行動化學館（3）：氧化還原

第一章　氧化還原概論

本章導讀

氧化與還原的分別在哪裡？

金屬與非金屬元素的氧化反應有什麼差別嗎？

各種元素的活性大小如何判斷呢？

氧化還原反應究竟如何進行的？

氧化還原反應在工業上有什麼應用呢？

那在生活上又有什麼應用哪？

氧化還原的觀念常讓你一頭霧水嗎？本章就為你一次說清楚！

早自習時間，同學們陸續走進教室。

小伶衝進教室後的第一句話就是大喊：「好冷喔！今天是什麼鬼天氣啊？你們看，我今天穿了五件衣服、兩件褲子，整個人腫了一大圈，外面實在冷死人了啦！」

阿慶說：「哈哈！不會啊！我最喜歡這樣冷冷的冬天了。不過，大雄你怎麼穿這麼少，你不是最怕冷了嗎？」

只見這時，大雄竊竊地偷笑了一下並回應大家：「我口袋裡有祕密武器啊！」

大家此時都好奇地望向大雄的口袋，異口同聲地說：「原來是『暖暖包』啊！」

這時，王虹老師恰巧走進了教室，小伶馬上提問：「老師，為什麼暖暖包會發熱呢？」

王虹老師解釋：「那是因為暖暖包中的鐵粉正在發生『氧化反應』啊，在這個氧化反應發生的過程中，釋放出了熱量。」

王虹老師話說著說著的同時，突然注意到有位包得像粽子一樣的同學，不禁開起玩笑：「今天我是到了動物園嗎？怎麼教室後面有一隻熊呢？」

大家循著老師的目光，也轉頭看向教室後方。

小伶馬上反應過來，原來是在說自己，大叫：「老師！我是小伶！不是熊啦！」

全班哄堂大笑。

1 何謂氧化

「氧化反應」是什麼呢？「氧化反應」，簡單來說，就是物質與氧化合的反應；但更精確的說法，則是「失去電子（e-）的反應」。

氧化反應有的緩慢，有的快速，緩慢的氧化反應如：金屬生鏽、呼吸作用；快速的氧化反應如：燃燒、爆炸等。

3 金屬氧化

金屬元素氧化後，會有什麼反應生成呢？氧化反應後，產生的金屬氧化物是否可與水反應，並生成什麼反應物呢？能使水溶液呈酸性、中性還是鹼性呢？

我們分別以金屬元素鈉（Na）、鎂（Mg）、銅（Cu）來舉例吧！

1. 鈉（Na）燃燒的氧化反應：

反應式：4 Na + O2 → 2 Na2O

焰色：黃色火焰

氧化物與水反應式：Na2O + H2O → 2 NaOH

水溶液酸鹼性：鹼性

2. 鎂（Mg）燃燒的氧化反應：

反應式：2 Mg + O2 → 2 MgO

焰色：白色火焰

氧化物與水反應式：MgO + H2O → Mg(OH)2

水溶液酸鹼性：鹼性

3. 銅（Cu）燃燒的氧化反應：

反應式：2 Cu + O2 → 2 CuO

焰色：沒有火焰

氧化物與水反應式： CuO + H2O → X （難溶於水）

水溶液酸鹼性：中性

4 非金屬氧化

那換成非金屬元素氧化後，又會有什麼反應生成呢？氧化反應後，產生的非金屬氧化物是否也可與水反應，並生成什麼反應物呢？能使水溶液呈酸性、中性還是鹼性呢？

我們分別以非金屬元素硫（S）、碳（C）來舉例吧！

1. 硫（S）燃燒的氧化反應：

反應式：S + O2 → SO2

焰色：藍紫色火焰

氧化物與水反應式：SO2 + H2O → H2SO3

水溶液酸鹼性：酸性

2. 碳（C）燃燒的氧化反應：

反應式：C + O2 → CO2

焰色：黃色火焰

氧化物與水反應式：CO2 + H2O → H2CO3

水溶液酸鹼性：酸性

第一章　氧化還原概論

本章導讀

氧化與還原的分別在哪裡？

金屬與非金屬元素的氧化反應有什麼差別嗎？

各種元素的活性大小如何判斷呢？

氧化還原反應究竟如何進行的？

氧化還原反應在工業上有什麼應用呢？

那在生活上又有什麼應用哪？

氧化還原的觀念常讓你一頭霧水嗎？本章就為你一次說清楚！

早自習時間，同學們陸續走進教室。

小伶衝進教室後的第一句話就是大喊：「好冷喔！今天是什麼鬼天氣啊？你們看，我今天穿了五件衣服、兩件褲子，整個人腫了一大圈，外面實在冷死人了啦！」

阿慶說：「哈哈！不會啊！我最喜歡這樣冷冷...

