氧化与还原

本页只讲氧化还原平衡里的一条中五内容标准：氧化与还原。它是整章的基础，所以在进入氧化数、置换、生锈、电解与电池之前，先把定义练到脱口而出。

本章后面几乎每一处丢分，都能追回到这里没打稳的起步。

定义氧化与还原的三种方式

课程标准要你用三种互相补充的方式来描述氧化与还原。一个反应在某一种定义下可能是氧化还原反应，即使另一种定义看起来并不明显适用，所以三种都掌握，就能在任何题目里认出氧化还原。

1. 从氧的角度。 氧化是得到氧；还原是失去氧。镁燃烧时，2Mg + O₂ → 2MgO，镁得到氧，被氧化。氧化铜与氢加热时，CuO + H₂ → Cu + H₂O，氧化铜失去氧，被还原。

2. 从氢的角度。 氧化是失去氢；还原是得到氢。硫化氢与氯反应时，H₂S + Cl₂ → 2HCl + S，H₂S 失去氢，被氧化成硫；而氯得到氢，被还原。

3. 从电子转移的角度。 这是最有力的定义，也是中五阶段阅卷老师所期望的。氧化是失去电子；还原是得到电子。记忆口诀是 OIL RIG，Oxidation Is Loss，Reduction Is Gain（指电子）。

因为一种物质失去的电子，正是另一种物质得到的电子，所以氧化与还原永远一起发生。两者兼有的反应就叫作氧化还原反应。

氧化剂与还原剂

还有两个术语一直在考，学生在压力下常常搞混。

• 氧化剂是氧化别的物质的那一方。要做到这一点，它必须接受电子，所以氧化剂自己被还原。
• 还原剂是还原别的物质的那一方。要做到这一点，它必须给出电子，所以还原剂自己被氧化。

把它当成一条链来说，就永远不会打结：还原剂给出电子，所以它被氧化；氧化剂拿走电子，所以它被还原。 一种试剂是按它对另一反应物做了什么来命名的，不是按它自己发生了什么。

半反应式

一个电子转移反应可以拆成两条半反应式：一条表示失去电子（氧化），一条表示得到电子（还原）。电子写成 e-。

例如锌与铜(II)离子反应时：

• 氧化半反应式：Zn → Zn²⁺ + 2e-
• 还原半反应式：Cu²⁺ + 2e- → Cu

把两条半反应式相加时电子相消，得到总离子方程式 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu。在这里把半反应式练得熟练，会让后面关于置换、电解与电池的标准容易得多。

例题

题目。 把氯气通入无色的碘化钾溶液时，随着碘生成，溶液变成棕色：Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂。

用电子转移的定义，指出哪一种物质被氧化、哪一种被还原，并说出氧化剂与还原剂。用半反应式支持你的答案。

第一步，写出离子物种。 钾是旁观离子，所以忽略 K⁺。

参与反应的物种是 Cl₂ 和 I⁻，生成 Cl⁻ 和 I₂。

第二步，写出两条半反应式。

• 碘化物失去电子：2I⁻ → I₂ + 2e-（失去电子＝氧化）。
• 氯得到电子：Cl₂ + 2e- → 2Cl⁻（得到电子＝还原）。

第三步，判断谁被氧化、谁被还原。 碘化物离子 I⁻ 被氧化成碘（它失去电子）。

氯 Cl₂ 被还原成氯化物（它得到电子）。

第四步，说出试剂。 氯拿走电子，所以氯是氧化剂（它氧化碘化物，而自己被还原）。

碘化物离子给出电子，所以碘化物是还原剂（它还原氯，而自己被氧化）。

答案。 I⁻ 被氧化；Cl₂ 被还原。

氯是氧化剂，碘化物是还原剂。那棕色就是碘 I₂，由碘化物被氧化而生成。

练习题

氨通过被加热的氧化铜时与它反应：2NH₃ + 3CuO → N₂ + 3Cu + 3H₂O。用氧与氢的定义，指出哪一个反应物被氧化、哪一个被还原，并说出还原剂。

答案。 氨 NH₃ 失去氢生成 N₂，所以氨被氧化。氧化铜 CuO 失去氧生成铜，所以 CuO 被还原。因为氨被氧化，它就是把氧化铜还原的那一方，所以氨是还原剂（氧化铜是氧化剂）。

考试提示

当题目要你指认氧化与还原时，一定要说明你用的是哪一种定义，并用方程式里的证据来支持，「钠被氧化，因为它失去电子：Na → Na⁺ + e-」。只写一个「被氧化」而不给理由，往往一分不得。

也用一句你在考场压力下记得住的话把试剂分清楚：氧化剂自己被还原；还原剂自己被氧化。 写出正确、电子平衡的半反应式，是保住你整份 SPM化学 氧化还原平衡分数的唯一习惯。

本章定位

这条标准是氧化还原平衡的入口。下一条标准，氧化数及其变化，给你一个精确的、以数字为基础的工具，让你在没有明显的氧、氢或简单电子转移可指的情况下也能查出氧化与还原。

之后，置换反应、生锈、电解与电化学电池，都不过是不同情境里的氧化还原而已。

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