环保工程师考试基础知识：氧化还原
氧化还原重点规律总结
对实验数据进行处理和分析，提 取有用的信息和结论，为后续的 研究和应用提供支持。
03
对实验结果进行评估和总结，指 出实验的优缺点和改进方向，为
后续的实验提供参考和借鉴。
04
05
常见问题解答
如何判断氧化剂和还原剂？
判断氧化剂和还原剂，首先要明确氧化剂在反应中得到电子，还原剂在反 应中失去电子。
在实验过程中要掌握正确的操 作技巧，如温度控制、搅拌速 度等，以确保实验结果的准确 性和可靠性。
在实验结束后应及时整理实验 数据和结果，为后续的数据处 理和分析提供依据。
实验数据分析与处理
01
对实验数据进行整理和筛选，去 除异常值和误差较大的数据。
02
根据实验目的和要求选择合适的 分析方法和技术手段，如谱图分
氧化数概念
定义
氧化数是表示原子或分子在氧化还原 反应中得失电子数的数值。
规则
在化合物中，正负化合价的代数和为 零；在单质中，氧化数为零。
氧化还原反应方程式配平
原理
根据得失电子守恒原理，通过调整化学计量数使氧化剂和还原剂得失电子数相等，电池法等方法进行配平。
失电子守恒的规律。
电子转移的方向通常是从失电 子的还原剂转移到得电子的氧 化剂，通过化合价的变化来体
现。
如何应用氧化还原反应解决实际问题？
01
应用氧化还原反应解决实际问 题时，首先要分析反应物和产 物的性质，明确反应过程中电 子转移的方向和数目。
02
其次，要了解氧化还原反应在 实际生产和生活中的应用，如 电镀、金属冶炼、燃料电池等 。
燃料电池
燃料电池利用氧化还原反应将化学能转化为电能。
氧化还原反应在环境科学中的应用
氧化还原知识点归纳总结
氧化还原知识点归纳总结1.了解氧化还原反应的本质是电子转移；2. 能正确理解氧化还原反应的概念及概念间的相互关系；3.能用单、双线桥正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目；4.能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
5.掌握氧化还原反应方程式的配平方法和技巧；6.灵活运用电子转移守恒法进行氧化还原反应的相关计算。
一、氧化还原反应的相关概念 1．本质和特征2．有关概念及其相互关系例如：反应4HCl(浓)＋MnO 2=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 中，氧化剂是MnO 2，氧化产物是Cl 2，还原剂是HCl ，还原产物是MnCl 2；生成1 mol Cl 2时转移电子的物质的量为2_mol ，被氧化的HCl 的物质的量是2_mol 。
3．氧化还原反应中电子转移的表示方法 (1)双线桥法请标出Cu 与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：(2)单线桥法请标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：4．常见的氧化剂和还原剂(1)常见氧化剂常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。
如：(2)常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。
如：(3)具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性具有中间价态的物质氧化产物还原产物Fe2＋Fe3＋FeSO2－3SO2－4SH2O2O2H2O其中：Fe2＋、SO2－322二、物质氧化性、还原性强弱的比较1．氧化性、还原性的判断(1)氧化性是指物质得电子的性质(或能力)；还原性是指物质失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。
