【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』，此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書(shū)共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書(shū)是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的備注。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒(méi)在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』上傳成文字版。??

第一章金屬的通性

§1-3氧化-還原反應(yīng)

【01】在上一節(jié)里【山注，化3-1-02，傳送門(mén)CV21855620】，我們已經(jīng)說(shuō)明了金屬參加的一些化合反應(yīng)和置換反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。例如：

【02】此外，我們還可以在曾經(jīng)學(xué)過(guò)的、有關(guān)金屬或金屬化合物參加的化學(xué)反應(yīng)中舉出一些例子，看出它們的本質(zhì)也是電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。例如，氧化汞的分解反應(yīng)，它的本質(zhì)是電子從氧離子轉(zhuǎn)移給汞離子的過(guò)程：

【03】又例如，氧化銅被氫氣還原的反應(yīng)，它的本質(zhì)是電子從氫原子轉(zhuǎn)移給銅離子的過(guò)程：

【04】由以上可見(jiàn)，這些反應(yīng)，從形式上看來(lái)，雖然各不相同，有化合反應(yīng)，分解反應(yīng)，或者置換反應(yīng)，但它們的本質(zhì)卻都是相同的，即都包括電子的轉(zhuǎn)移過(guò)程：

【05】我們也可以看出，其中有一部分反應(yīng)，如反應(yīng)(1)、(4)和(5)，它們包括氧元素在內(nèi)。根據(jù)在第一冊(cè)里（§2-3，§2-12）【山注，化1-2-03第05段氧化反應(yīng)定義，傳送門(mén)CV20366373】【山注，化1-2-12第19段還原反應(yīng)定義，傳送門(mén)CV20428697】。學(xué)到的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的定義（即“物質(zhì)跟氧所起的反應(yīng)稱做氧化反應(yīng)”；“氧從一種物質(zhì)里被奪取出來(lái)的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)”)來(lái)看，我們可稱這些反應(yīng)為氧化-還原反應(yīng)（第一冊(cè)§2-13）【山注，化1-2-13第04段氧化-還原反應(yīng)定義，傳送門(mén)CV20429522】。

【06】根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論來(lái)看，這些氧化-還原反應(yīng)的本質(zhì)是：金屬跟氧氣的化合反應(yīng)是金屬原子把電子轉(zhuǎn)移給氧原子；金屬氧化物的分解或被置換是金屬離子得到了電子。就是說(shuō)，氧化-還原反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。

【07】到此，我們就會(huì)想到那些沒(méi)有氧元素在內(nèi)的一些反應(yīng)，例如反應(yīng)(2)和(3)，它們是否也可以叫做氧化-還原反應(yīng)呢？

【08】從電子轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來(lái)看，它們的本質(zhì)是和反應(yīng)(1)、(4)和(5)相同的。因此應(yīng)該把它們歸在一起。所以我們可以把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的定義修改一下，使這兩個(gè)概念的涵義更廣泛：在化學(xué)反應(yīng)里放出電子的變化叫做氧化；在化學(xué)反應(yīng)里得到電子的變化叫做還原。

【09】但是，由于物質(zhì)是不滅的，有放出電子的，必同時(shí)有得到電子的。所以氧化和還原必伴同發(fā)生，它們雖然是兩個(gè)相反的過(guò)程，而實(shí)際上是統(tǒng)一體的兩個(gè)方面。因此我們稱這類反應(yīng)叫氧化-還原反應(yīng)。它的定義是：在化學(xué)反應(yīng)里，如果有一些原子或離子把電子轉(zhuǎn)移給另一些原子或離子，這樣的反應(yīng)就叫做氧化-還原反應(yīng)。

【10】注意，這里所指的原子或離子，當(dāng)然不一定限于金屬元素。例如

【11】或

【12】這個(gè)反應(yīng)也是氧化-還原反應(yīng)，但放出電子的是溴離子，而得到電子的是氯原子。這里的鈉離子是沒(méi)有變化的。

【13】既然氧化、還原這兩個(gè)概念的涵義擴(kuò)大了，那末氧化劑和還原劑這兩個(gè)概念自然也要作相應(yīng)的擴(kuò)大。

【14】從得氧、失氧的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)：放出氧的物質(zhì)，使別種物質(zhì)得氧而氧化，自身失氧而還原的物質(zhì)叫做氧化劑；反之，從別種物質(zhì)奪得氧，使自身氧化，而使別種物質(zhì)因失氧而還原的物質(zhì)叫做還原劑。仍以下列兩例來(lái)說(shuō)：

