生活中的氧化还原反应

刘一诺（山东省聊城一中，山东 聊城 252000）

1 氧化还原反应的应用

作为一门基础学科，化学与人们的生活有着密不可分的关系，在人们生活的各个方面，都能够发现化学知识的存在。其中，氧化还原反应是众多化学反应中较为常见的一种，在农业、工业等诸多领域均有应用。

1.1 氧化还原在农业领域的应用

农业中的氧化还原反应现象较为普遍，并且，氧化还原反应对于农业的发展有着极其重要的作用，这里以植物的光合作用和呼吸作用为代表，分析氧化还原反应在农业领域中的应用。

（1）植物的光合作用

植物为实现自身生长，通过光合作用，将水和二氧化碳转化为可以吸收、利用的有机物，并存储能量，产生氧气，其化学反应公式如下所示：

在此过程中，光作为催化剂，参与到化学反应中，通过观察发现，在反应物中，并没有氧气的存在，而在生成物中，就出现了氧气，所以，光合反应过程为氧化还原反应。

在光合作用下，绿色植物不断吸收空气中的二氧化碳，并制造出氧气，从而保证空气中氧气含量的稳定，在保证植物自身生存的同时，也为地球上其它生物提供了生存所必需的氧气。

（2）植物的呼吸作用

与光合作用相反，植物同众多生物一样，需要呼吸，在植物呼吸的过程中，植物会消耗其自身存储的有机物和空气中的氧气，产生一定量的水和二氧化碳，其化学反应公式如下所示：

C6H12O6+6O2=6H2O+6CO2

通过分析该反应公式，可以看出，植物的呼吸作用与光合作用在化学公式上是互逆的，只不过，光合作用需要光来储存能量，而植物的呼吸作用则是释放能量。

1.2 氧化还原反应在工业中的应用

在工业领域，尤其是冶金与化工产品制造行业，对于氧化还原反应的应用较为普遍，下面就对这两种行业中的氧化还原反应进行分析。

（1）冶金行业的氧化还原反应

在金属冶炼过程中，为得到高纯度的金属材料，在物理作用的基础上，还应当采取化学手段加以提纯，其中，使用较为广泛的方法为电解法和热还原法两种。

所谓电解法，是通过电的作用，将化合物进行电离，以产生纯金属，其化学反应方程式如下所示：

在此过程中，需要消耗大量的电能，因此，这种传统的金属冶炼手段已基本被淘汰，取而代之的是目前使用较为广泛的热还原法，利用还原性较强的还原剂，将还原性较差的金属从其它化合物中置换出来，从而达到金属提纯的目的，这里以Fe2O3与H2的氧化还原反应为例，其化学反应公式如下：

Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O

在金属冶炼方面，除了电解法和热还原法之外，还有湿法冶金等一系列与氧化还原有关的方法，在使用时，应根据实际情况进行选择。

（2）化工产品制造中的氧化还原反应

在化工产品制造方面，人类多次利用了氧化还原反应，其中，以德国化学家弗里茨·哈勃所提出的人工固氮技术最具有代表性。随着人口数量的增加，农产品需求不断增加，为实现农产品产量的增加，人们开始大量使用化学肥料，其中，就包括氮肥。

弗里茨·哈伯认为，空气中的主要成分是氮气，通过一系列手段将空气中的氮进行固化，即可解决农业生产中对于氮肥需求量的不断增加。于是，弗里茨·哈伯设计了一整套装置，通过高温、高压、催化反应等一系列程序后，成功实现了人工固氮，为农业发展做出了杰出贡献，为此，弗里茨·哈伯获得了1918年的诺贝尔化学奖。

2 家庭生活中的氧化还原反应

在人们的日常家庭生活中，氧化还原反应无处不在，例如，在做饭时燃烧的天然气、开车时发动机中的汽油的燃烧，以及被咬过一口而慢慢变黄的苹果，这些都是生活中的氧化还原反应。

以咬过一口的苹果为例，由于苹果中含有大量的Fe2+和酚类物质，当其暴露在空气中时，空气中的氧气和酚氧化酶分别会与其发生作用，导致二者氧化，直接表现在与空气直接接触部位的颜色开始变黄，这是由于Fe2+在氧化后变为Fe3+，而Fe3+本身就是黄色的。

为避免咬过的苹果变黄，可以将其放在冷水中，这样一来，苹果与空气隔绝，也就无法发生氧化还原反应，自然也就不会变黄。

3 氧化还原反应的危害

尽管，氧化还原反应在农业、化工制造行业得到了较为广泛的应用，给我们的生活带来了便利，但是，如不对氧化还原反应加以控制，将会导致较为严重的后果。

例如，在家庭清洁过程中，经常会用到各种不同的化学清洁试剂，为了方便，人们习惯于将多种清洁剂进行混合使用，孰不知，洁厕精的主要成分是盐酸，而漂白粉的主要成本则是次氯酸，一旦两者混合，将会发生氧化还原反应，并产生有毒的氯气，其反应公式如下所示：

HCl+HCl=H2O+Cl2↑

由于氯气是无色的气体，无法及时察觉，当空气中氯气浓度超过一定限度时，将会威胁人的生命安全。

4 结语

以氧化还原反应为代表的化学知识改变了我们的生活，在充分利用化学知识的同时，也要掌握化学反应所存在的危害，避免因此对人造成的伤害。随着化学研究的深入进行，越来越多的化学反应将被应用于人们的生活之中，为人们的生活带来便利。

[1]浅谈氧化还原反应的实际应用[J].张仁强,张旭阳.教育教学论坛.2017(31).

[2]氧化还原反应在生活中的体现[J].陈存英.长春理工大学学报.2011(02).

[3]浅析氧化还原反应的应用[J].张振.商.2014(05).