氧化還原反應是化學反應中最為重要的反應之一，其普遍運用在日常生活和工作中。比方說，自然界存在的自燃現(xiàn)象、綠色植物的光合作用，以及生活中化學電池等運用。

氧化還原反應是在反應前后元素的化合價具有相應的升降變化的化學反應。在反應過程中有元素化合價變化的化學反應叫做氧化還原反應。這種反應可以理解成由兩個半反應構成，即氧化反應和還原反應。此類反應都遵守電荷守恒定律。

在氧化還原反應里，氧化與還原必然以等量同時進行。兩者可以比喻為陰陽之間相互依靠、轉化、消長且互相對立的關系。其反應實質(zhì)是：

(1)強弱律：反應中滿足氧化性：氧化劑 氧化產(chǎn)物;還原性：還原劑 還原產(chǎn)物。

(2)價態(tài)律：元素處于最高價態(tài)，只具有氧化性;元素處于最低價態(tài)，只具有還原性;處于中間價態(tài)，既具氧化性，又具有還原性。

(3)轉化率：同種元素不同價態(tài)間發(fā)生歸中反應時，元素的化合價只接近而不交叉，最多只能達到同種價態(tài)。

(4)優(yōu)先律：在同一氧化還原反應中，氧化劑遇到多種還原劑時，先和還原劑最強的反應。

(5)守恒律：氧化劑得到電子的數(shù)目等于還原劑失去電子的數(shù)目。

首先，氧化與還原本身是相互依存的關系。氧化還原反應的本質(zhì)是電子發(fā)生了轉移，反應過程中，電子有失必有得，有得必有失。如：2Mg+O2=2MgO的反應中，O2被還原，而Mg被氧化。關于氧化還原反應的相關理論很多，理論概念之間容易發(fā)生干擾，從而產(chǎn)生負遷移。所以必須先要了解理論，再理清理論之間的內(nèi)在聯(lián)系。如下：

失電子→化合價升高→被氧化→是還原劑→表現(xiàn)還原性→得到氧化產(chǎn)物

得電子→化合價降低→被還原→是氧化劑→表現(xiàn)氧化性→得到還原產(chǎn)物

從微觀意義上來說，電子的得與失是氧化還原反應的本質(zhì)，從宏觀意義上來說，化合價升降是外在的表現(xiàn)，也可以理解為氧化還原反應的特征。被還原或者被氧化都屬于一種化學變化，而產(chǎn)物也就是生成物的意思。

其次，氧化與還原之間有屬于互相轉化的關系。在學習的氧化還原反應中，氧化劑得電子化合價降低，從而得到還原產(chǎn)物。而還原產(chǎn)物處于低價態(tài)，則具有還原性，用于其他的氧化還原反應中，又可以充當還原劑使用。從另一方面來看，通過還原劑得到的氧化產(chǎn)物具有氧化性，用于其他的氧化還原反應中，又可以充當氧化劑使用。

再次，氧化還原反應中，強還原劑反應和強氧化劑反應可以轉化成弱還原劑和弱氧化劑。也就是說，化學氧化還原反應的趨勢是從強到弱，而不是從弱到強。

大家都知道，在化學上，金屬和共價化合物、離子化合物、共價鍵、離子鍵、酸與堿、非金屬等沒有非常嚴格的界限?；蛘邚哪撤N意義上來說，以上幾點直接都存在不同程度的過渡狀態(tài)，從量變逐漸轉化到質(zhì)變。

認識到這一點之后，就想要了解化學氧化反應和非化學氧化反應之間的關系是“非此即彼”還是“逐步過渡”呢?NaOH+HCl=NaCl+H2O公式改為離子方程式：H++OH-=H2O。反應物中，H原子和H+相比，少一個電子，多一個正電荷。OH-中，多一個電子，有成對電子對，帶一個負電荷。但是從生成物H2O來看，電子對是共同使用的。也就是說，H+也在一定程度上得到了電子。

從這個結果中可以看出，中和反應中，電子還會產(chǎn)生一定程度的偏移。但是為了研究一系列化學問題有一個統(tǒng)一、相對科學的標準，教材上都明確規(guī)定使用化合價是否改變作為判斷“是”和“非”的標準。電子發(fā)生偏移，并且導致化合價變化就是氧化還原反應。如果沒有導致化合價變化就屬于非氧化還原反應。所以氧化還原反應和非氧化還原反應二者的區(qū)別僅僅在于電子轉移的不同程度，并不是完全獨立的個體。

