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阅读材料:日常生活中的化学——氧化还原反应--第1页
日常生活中的化学——氧化还原反应
生活环境随处可见,生命维系少不了它
氧化还原反应是最重要的化学反应。在任何这一类化学反应
中,有某一物质被还原,即有另一物质被氧化。环顾我们所生存
的环境,大至整个地球中生命现象的维系,小至日常生活中的枝
枝节节,都可以看到这个最基本的化学反应的痕迹。
任何一种化学反应的过程中,新生成物必随反应物的逐渐消
耗而产生。在此一转变的过程里,反应物分子内部的化学键必然
要经过一番重新组合,才能产生适当的生成物分子,这就要涉及
分子内部电子分布情形的改变。氧化还原反应是化学反应中最重
要的一类,其反应过程中,分子或原子(离子)间电子的转移更
显而易见。某一原子(或离子)氧化状态的改变,必有另一原子
(或离子)氧化状态相对应的改变;换句话说,某一物质被氧化,
就必然有另一物质被还原,这两者之间是相辅相成的。若纯从能
量的观点来看,在任何自发的氧化还原反应中,阳电性元素趋向
失去电子(氧化),也就是氧化数趋向正值,而阴电性元素则趋
向获得电子(还原),氧化数趋向负值。
在我们周围的环境里,氧化还原反应确实占了极大的分量,
可以说是推动整个生物圈的原动力,任何生命的持续过程都少不
了它。所谓的生物圈是指地球上所有生命的部分,其中包含着各
种不同的化合物,主要是由碳、氧、氮、氢四种元素所组成。这
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些化合物在自然界中不断的生成、消耗及互相转变,永远保持着
一种连绵不绝的循环状态,使得生物圈本身就像是一个巨大的循
环系统,由能量的同化与异化作用,和涉及上述四种元素的种种
氧化还原反应,构成了整个的生命现象。此外,在我们日常生活
的许多小事里,也都可以看到这类最基本的化学反应。
杀菌与漂白
氯或臭氧常用来净化饮水,消灭水中所含的病原体;次氯酸
溶液则可以作为医院病房或器具的一种有效杀菌剂。在这些例子
中,其关键性的化学反应就是由这类强氧化剂对病原体致命部分
的强烈氧化作用。
这些含氧或氯的化学物因具有强烈氧化作用,也可以用作木
浆、纸张或棉花的漂白剂。例如,Chloro这种家庭用漂白剂,
其主要的作用成分就是次氯酸。事实上,大部分漂白剂的作用是
将有色的物质氧化或还原,使其转变为无色的物质,或是变得容
易分离。
矿石中金属的提取
我们日常生活中所用的各种金属,几乎都是以化合物的状态
存在于自然界中,其中如硫化物、氧化物、碳酸盐和硫酸盐是常
见的几种。在此类化合物中,金属元素都是正氧化态。因此,若
要将金属分离出来,便要将带有正价的离子还原成零价状态,这
就需要适当的还原剂来达成任务了。
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对于一些氧化活性稍弱的金属,像铁、铅或锡等,通常使用
碳或一氧化碳来还原,例如
SnO2C→Sn2CO
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oO3H→Mo3HO
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3BaO2Al→AlO3Ba
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