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氧化还原反应基本概念

半反应法配平

8-1.氧化数：

氧化数是氧化还原反应的起点问题，一定要计算准确。氧化值是国际通用术语，基本上等同于中学里面所说的化合价。1970年国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)确定：氧化数是某元素一个原子的所携带的电荷数。具体规则如下：

(1)   在单质中，元素原子的氧化数为零。

(2)   在离子化合物中，阳、阴离子所带的电荷数就是该元素原子的氧化数。

(3)   共价化合物来说，电子对是共用的，但为了简便起见，规定共用电子对完全转移给电负性较大的原子，按离子型化合物处理。比如HCl是共价化合物，H带正电荷，但不足1，而氯带负电荷不足-1，但按现规定，共用电子对完全转移给Cl，最终H带+1电荷，氧化数为+1，Cl带-1电荷，氧化数为-1。

(4) H的氧化数一般为+1，只有在活泼金属的氢化物(如NaH、CaH₂)中，H的氧化数为-1。

(5) O的氧化数一般为-2，但在氟化物(如O₂F₂、OF₂)中，氧的氧化数分别为+1、+2；在过氧化物(如H₂O₂、Na₂O₂)中，氧的氧化数为-1。

(6) 化学物质整体电荷数等于各原子电荷数之和。在中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为零；在离子集团中，各元素原子氧化数的代数和等于离子的总电荷数。运用这一条规则再加上常见元素O和H的氧化数判断，可以推导可变价元素的氧化值，比如Cr₂O₇^2-中，可求得Cr的氧化数为+6。

8-2 半反应与氧化还原电对

氧化还原离子反应方程式中氧化过程和还原过程总是同时存在，可以分解为两个半反应方程式。其中，失去电子的氧化过程半反应式为氧化半反应，得到电子的还原过程半反应式为还原半反应。

一个半反应式中同一元素不同氧化数的两种物质，其中氧化数相对高的称为氧化型物质，低氧化数的称为还原型物质，由同一元素的氧化型物质和还原型物质构成氧化还原电对，并记做氧化态/还原态，如Zn²⁺/Zn，H⁺/H₂等。

8-3 原电池及电池符号：

将一个氧化还原反应中的氧化半反应和还原半反应用装置分开，就可以实现电子在正极（发生得电子的还原半反应）和负极（发生失电子的氧化半反应）之间的有序流动，从而实现化学能转化为电能，这样的装置称为原电池。

电化学中常用特定方式表示原电池，称为电池符号，例如，Cu-Zn原电池可表示为：

(－) Zn | ZnSO₄(c₁) || CuSO₄ (c₂) |Cu (+)

即把负极(-)写作左边，正极(+)写在右边；其中“|”表示两相界面，“||”表示盐桥；c表示溶液的浓度(气体以分压表示)。

铜锌原电池