4-4 氧化還原反應 氧化還原反應是常見的化學反應。例如，瓦斯的燃燒、鐵窗生鏽、美麗璀璨的煙火、綠色植物的光合作用、生物的呼吸作用或電池的充放電等，都是生活中的實例。 4-4.1 氧化還原的定義 4-4.2 氧化劑與還原劑

4-4 氧化還原反應 學習目標： 了解最初的氧化還原反應定義，並進 一步說明氧化還原反應不一定與氧有 關，凡是有電子得失的反應即為氧化 還原反應 認識生活中常見的氧化劑與還原劑

4-4.1 氧化還原的定義 ★十八世紀，法國化學家拉瓦節： 氧化反應：物質與氧結合的反應。 還原反應：氧化物失去氧的反應。 例如：鐵的冶煉 Fe2O3失去氧，被還原 CO獲得氧，被氧化

4-4.1 氧化還原的定義 ★廣義的定義：凡涉及電子轉移的反應稱之。 氧化反應：失去電子的反應。 還原反應：得到電子的反應。 ⇒氧化還原反應同時發生。 例如：鋅片置入硫酸銅溶液中 ⇒此反應並不涉及氧的得失， ⇒但亦為氧化還原反應。

Cu2+獲得 2 個電子，還原成Cu，Cu2+是氧化劑 Zn 失去 2 個電子，氧化成 Zn2+， Zn 是還原劑

範例 4-10 將銅絲放入 0.1 M 硝酸銀溶液中，溶液由無色逐漸變為藍色，且在銅線上產生金屬附著物。下列關於本實驗的敘述，何者正確？ (A)銅被氧化，形成無色的銅離子　 (B)銅被還原，形成藍色的銅離子　 (C)銀離子被還原，形成銀附著於銅線上　 (D)硝酸根呈藍色

練習題 4-10 下列何者為氧化還原反應？

4-4.2 氧化劑與還原劑 氧化劑：使他種物質氧化，本身獲得電子而 被還原的物質。例如：Cu2+ 還原劑：使他種物質還原，本身失去電子而 被氧化的物質。例如：Zn

實例： 1.氧是極重要的氧化劑，它可使燃料氧化產生熱量及使汽、機車運轉；它也能使葡萄糖氧化，提供人體所需的能量。 2.雙氧水也是常見的氧化劑，市售的雙氧水中含有 3％ 的過氧化氫，可用來消毒傷口。 3.氯氣也是常見的氧化劑，自來水及游泳池用水，常通入氯氣以殺死水中微生物，達到消毒的目的。

4.漂白粉也是常見的氧化劑，它可將衣物上所沾染的有色物質氧化，使衣物變白。 5.在實驗室中，過錳酸鉀為最常見的氧化劑。 6.維生素 C 及維生素 E 等抗氧化劑，則是常見的還原劑。 ⇒維生素 C 可將食物中的亞硝酸根(NO2－)還原成一氧化氮氣體(NO)，以防止亞硝酸根使血紅素中的亞鐵離子氧化，而失去攜氧的功能。 ⇒維生素E 可降低人體內因代謝過程所產生的高活性自由基。在食品中添加維生素 E，可防止食品中的油脂被氧化，提高食品的保存期限。

7.焦炭是工業上常用的還原劑，可將活性小於碳之金屬氧化物還原成金屬。 8.氫也是重要的還原劑，在燃料電池中與氧反應產生電能。

範例 4-11 鎂帶倉庫燃燒，不可以二氧化碳滅火器來滅火，因為鎂與二氧化碳會進行以下的反應： 有關此反應之敘述何者正確？(多選) (A)此反應為氧化還原反應　 (B) CO2 為還原劑　 (C) Mg 被還原為 MgO 　 (D) Mg 為還原劑 (E) CO2 被氧化為 C

練習題 4-11 有關氧化還原反應的敘述，何者錯誤？ (A)氧化是物質失去電子的反應，還原是物質 得到電子的反應 (B)氧化劑失去電子，還原劑獲得電子　 (C)氧化反應及還原反應不能單獨發生　 (D)氧化還原反應中得失的電子數相等

學習成果評量 1.下列反應劃線元素中何項被還原？ (A) FeSO4  Na2S → FeS  Na2SO4　 (B) C  O2 → CO2　 (C) Zn H2SO4 →ZnSO4  H2　 (D) 2KI  Cl2→ 2KCl  I2 2.在3CuO  2NH3 → N2  3Cu  3H2O 反應中，何元素被氧化？何元素被還原？何物質是氧化劑？ 被氧化：N 被還原：Cu 氧化劑：CuO