氧化還原反應中會發(fā)生電子轉移，也就是元素的化合價會發(fā)生變化，可以得知：復分解反應都不是氧化還原反應。置換反應一定是氧化還原反應，分解反應不一定是氧化還原反應，有單質(zhì)參加的化合反應大部分是氧化還原反應(有例外，例如石墨在一定條件下變成金剛石，還包括其他同素異形體之間的轉換。)有單質(zhì)生成的分解反應一定是氧化還原反應。

對于不屬于上述四種基本反應類型的化學反應，有屬于氧化還原反應的(例如碳還原氧化銅)，也有不屬于氧化還原反應的(例如氧氣在一定條件下反應變成臭氧)。歸中反應，歧化反應可以看作是特殊的氧化還原反應。

1、植物與氧化還原反應

在氧化還原反應當中，植物的光合作用以及呼吸作用可以算是比較復雜的一類?；瘜W方程式為：6H2O+6CO2→C6H12O6+6O2。

光合作用可以說是一個非常大的綠色工廠，它的過程主要是通過葉綠體的作用，綠色植物能夠充分利用光能將水以及二氧化碳轉化成有機物質(zhì)，用以儲存能量，同時還可以釋放出一定的氧氣。光合作用除了能夠制造有機物，還起到了轉化并且儲存太陽能，平衡大氣中氧與二氧化碳的含量，使其達到一定穩(wěn)定度的作用。光合作用在生物進化的過程中可以說起到了極其重要的作用。

在我們生活的地球上，接近100%的生命活動所需的能量都是通過綠色植物的光合作用而儲存起來的。此外，讓我們再來看一看植物的呼吸作用。其化學方程式為：C6H12O6+6O2→6H2O+6CO2+能量?？梢越忉尦芍参镌谧陨眢w內(nèi)消耗了氧以及碳水化合物，在釋放能量的同時，還產(chǎn)生了二氧化碳和水，以此來幫助推動植物體內(nèi)各項機能更好地運作。

2、工業(yè)與氧化還原反應

氧化還原反應將我們?nèi)粘Ｉ钆c生產(chǎn)過程中必需的所有金屬從礦石中提煉出來，這里舉幾個例子讓大家更好地理解。金屬冶煉的主要實例包括：

(1)制造活潑的有色金屬：電解法(k-Al之間)或者置換法?；瘜W方程式為：2Al2O3→4Al+3O2↑。

(2)高溫條件下制造黑色金屬和其他有色金屬：熱還原法(Zn-Cu之間)?；瘜W方程式：Fe2O3+2Al→2Fe+Al2O3。

(3)制備貴重金屬：濕法冶金。

3、日常生活中的氧化還原反應

空氣中氧氣的存在使得我們生活在一個氧化性的環(huán)境中。食物的腐敗、鋼鐵腐蝕、銅質(zhì)水管長銅綠、鋁質(zhì)器皿擦亮后變暗都是被氧化的結果。

(1)蘋果氧化

在生活中我們不難發(fā)現(xiàn)，把切開的蘋果放置一段時間后，蘋果被切開的剖面就會變紅，就會產(chǎn)生褐色的斑塊。這說明了什么問題?因為蘋果內(nèi)含有豐富的維生素C，它被氧化了以后便會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。我們知道，蘋果當中含有Fe2+以及酚類物質(zhì)，氧氣和酚氧化酶分別將兩者氧化，從而使得蘋果的顏色變深。

(2)殺菌與漂白

氯或臭氧常用來凈化飲用水，消滅水中所含的病原體，次氯酸溶液則可以作為醫(yī)院病房或器具的一種有效殺菌劑。在這些例子中，其關鍵性的化學反應就是由這類強氧化劑對病原體致命部分的強烈氧化作用。

這些含氧或氯的化學物因具有強烈氧化作用，也可以用作木漿、紙張或棉花的漂白劑。例如，高樂氏這種家庭漂白劑，其主要的作用成分就是次氯酸。事實上，大部分漂白劑的作用是將有色的物質(zhì)氧化，使其轉變?yōu)闊o色的物質(zhì)。

(3)炸藥

炸藥的爆炸作用，其實也正是一種特別劇烈的氧化還原反應。炸藥可能是一種強還原劑與強氧化劑的混合物，也可能是一種單一的化學物質(zhì)，其分子同時具有強還原性與強氧化性兩個不同部分。當炸藥一旦引發(fā)，在強還原劑與強氧化劑之間迅速發(fā)生反應。瞬間釋放出巨大的能量，而產(chǎn)生了所謂的爆炸現(xiàn)象。