勢和弊端
第二節 系統命名
  • 利用氧化數對化合物進行系統命名
第三節 基本定義
  • 利用下列各項辨認氧化還原反應、氧化劑和還原劑
    • 獲得或失去氧或氫原子
    • 獲得或失去電子
    • 氧化數的改變
第二課 常用的氧化劑和還原劑

在「酸的簡介」模組中,我們介紹過濃硫酸或硝酸都具有很強的氧化性。那麼,它們是否就是常用的氧化劑呢?你知道哪些是實驗室中常用的氧化劑或還原劑麼?在發生氧化還原反應時,會觀察到甚麼特別的現象呢?在本課,我們首先會介紹一些實驗室常用的氧化劑和還原劑以及它們所涉及的化學變化;然後,將介紹兩種常用的配平氧化還原反應式的方法。

第一節 常用的氧化劑和還原劑
  • 描述一些常用氧化劑和還原劑的化學變化
第二節 配平氧化還原半反應式
  • 配平氧化及還原反應的半反應式
第三節 配平氧化還原反應式
  • 利用半反應式或氧化數的改變配平氧化還原反應式
第三課 電化序與氧化還原能力

將常用的氧化劑和還原劑按照其氧化還原能力的高低嵌入金屬的電化序中,就組成了 包括常見氧化劑和還原劑的電化序 。在本課,我們會介紹這個更加完整的電化序以及如何利用電化序預測氧化還原反應能否發生。另外,我們將以幾種常見的氧化劑和還原劑為例,介紹其發生氧化還原反應時的現象。

第一節 包括氧化劑和還原劑的電化序
  • 建立金屬還原能力和金屬離子氧化能力的一般趨向
  • 找出化學物種的還原能力和氧化能力趨向與其在一已知電化序的位置的關係
第二節 電化序的應用
  • 預測物種之間的氧化還原反應
第三節 氧化還原反應實例
  • 描述氯、濃硫酸、不同濃度的硝酸以及二氧化硫的氧化還原性質