■鄧蘊(yùn)梅

1 前言

化學(xué)作為一門基礎(chǔ)理論學(xué)科，與人們的生活息息相關(guān)，不論是衣、食、住、行、用，還是生活環(huán)境，都包含有極豐富的化學(xué)知識(shí)，生活離不開化學(xué)。環(huán)顧人們所生存的環(huán)境，大至整個(gè)地球中生命的維系，小至日常生活中的枝枝節(jié)節(jié)，都可以看到氧化還原反應(yīng)的痕跡，它是一類重要的化學(xué)反應(yīng)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中都有廣泛的應(yīng)用。

2 氧化還原反應(yīng)應(yīng)用

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1）植物的光合作用。綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量，并且釋放出氧氣，反應(yīng)原理：6H2O＋6CO2＝C6H12O6＋6O2。光合作用是一個(gè)巨大的綠色工廠，制造有機(jī)物，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽能，使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩(wěn)定，對生物的進(jìn)化具有重要的作用。地球上幾乎所有生命活動(dòng)的能源，都是綠色植物通過光合作用儲(chǔ)存起來的。

2）植物的呼吸作用。植物體內(nèi)消耗氧和碳水化合物，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)釋放能量，用來推動(dòng)身體的各項(xiàng)機(jī)能。反應(yīng)原理：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O＋能量。

3）曬田的目的。曬田的主要作用在于通過排水改善通透性，使耕作層中氧的含量增多，還原性有害物質(zhì)如甲烷、硫化氫和亞鐵等的含量因被氧化而減少，促進(jìn)根系向下伸展，使植物粗壯。

2.2 工業(yè)

1）金屬的冶煉。①電解法（k—Al之間）：2Al2O3＝4Al＋3O2↑。②熱還原法（Zn—Cu之間）：Fe2O3＋2Al＝2Fe＋Al2O3。③濕法冶金。

2）化工產(chǎn)品的制造。在化學(xué)史上，有一位化學(xué)家給世人留下激烈的爭論，他是德國化學(xué)家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）。隨著人口增加對糧食的需求增大，為了生產(chǎn)氮肥，對空氣中氮的固定是擺在化學(xué)家面前的一個(gè)重大課題。哈伯勇于追求與探索，成功地設(shè)計(jì)出一套適于高壓實(shí)驗(yàn)的裝置和合成氨的工藝流程，這是人工固氮技術(shù)的重大成就，是化工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高溫、高壓、催化反應(yīng)的第一個(gè)里程碑。合成氨的原料來自空氣、煤和水，是最經(jīng)濟(jì)的人工固氮法。哈伯被人贊揚(yáng)說：“他是天使，為人類帶來豐收和喜悅，是用空氣制造面包的圣人。”1918年，瑞典皇家科學(xué)院因哈伯合成氨發(fā)明的杰出貢獻(xiàn)，授予他諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

工業(yè)合成氨原理：N2＋3H2＝2NH3。該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)。工業(yè)制硝酸、氯氣等均是。

2.3 電化學(xué)

在所有電化學(xué)的反應(yīng)過程中，無論是用電來帶動(dòng)化學(xué)反應(yīng)（如電鍍或電解），或是利用化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電能（電池），都以氧化還原反應(yīng)為其核心。

格林太太是位漂亮、開朗、樂觀的婦女，當(dāng)她開懷大笑的時(shí)候，人們可以發(fā)現(xiàn)她一口整齊、潔白的牙齒中享有兩顆假牙，其中一顆是黃金的——這是她富有的標(biāo)志，另一顆是不銹鋼的——這是一次車禍留下的痕跡。令人百思不解的是，自從車禍以后，格林太太經(jīng)常頭痛、夜間失眠、心情煩躁，醫(yī)生絞盡腦汁，格林太太的病情仍未好轉(zhuǎn)……一位年輕的化學(xué)家來看望格林太太，并提出治療方法——換掉其中的一顆假牙。這是為什么？由于金和鐵是活性不同的兩種金屬，唾液中含有電解質(zhì)，故構(gòu)成原電池，產(chǎn)生微小的電流，使得格林太太頭疼，因此必須換掉其中的一顆假牙。