如：Na －e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。
(3)从元素的价态考虑：最高价态——只有氧化性，如Fe3＋、H2SO4、KMnO4等；最低价态——只有还原性，如金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性又有还原性，如Fe2＋、S、Cl2等。
8.2 氧化还原
高级氧化技术
类Fenton试剂法
― 在常规Fenton试剂中引入UV、光能、超声、微波、电等方法，提 高H2O2的催化分解产生OH的效率，增强了其氧化能力并节省试 剂用量。
• 电Fenton： ― 在酸性溶液中，电极通直流电，使O2在阴极通过还原反应生成 H2O2，与溶液中的Fe2+构成Fenton试剂。若用Fe做阳极，可直 接有阳极氧化溶解生成Fe2+。
Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O CrO42- + 8H+ + 3e → Cr3+ + 4H2O 间接还原： 电解还原处理含铬废水，以铁板为阳极： 阳极： Fe - 2e- →Fe2+ CrO42- + 3Fe2+ + 8H+ →Cr3+ + 3Fe3+ + 4H2O
生成物应该无害，不需二次处理 价格合理，容易获得 常温下反应迅速，不需加热 反应时pH（所需）不太高或太低
与生物氧化法相比，氧化还 原法需较高的运行费用。因 此，目前氧化还原法仅用于 饮用水处理、特种工业用水 处理、有毒工业废水处理和 以回用为目的的废水深度处 理等有限场合。
还原法
药剂还原法—含铜废水处理
反应如下： CuSO4＋Na2S2O4＝Na2SO4＋Cu＋2SO2↑
处理后滤液中含有亚硫酸及过量的连二亚硫酸钠，有很强 的还原性，可以用于处理含六价铬废水。
还原法
药剂还原法—含汞废水处理
― 处理方法是将Hg2+还原为Hg，加以分离和回收。
― 采用的还原剂为比汞活泼的金属(铁屑、锌粒、铅粉、钢屑等)、硼 氢化钠和醛类等。
氧化还原法
第九章氧化还原法第一节概述一、氧化还原的基础通过氧化或还原，将水中溶解性物质→无害物◆无机物：失去电子过程→氧化过程，失去电子的物质→还原剂得到电子过程→还原过程，得到电子的物质→氧化剂每个物质都有各自的氧化态和还原态。
氧化还原能力（失去或得到电子的能力）：―――氧化还原电位作为指标。
标准氧化还原电位E0，以氢的电位值作为基准，氧化态和还原态的浓度为1.0M 时所测的值，由负值到正值依次排列。
E0 越大，氧化性越大，如：E0/(S/S2-)=-0.428 VE0/(Cr2O72-/2Cr3+)=1.33V…E0/(Cl2/2Cl-)=1.36VE0/(MnO4-/Mn)=1.51V当物质浓度不为1.0M 时可用能斯特方程计算：E＝E0 ＋ RT/nF ln [氧化态]/[还原态]R:气体常数； T：绝对温度F：法拉第常数；n：反应中转移的电子数位置在前者可以作位置在后者的还原剂，放出电子。
◆有机物：难以用电子的转移来分析（因为涉及到共价健，电子的移动很复杂，只是发生电子云密度变动）氧化：加氧或去氢反应，或生成CO2，H2O还原：加氢或去氧反应三、基本原理通过药剂与污染物的氧化还原反应，把废水中有毒害的污染物转化为无毒或微毒物质的处理方法称为氧化还原法。
废水中的有机污染物(如色、嗅、味、COD)及还原性无机离子(如CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等)都可通过氧化法消除其危害，而废水中的许多重金属离子(如汞、镉、铜、银、金、六价铬、镍等)都可通过还原法去除。
废水处理中最常采用的氧化剂是空气、臭氧、氯气、次氯酸钠及漂白粉；常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠、水合脏及铁屑等。
在电解氧化还原法中，电解槽的阳极可作为氧化剂，阴极可作为还原剂。
