氧化还原反应的应用
[摘要]：本文简要概述了氧化还原反应在人类生产中的一些应用。

[关键词]：氧化还原反应、农业、工业、电化学、日常生活、医学
化学作为一门基础理论学科，与人们的生活息息相关，不论是衣、食、住、行、用，还是生活环境，都包含有极丰富的化学知识。

生活离不开化学。

环顾我们生活的环境，火柴会燃烧，树叶会变黄，人类会生长，这一切都离不开——神奇的氧化还原反应。

它是一类重要的化学反应，在工农业生产、科学技术和日常生活中都有广泛的应用。

●农业生产
1)植物的光合作用。

绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成有机物，储存能量，并
且释放出氧气，反应原理：6H
2O+6C0
2
=C
6
H
12
6
+60
2。

光合作用是一个巨大的绿色工厂，制造有机物，转化并
储存太阳能，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定，对生物的进化具有重要的作用。

地球上几乎所有生命活动的能源，都是绿色植物通过光合作用储存起来的。

2)植物的呼吸作用。

植物体内消耗氧和碳水化合物，产生二氧化碳和水，同时释放能量，用来推动身
体的各项机能。

反应原理：C
6H
12
O
6
+60
2
---6C0
2
+6H
2
0+能量。

3)晒田的目的。

晒田的主要作用在于通过排水改善通透性，使耕作层中氧的含量增多，还原性有害物质如甲烷、硫化氢和亚铁等的含量因被氧化而减少，促进根系向下伸展，使植物粗壮。

●工业
1)金属的冶炼。

①电解法(k—Al之间)：2A1
203=4Al+30
2
↑②热还原法(zn—cu之间)：
Fe
20
3
+2Al=2Fe+A1
2
3。

③制备贵重金属：湿法冶金。

2)化工产品的制造。

在化学史上，有一位化学家给世人留下激烈的争论，他是德国化学家弗里茨·哈
伯(Fritz Haber)。

随着人口增加对
粮食的需求增大，为了生产氮肥，对空气中氮的固定是摆在化学家面前的一个重大课题。

哈伯勇于追求与探索，成功地设计出一套适于高压实验的装置和合成氨的工艺流程，这是人工固氮技术的重大成就，是化工生产实现高温、高压、催化反应的第一个里程碑。

合成氨的原料来自空气、煤和水，是最经济的人工固氮法。

哈伯被入赞扬说：“他是天使，为人类带来丰收和喜悦。

是用空气制造面包的圣人。

”1918
年，瑞典皇家科学院因哈伯合成氨发明的杰出贡献，授予他诺贝尔化学奖。

工业合成氨原理：N
2+3H
2
=2NH
3。

该反应属于氧化还原反应。

工业制硝酸、氯气等均是。

3) 纺织工业中的漂白、消毒等都是氧化还原反应。

●电化学
在所有电化学的反应过程中，无论是用电来带动化学反应(如电镀或电解)，或是利用化学反应来产生电能(电池)，都以氧化还原反应为其核心。

格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女，当她开怀大笑的时候，人们可以发现她一口整齐、洁白的牙齿中享有两颗假牙，其中一颗是黄金的—_塞是她富有的标志，另一颗是不锈钢的——这是一次车祸留下的痕迹。

令人百思不解的是，自从车祸以后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁，医生绞尽脑汁，格林太太的病情仍未好转⋯⋯一位年轻的化学家来看望格林太太，并提出治疗方法——换掉其中的一颗假牙。

这是为什么?由于金和铁是活性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成原电池，产生微小的电流，使得格林太太头疼，因此必须换掉其中的一颗假牙。

●日常生活
家庭、工厂等所需用的能量，绝大部分来自煤或石油等化石燃料的氧化，如汽油燃烧：2C
8H
18
+250
2
→
16C0
2+18H
2
0+能量。

人和动物的呼吸，把葡萄糖氧化为二氧化碳和水，通过呼吸把储藏在食物的分子内的能，转变为存在
于三磷酸腺苷的高能磷酸键的化学能，这种化学能再供给人和动物进行机械运动，维持体温、合成代谢、细胞的主动运输，成为所需要的能量。