本章摘要 4-1 化合與分解反應 化合反應： 兩種或兩種以上的物質結合，生成另一種物質。 4-1　化合與分解反應 化合反應： 兩種或兩種以上的物質結合，生成另一種物質。 分解反應： 一種化合物分解，產生兩種或兩種以上其他物質。

4-2 水溶液中的沉澱反應 電解質與非電解質： (1)電解質：熔融態或其水溶液能導電的物質。 (2)非電解質：其水溶液無法導電的物質。 4-2　水溶液中的沉澱反應 電解質與非電解質： (1)電解質：熔融態或其水溶液能導電的物質。 (2)非電解質：其水溶液無法導電的物質。 (3)電解質可分為強電解質與弱電解質。強電解質在 水中幾乎完全解離成離子，包括強酸、強鹼及大多數 的鹽類；弱電解質在水中僅部分解離成離子，包括弱 酸及弱鹼。 (4)離子化合物的電解質，在固態時不導電，熔融態 及水溶液皆能導電；分子化合物的電解質，在固態及 熔融態時均不導電，只有其水溶液能導電。

沉澱反應：將兩種電解質水溶液混合，若有難溶性的化合物產生，則發生沉澱反應。 阿瑞尼斯的解離理論： (1)電解質溶於水時，會解離成帶電荷的原子或原子 團，稱為離子。 (2)帶正電荷的離子稱為陽離子，帶負電荷的離子稱 為陰離子；溶液中陽離子所帶的正電荷總和等於 陰離子所帶的負電荷總和，故溶液呈電中性。 (3)當電流通入電解質溶液時，陽離子往負極移動， 陰離子往正極移動，故電解質溶液能導電。 沉澱反應：將兩種電解質水溶液混合，若有難溶性的化合物產生，則發生沉澱反應。

能使活性大的金屬(如鋅、鐵、鋁等)反應，產生氫氣 4-3　酸鹼反應 酸與鹼的通性： 酸的通性 鹼的通性 有酸味 有澀味 能使藍色石蕊試紙呈紅色 能使紅色石蕊試紙呈藍色 具有導電性 能使活性大的金屬(如鋅、鐵、鋁等)反應，產生氫氣 有滑膩感 能中和鹼性物質 能中和酸性物質

阿瑞尼斯酸鹼學說： 在水中能產生氫離子(H+)的物質為酸， 在水中可產生氫氧離子(OH－)的物質為鹼。 酸鹼的命名： 不含氧酸之命名為「某化氫」， 其水溶液則命名為「氫某酸」。 含氧酸之命名為「某酸」， 鹼的命名則依金屬種類而命名為「氫氧化某」。

酸鹼的分類： 只含一個可游離氫離子的酸，稱為單質子酸；含有兩個可游離氫離子的酸，稱為二質子酸；含有三個可游離氫離子的酸，稱為三質子酸。依所含有可游離氫氧離子的數目，鹼也可分成一元鹼及多元鹼。 於 25 ℃ 時，任何水溶液的離子積 Kw 均為 1.0×10－14。因此， 酸性溶液中， [H+] ＞1.0×10－7 M ＞ [OH－]。 中性溶液中， [H+] ＝1.0×10－7 M ＝ [OH－]。 鹼性溶液中， [H+] ＜1.0×10－7 M ＜ [OH－]。

科學家為了方便表示溶液的酸性強度，定義 pH 值： 強酸與強鹼的中和反應，其離子反應式為：此反應之反應熱約為－56 千焦/莫耳。 酸鹼指示劑：顏色會隨溶液中氫離子與氫氧離子濃度不同而改變的弱酸或弱鹼物質。

4-4 氧化還原反應 氧化還原反應： (1)早期定義：物質與氧結合的反應稱為氧化反應， 氧化物失去氧的反應稱為還原反應。 4-4　氧化還原反應 氧化還原反應： (1)早期定義：物質與氧結合的反應稱為氧化反應， 氧化物失去氧的反應稱為還原反應。 (2)現行定義：失去電子的反應稱為氧化反應， 得到電子的反應稱為還原反應。 (3)氧化劑：使他種物質氧化而本身被還原的物質。 (4)還原劑：使他種物質還原而本身被氧化的物質。

本章架構 化合與分解反應 水溶液中的沉澱反應 酸鹼反應 氧化還原反應

化合與分解反應

水溶液中的沉澱反應

酸鹼反應

酸鹼反應

氧化還原反應