投药氧化还原法的工艺过程及设备比较简单，通常只需一个反应池，若有沉淀物生成，尚需进行因液分离及泥渣处理。
电解氧化还原法的工艺过程及设备均有其特殊性，将辟专节讨论。
氧化还原法
Cl2 + H2O HOCl + HCl NaOCl Na+ + OCl-
第二节 化学氧化法
第一阶段：局部氧化阶段
CN- + OCl- + H2O CNCl+2OH-43; Cl- + H2O
②
注: 反应①速度快，与pH无关,中间产物CNCl在酸性 介质中较稳定，易挥发，其毒性和HCN相当。
Fenton试剂： H2O2(氧化剂)+ Fe2+(催化剂) H2O2在Fe2+的作用下，可分解产生氧化能力很强的 游离基HO·，反应过程：
Fe2++ H2O2 HO·+ H2O2 HO2·+ H2O2 Fe2++ HO·
Fe3++ OH- + HO·
HO2·+ H2O O2+ H2O+HO· Fe3++ OH-
① pH值(H+、OH-)影响着物质的存在形态。 ② H+参与反应，[H+]影响反应速度的快慢。
第二节 化学氧化法
化学氧化剂
①活泼非金属中性分子 如 Cl2、O2、O3、H2O2、ClO2等。
②含氧酸根及高价金属离子 如 ClO-、MnO4-、Cr2O7-、Fe3+等。
③新生态O原子
第二节 化学氧化法
Fe3++ H2O2
Fe2++ HO2- + H+
HO·可从有机物分子上抽出H原子或加成到双键上，
形成有机游离基，最终形成含羟基过氧化物，
第二节 化学氧化法
(二) 影响氧化反应的因素 （1）pH值: 最佳pH为3， （2）Fe2+的浓度: H2O2: Fe2+=10:1 （3）H2O2的投加量和投加方式:
《氧化还原反应》 知识清单
《氧化还原反应》知识清单一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是化学反应中一类重要的反应类型，它涉及到物质的电子转移。
氧化反应是指物质失去电子的过程，而还原反应则是物质得到电子的过程。
在一个氧化还原反应中，氧化和还原是同时发生的，有物质被氧化，就必然有物质被还原。
氧化剂是在反应中得到电子的物质，它具有氧化性，能够使其他物质发生氧化反应。
而还原剂则是在反应中失去电子的物质，它具有还原性，能够使其他物质发生还原反应。
例如，在反应 2H₂＋ O₂＝ 2H₂O 中，氢气（H₂）失去电子被氧化，是还原剂；氧气（O₂）得到电子被还原，是氧化剂。
氧化产物是发生氧化反应后的产物，还原产物则是发生还原反应后的产物。
在上述反应中，水（H₂O）中的氧元素来自于氧气，是还原产物；氢元素来自于氢气，是氧化产物。
二、氧化还原反应的特征氧化还原反应的特征是元素化合价的升降。
化合价升高的元素发生氧化反应，化合价降低的元素发生还原反应。
例如，在反应 Fe ＋ CuSO₄＝ FeSO₄＋ Cu 中，铁（Fe）的化合价从 0 价升高到＋2 价，发生了氧化反应；铜（Cu）的化合价从＋2价降低到 0 价，发生了还原反应。
通过判断化合价的变化，可以确定一个反应是否为氧化还原反应。
但需要注意的是，有些物质中元素的化合价不容易判断，这就需要我们熟悉常见元素的化合价以及化合物中化合价的代数和为零这一原则。
三、氧化还原反应的实质氧化还原反应的实质是电子的转移。
电子的转移包括电子的得失和电子对的偏移。
在离子化合物中，电子的转移表现为电子的得失。
比如氯化钠（NaCl）的形成过程中，钠原子失去一个电子形成钠离子（Na⁺），氯原子得到一个电子形成氯离子（Cl⁻）。
在共价化合物中，电子的转移表现为电子对的偏移。
例如氯化氢（HCl）的形成，氢原子和氯原子共用一对电子，但由于氯原子对电子的吸引力更强，电子对偏向氯原子，导致氢元素显＋1 价，氯元素显－1 价。
四、氧化还原反应的表示方法1、双线桥法用双线桥法表示氧化还原反应时，要分别从反应物中化合价发生变化的元素指向生成物中相应的元素，桥上标明电子的得失及数目。