【15】O?和CuO是氧化劑；而Mg和H?是還原劑。

【16】但從電子的得失觀點(diǎn)來(lái)看：氧原子和銅離子是得到電子的；而鎂原子和氫原子是放出電子的。因此，氧化劑和還原劑的定義應(yīng)該是：在反應(yīng)過(guò)程里，它的原子或離子得到電子的物質(zhì)（例如氧氣和氧化銅）叫做氧化劑；在反應(yīng)過(guò)程里，它的原子或離子放出電子的物質(zhì)（例如金屬鎂和氫氣以及在NaBr跟Cl?的反應(yīng)中的NaBr）叫做還原劑。

【17】在金屬活動(dòng)性順序里，愈排在左面的金屬愈是強(qiáng)的還原劑，它的對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子愈是弱的氧化劑。

【18】是否所有的化學(xué)反應(yīng)都發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移過(guò)程呢？我們來(lái)看復(fù)分解反應(yīng)，例如中和反應(yīng)：

【19】反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是離子的交換過(guò)程，其中并無(wú)電子轉(zhuǎn)移的過(guò)程。所以它不是氧化-還原反應(yīng)。

【20】也有一些化合反應(yīng)，例如

【21】和有一些分解反應(yīng)，例如

【22】也沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移，所以也不是氧化-還原反應(yīng)。

【23】那末，怎樣來(lái)辨別氧化-還原反應(yīng)和非氧化一還原反應(yīng)呢？

【24】我們知道，元素的化合價(jià)的變化和原子或離子的得失電子直接有關(guān)（第二冊(cè)§3-5）【山注，化2-3-05第03段，傳送門(mén)CV21564696】，所以在氧化-還原反應(yīng)中元素化合價(jià)必有改變。例如在鎂跟氧的化合反應(yīng)里，鎂的化合價(jià)由0升高為+2，而氧從0降低為-2。又如在NaBr跟Cl?的反應(yīng)里，溴的化合價(jià)從-1升高為0，而氯從0降低為-1。

【25】但是，在上述的非氧化-還原反應(yīng)里，就沒(méi)有任何一種元素的化合價(jià)是有改變的。

【26】因此，反應(yīng)前后元素化合價(jià)的改變，是氧化-還原反應(yīng)的特征，是區(qū)別氧化-還原反應(yīng)和非氧化-還原反應(yīng)的根據(jù)。

【27】到此，我們可以這樣說(shuō)：化學(xué)反應(yīng)可分為兩大類：

【28】一類是由電子的轉(zhuǎn)移引起的，就是氧化-還原反應(yīng)。它的特征是，反應(yīng)前后元素化合價(jià)必有改變，如置換反應(yīng)、反應(yīng)物里有單質(zhì)的化合反應(yīng)、生成物里有單質(zhì)的分解反應(yīng)等，都屬這類。

【29】另一類化學(xué)反應(yīng)是沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移過(guò)程的，其中任一元素的化合價(jià)不變，就是非氧化-還原反應(yīng)。如復(fù)分解反應(yīng)和一部分的化合反應(yīng)、分解反應(yīng)等都屬這類。

【30】由于氧化-還原反應(yīng)的范圍極廣，例如金屬的銹蝕、食物的腐敗、金屬的冶煉等都是，所以它在科學(xué)上、生產(chǎn)上都具有極重大的意義。

習(xí)題1-3

1、根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論，氧化-還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？因此，氧化-還原反應(yīng)的定義應(yīng)該怎樣？

2、狹義的（從得失氧的觀點(diǎn)）和廣義的（從得失電子的觀點(diǎn)）氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的定義怎樣？它們有沒(méi)有矛盾？舉例說(shuō)明。那末廣義的定義有什么優(yōu)點(diǎn)？

3、從電子得失的觀點(diǎn)來(lái)看，氧化劑是什么？還原劑是什么？在反應(yīng)過(guò)程中，它們自已發(fā)生了什么變化？

4、怎樣從反應(yīng)過(guò)程中有無(wú)化合價(jià)的改變來(lái)判斷反應(yīng)是否是氧化-還原過(guò)程？為什么可以用這個(gè)方法？

5、辨別下列反應(yīng)哪些是氧化-還原反應(yīng)，哪些不是：

【解】

上述反應(yīng)中在反應(yīng)前后各元素的化合價(jià)并無(wú)改變，所以這個(gè)分解反應(yīng)不是氧化-還原反應(yīng)。

6、在下列反應(yīng)中，哪些元素氧化了，哪些元素還原了？哪種物質(zhì)是氧化劑，哪種物質(zhì)是還原劑？

【解】在第(4)題中：

氯元素在反應(yīng)之前是0價(jià)（單質(zhì)原子），而在反應(yīng)之后，一部分改變成-1價(jià)而另一部分改變成+5價(jià)。其他元素的化合價(jià)不變。因此，在這個(gè)反應(yīng)里，氧化劑、還原劑都是氯。我們可以把它寫(xiě)成：

就是說(shuō)，在6個(gè)氯原子中，有5個(gè)是氧化劑，1個(gè)是還原劑。