剖开苹果，剖面会有褐色的斑斑点点，是因为苹果中含有Fe2+和酚类物质，氧气和酚氧化酶将两者氧化，颜色加深。

若削皮后浸在冷水里，
使其与空气中的氧隔绝，这样酚就不易被氧化为醌。

或放在沸水中烫几分钟，使酚氧化酶失去活性，不易将酚催化为醌。

用高铁酸钠(Na
2FeO
4
；)对来自河湖的淡水消毒是城市饮用水处理新技术,因为在Na
2
FeO
4。

中Fe为+6价，
具有强氧化性，能消毒杀菌。

用K
2Cr
2
O
7
，检验司机酒后驾车，其原理就是运用了氧化还原反应。

K
2
Cr
2
O
7
，是一种橙红色具有强氧化
性的化合物，当它在酸性条件下被还原成Cr3+时，颜色变为绿色．据此，当交警发现汽车行驶不正常时，
就可上前阻拦，并让司机进行酒精检测．司机向填充了吸附有K
2Cr
2
O
7
的硅胶颗粒的装置吹气，如发现硅胶
变色达到一定程度，即可判断司机是酒后驾车。

铁路提速为鲜活水产品、新鲜水果和蔬菜等运输提供了有利条件。

在鲜活鱼的长途运输过程中，必须考虑以下几点：水中需要保持适量的氧气，及时除去鱼呼出的CO
2
气体，防止细菌的大量繁殖。

所以在运输
过程中就要选择适当的供氧剂，其中最常用的就是过氧化钙。

作为供氧剂。

过氧化钙(Ca0
2
)是一种微溶于
水的白色固体，在水中逐步溶解，并与水慢慢反应生成Ca(OH)
2(微溶于水)，并不断放出氧气．生成的Ca(OH)
2
可以吸收鱼所呼出的CO
2气体，这样既在水中保持了适量氧气，又及时除去鱼呼出的CO
2
气体。

因而过氧化
钙就成为一种良好的供氧剂。

在用煤等烧制砖瓦时，用黏土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物转化成Fe
2O
3
而烧制得红砖．若烘烧后
期从窑顶慢慢向下浇水，高温的窑内会产生大量的CO、H
2，它们将红色的物质还原成黑色的Fe
3
O
4
和FeO，同
时还有未燃烧的碳粒，而制得青色砖瓦．
安全火柴的成分：火柴头：氧化剂(KCl0
3、MnO
2
)，易燃物(硫)等。

火柴盒侧面：红磷、三硫化二锑、
黏合剂。

起火原因：摩擦一发热一KClO
3
分解一使红磷着火一引发火柴头上的易燃物燃烧。

优点：红磷与氧化剂分开，比较安全，无毒性。

生活中用到的干电池，汽车上用的蓄电池及空间技术上用的高能电池，在工作时都发生氧化还原反应，否则就不能将化学能转变为电能或将电能转变为化学能。

并不是所有的氧化还原反应都能用来造福人类，有些氧化还原反应会给人类带来危害，如食品的腐败
变质、森林火灾、橡胶的老化、易燃物的自燃、钢铁的锈蚀等．金属接触到O
2、Cl
2
、SO
2
等物质直接引起氧
化还原反应而发生化学腐蚀．不纯的金属接触到电解质溶液时形成原电池而发生电化学腐蚀，如钢铁在潮
湿的空气中发生的电化学腐蚀，其反应的化学方程式为2Fe+0
2+2H
2
0===2Fe(OH)
2
，
4Fe(OH)
2+0
2
+2H
2
0===4Fe(OH)
3
↓，2Fe(OH)
3
===△ Fe
2
3
+3H
2
O。

金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能
等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用，甚至发生事故．据估计，全球每年由于腐蚀而直接损耗的金属材料约占金属年产量的10％．
医学中的氧化还原反应
医学界在针对疾病和老化的系列研究中，发现了“自由基——抗氧化物质”理论．人体内的自由基有许多种，较活泼、带有不成对电子的自由基性质不稳定，具有抢夺其他物质的电子，使自己原本不成对的电子变得成对(较稳定)的特性．而被抢走电子的物质也可能变得不稳定，可能再去抢夺其他物质的电子．于是产生连锁反应，造成这些被抢夺的物质遭到破坏．人体的老化和疾病，极可能就是从这个时候开始的．尤其是近年来位居十大死亡原因之首的癌症，其罪魁祸首便是自由基．我们都知道，经常吃充分富含维生素C 的水果以及蔬菜不仅能够永葆青春还可以有效促进身体健康。

维生素C 作为自由基的最大敌人，是十分超群的抗氧化剂。

它能够有效抑制细胞基本成分的氧化，从而可以帮助减少自由基对皮肤的伤害，加速自由基的消除，减缓皮肤的衰老。

【参考文献】
1、《生活中的氧化还原》作者：邓蕴梅
2、《无处不在的氧化还原反应》作者：杨超
3、《生活中氧化还原反应的"利与弊"》作者：杨春玲
4、《氧化还原反应的应用探析》作者：孙竹梅。