第10章氧化还原(环境工程原理中北)
KMnO4、K2Cr2O7、KNO3、Na2O2、MnO2等。
既可做氧化剂又可做还原剂：例如，Na2O2、H2O2、S、SO2 等，但它们以一种性质为主，Na2O2、H2O2、S主要做氧化剂； Fe2+、SO2主要做还原剂。
第二节 药剂氧化法
氯氧化法 (一) 应用 给水处理 废水处理 (二) 常用药剂 液氯、漂白粉、次氯酸钠，二氧化氯等。
生成的二氧化锰在水中的溶解度很低，以水合二氧化锰胶体的形 式从水中析出。由于水合二氧化锰胶体的作用，使高锰酸钾在中性条 件下具有很高的去除水中微污染物的效能。
在碱性溶液中的氧化性也较弱
MnO4-+e- = MnO42-
E =0.564V
第二节 药剂氧化法
氧化有机污染物的机理
高锰酸钾参加的氧化反应种类繁多，机理复杂，影响因素也较多。同 一个反应，介质不同，反应机理也可能不同。有时对某一反应很难用单 一的机理来说明。 在酸性条件下，通常是通过提供氧原子而不是通过生成羟基自由基进
第二节 药剂氧化法
第二阶段：完全氧化阶段
CNO-的毒性只有HCN的千分之一，为保证水
体安全，增加药剂投加量，完全破坏C-N键。 2CNO- + OCl3、工艺流程
CO2↑+N2↑+3Cl- + CO32-
氧化剂
碱
酸
氧化剂
废水
集水池
第一反应池
第二反应池
排水
第二节 药剂氧化法
控制条件
第一阶段：pH＝10～11，反应时间10-15min，
强，值愈小，其还原性愈强。
RT 氧化态 EE ln nF 还原态
第一节 氧化还原的基本概念
有机物的氧化还原过程
最全氧化还原反应知识点总结
一、氧化还原基本概念1、四组重要概念间的关系(1)氧化还原反应：凡是反应过程中有元素化合价变化(或电子转移)的化学变化叫氧化还原反应。
氧化还原反应的特征：元素化合价的升降；氧化还原反应的实质：电子转移。
(2)氧化反应和还原反应：在氧化还原反应中，反应物所含元素化合价升高(或者说物质失去)电子的反应成为氧化反应；反应物所含元素化合价降低(或者说是物质得到电子)的反应称为还原反应。
(3)氧化剂、还原剂是指反应物。
所含元素化合价降低的物质叫做氧化剂，所含元素化合价升高的物质叫做还原剂。
(4)氧化产物、还原产物是指生成物。
所含元素化合价升高被氧化，所得产物叫做氧化产物，所含元素化合价降低被还原，所得产物叫做还原产物。
关系：口诀：化合价升．高，失．电子，被氧．化，还．原剂，氧．化反应；（升失氧还氧）化合价降．低，得．电子，被还．原，氧．化剂，还．原反应；（降得还氧还）2、氧化还原反应与四种基本反应类型注意：有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应均为氧化还原反应。
二、氧化还原反应的有关计算1．氧化还原中的电子转移表示法(1)双线侨法：在反应物和生成物之间表示电子转移结果，该法侧重于表示同一元素的原子或离子间的电子转移情况，如注意：○1线桥从方程式的左侧指向右侧；○2箭头不表示得失，只表示变化，所以一定要标明“得”或“失”。
(2)单线桥法：在反应物中的还原剂与氧化剂之间箭头指向氧化剂，具体讲是箭头从失电子的元素出发指向得电子的元素。
如三、氧化还原反应的类型1．还原剂+氧化剂氧化产物+还原产物此类反应的特点是还原剂和氧化剂分别为不同的物质，参加反应的氧化剂或还原剂全部被还原或氧化，有关元素的化合价全部发生变化。
例如：2．部分氧化还原反应此类反应的特点是还原剂或氧化剂只有部分被氧化或还原，有关元素的化合价只有部分发生变化，除氧化还原反应外，还伴随非氧化还原反应。
例如3．自身氧化还原反应自身氧化还原反应可以发生在同一物质的不同元素之间，即同一种物质中的一种元素被氧化，另一种元素被还原，该物质既是氧化剂又是还原剂；也可以发生在同一物质的同种元素之间，即同一物质中的同一种元素既被氧化又被还原。
氧化还原反应知识点归纳