2.4 日常生活

家庭、工廠等所需用的能量，絕大部分來自煤或石油等化石燃料的氧化，如汽油燃燒：2C8H18＋25O2→16CO2＋18H2O＋能量。

人和動(dòng)物的呼吸，把葡萄糖氧化為二氧化碳和水，通過呼吸把儲(chǔ)藏在食物的分子內(nèi)的能，轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟谌姿嵯佘盏母吣芰姿徭I的化學(xué)能，這種化學(xué)能再供給人和動(dòng)物進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)，維持體溫、合成代謝、細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸，成為所需要的能量。

剖開蘋果，剖面會(huì)有褐色的斑斑點(diǎn)點(diǎn)，是因?yàn)樘O果中含有Fe2＋和酚類物質(zhì)，氧氣和酚氧化酶將兩者氧化，顏色加深。若削皮后浸在冷水里，使其與空氣中的氧隔絕，這樣酚就不易被氧化為醌?；蚍旁诜兴袪C幾分鐘，使酚氧化酶失去活性，不易將酚催化為醌。

常食用富含維生素C的水果、蔬菜會(huì)年輕又健康，維生素C是氧自由基的克星，是卓越的抗氧化劑，能抑制細(xì)胞基本成分的氧化，可以幫助減少自由基對皮膚的傷害，加速自由基消除，減緩皮膚衰老。維生素C還能使難以吸收的Fe3＋還原為 Fe2＋，促進(jìn)Fe2＋的吸收，使得皮膚紅潤，健康。

飲用水的殺菌消毒、用Cr2O3檢驗(yàn)司機(jī)酒后駕車等都是依據(jù)其中的氧化還原反應(yīng)。

3 氧化還原的危害

據(jù)報(bào)道，廣州一家庭主婦在家中打掃衛(wèi)生時(shí)突然暈倒，家人發(fā)現(xiàn)后將她送到醫(yī)院搶救，半小時(shí)后這名主婦停止了呼吸。醫(yī)生化驗(yàn)其血液和胃液，確認(rèn)是氯氣中毒。分析原因，竟是這名主婦為了獲得更強(qiáng)的去污能力，把家用洗滌劑、浴液和廁凈精等3類共5種洗滌用品混合使用，導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。由于廁凈精是用鹽酸兌成的，氯離子的含量較高，而漂白粉中含有次氯酸，所以當(dāng)廁凈精與漂白粉合用或漂白粉與含氯類清潔劑合用時(shí)就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生有毒的氯氣，輕度中毒者會(huì)感到眼、鼻、喉不舒服，重者還會(huì)傷及心肺，當(dāng)有毒氣體在空氣中彌漫到一定濃度時(shí)甚至?xí)萌擞谒赖亍?/p>

根據(jù)《中國腐蝕調(diào)查報(bào)告》一書提供的數(shù)據(jù)，我國年腐蝕損失約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值（GDP）的6%，據(jù)此，如果按2006年GDP的6%計(jì)算，年腐蝕損失可達(dá)上萬億元！這是一個(gè)令人吃驚的數(shù)字！腐蝕可造成事故、危機(jī)人身安全，因腐蝕而發(fā)生的爆炸和人員傷亡的事件時(shí)有發(fā)生。以下是摘錄的媒體報(bào)道，由此可見一斑：“吉林省松原市某自來水廠發(fā)生氯氣泄漏事故，廠區(qū)附近2萬余群眾被緊急疏散，全縣8 000戶居民停水達(dá)10小時(shí)，有兩人在此事故中中毒。發(fā)現(xiàn)是氯氣罐上減壓閥的螺絲由于長時(shí)間被氯氣腐蝕，產(chǎn)生泄漏點(diǎn)，導(dǎo)致了氯氣的泄漏。”

總之，生活中無處不存在化學(xué)反應(yīng)，特別是氧化還原反應(yīng)，所以說世界是化學(xué)的世界，化學(xué)使這個(gè)世界更精彩，要用化學(xué)知識(shí)使生活更加環(huán)保，更加健康！