台北市立西松高中數理實驗班　劉芷妤同學

我是在一個偶然的情況下進到陳大為老師的太陽教育團隊上課，因為國二多了一個理化，是我以前沒聽過的，所以我找了一家離我們學校最近的補習班，而那家補習班正好就是王虹老師在任教的。

王虹老師上課的方式很有趣，她會舉一些故事或生活中的例子來讓我們印象更深刻，再加上段考前的總複習，把自己不懂的挑出來再由老師一一解答，這對段考的幫助非常大。

我覺得我很幸運遇到了王虹老師，可以讓一般人聞之色變的理化成為我的強項，現在我到了高中，多虧了老師奠定的基礎，讓我可以輕鬆理解老師說的話。所以我非常向學弟妹們推薦這本書，因為他不但會讓你不討厭理化，甚至還會愛上理化。

台北市立西松高中數理實驗班　劉芷妤同學

我是在一個偶然的情況下進到陳大為老師的太陽教育團隊上課，因為國二多了一個理化，是我以前沒聽過的，所以我找了一家離我們學校最近的補習班，而那家補習班正好就是王虹老師在任教的。

王虹老師上課的方式很有趣，她會舉一些故事或生活中的例子來讓我們印象更深刻，再加上段考前的總複習，把自己不懂的挑出來再由老師一一解答，這對段考的幫助非常大。

我覺得我很幸運遇到了王虹老師，可以讓一般人聞之色變的理化成為我的強項，現在我到了高中，多虧了老師奠定的基礎，讓我可以輕鬆理解老師...

氧化與還原，有得必有失

火的使用，號稱是人類文明進化的第一步。人類對火是崇拜的、敬畏的，因為火可以造就人類，也可以毀滅人類。

後來科學家終於揭開火的神秘面紗：原來「火」，只不過是一種快速的氧化反應，也就是說，火的成因只是物質與氧的結合，於是就把這類反應稱作「氧化反應」，而氧化物脫去氧的反應則稱為「還原反應」。只是，事情似乎沒有那麼單純，近代化學已經證實並定義：失去電子的反應物，稱作「被氧化」；而得到電子的反應物，則稱為「被還原」，原來同一個反應中，氧化與還原是同時進行的。而現代化學與化工更依據氧化還原理論，發展如電池、電解與電鍍、電煉等各種各樣的化學工業，由此可知，「氧化還原」可謂是人類依賴至深的入世科學！

本書自概論談起，由淺入深介紹包括「氧化還原概論」、「氧化還原反應」、「氧化還原滴定」、「電化電池」、「電解與電鍍」等，理論包含國、高中課程，融會貫通告訴讀者氧化還原的定義、原理與應用，內容十分完整。相信在讀完本書之後，不論是對學校所學課程的瞭解、或是自修想課外多多探討的讀者，一定都有非常大的助益！

氧化還原是化學上相當重要的一種反應類型。在〈行動化學館〉系列叢書中，幾乎每冊不同的主題裡，或多或少都會提到氧化還原反應，而本書正是專題來研究氧化還原反應的定義、理論與各種現象以及應用。作者在講堂授課時，總是以口訣：「氧化與還原，有得就有失！」給學生一個基礎卻重要的觀念。接下來，就請大家翻開本書，與我們一起來研究氧化還原吧！

氧化與還原，有得必有失

火的使用，號稱是人類文明進化的第一步。人類對火是崇拜的、敬畏的，因為火可以造就人類，也可以毀滅人類。

後來科學家終於揭開火的神秘面紗：原來「火」，只不過是一種快速的氧化反應，也就是說，火的成因只是物質與氧的結合，於是就把這類反應稱作「氧化反應」，而氧化物脫去氧的反應則稱為「還原反應」。只是，事情似乎沒有那麼單純，近代化學已經證實並定義：失去電子的反應物，稱作「被氧化」；而得到電子的反應物，則稱為「被還原」，原來同一個反應中，氧化與還原是同時進行的。而現代化學與化工更依據氧...

第一章　氧化還原概論
第二章　氧化還原反應
第三章　氧化還原滴定
第四章　電化電池
第五章　電解與電鍍

第一章　氧化還原概論
第二章　氧化還原反應
第三章　氧化還原滴定
第四章　電化電池
第五章　電解與電鍍