氧化还原一、概念1、氧化反应：元素化合价升高的反应还原反应：元素化合价降低的反应氧化还原反应：凡有元素化合价升降的化学反应就是氧化还原反应2、氧化剂和还原剂(反应物)氧化剂：得电子(或电子对偏向)的物质------氧化性：氧化剂具有的得电子的能力 还原剂：失电子(或电子对偏离)的物质------还原性：还原剂具有的失电子的能力3、氧化产物：氧化后的生成物还原产物：还原后的生成物。
4、被氧化：还原剂在反应时化合价升高的过程被还原：氧化剂在反应时化合价降低的过程5、氧化性：氧化剂具有的得电子的能力还原性：还原剂具有的失电子的能力6、氧化还原反应的实质：电子的转移(电子的得失或共用电子对的偏移 口诀：失．电子，化合价升．高，被氧．化（氧化反应），还原剂； 得．电子，化合价降．低，被还．原（还原反应），氧化剂；7、氧化还原反应中电子转移（或得失）的表示方法（1）双线桥法：表示同种元素在反应前后得失电子的情况。
用带箭头的连线从化合价升高 的元素开始，指向化合价降低的元素，再在连线上方标出电子转移的数目．化合价降低 +ne － 被还原氧化剂 ＋ 还原剂 ＝ 还原产物 ＋ 氧化产物化合价升高 －ne － 被氧化（2）单线桥法：表示反应物中氧化剂、还原剂间电子转移的方向和数目。
在单线桥法中， 箭头的指向已经表明了电子转移的方向，因此不能再在线桥上写“得”、“失” 字样．二、物质的氧化性强弱、还原性强弱的比较。
氧化性→得电子性，得到电子越容易→氧化性越强还原性→失电子性，失去电子越容易→还原性越强由此，金属原子因其最外层电子数较少，通常都容易失去电子，表现出还原性，所以，一般来说，金属性也就是还原性；非金属原子因其最外层电子数较多，通常都容易得到电子，表现出氧化性，所以，一般来说，非金属性也就是氧化性。
1.‘两表’一规律‘（1）根据金属活动性顺序表判断:一般来说，越活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越容易，其阳离子得电子还原成金属单质越难，氧化性越弱；反之，越不活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越难，其阳离子得电子还原成金属单质越容易，氧化性越强。
氧化还原现象知识点总结
氧化还原现象知识点总结一、氧化还原反应的概念和基本原理1.1 氧化还原反应的定义氧化还原反应是指在化学反应中，发生氧化和还原现象的反应。
氧化是指物质失去电子，而还原是指物质获得电子的过程。
1.2 氧化还原反应的基本原理氧化还原反应是由于电子转移而引起的化学反应，其中包括氧化剂和还原剂。
氧化剂是一种可以接受电子的物质，它在反应中发生还原；还原剂是一种能够给出电子的物质，它在反应中发生氧化。
1.3 氧化还原反应的符号表示氧化还原反应可以通过化学方程式来表示。
在化学方程式中，氧化剂和还原剂通过电子的转移而发生化学变化。
1.4 氧化还原反应的基本特点氧化还原反应的基本特点包括电子转移、原子氧化数的变化、化学方程式的平衡等特点。
二、氧化还原反应的性质和规律2.1 氧化还原反应的观察性质氧化还原反应的观察性质包括颜色、气体的释放、温度的变化等。
2.2 氧化还原反应的速率和影响因素氧化还原反应的速率受反应物浓度、温度、触媒等影响。
在一定条件下，氧化还原反应速率可以准确的用速率方程式表示。
2.3 氧化还原反应的热效应氧化还原反应在进行过程中会放出热量或吸收热量，这一现象称为热效应。
氧化还原反应的热效应可以用热化学方程式来表示。
2.4 氧化还原反应的化学平衡氧化还原反应同样会出现化学平衡的现象，化学平衡的条件和特点与普通的化学反应相似。
三、氧化还原反应的应用3.1 氧化还原反应在生活中的应用氧化还原反应在生活中有着广泛的应用，包括氧化反应用于染料的生产、还原反应用于食品的加工等。
3.2 氧化还原反应在工业中的应用氧化还原反应在工业生产中起着重要的作用，例如铝的电解、金属的冶炼等都涉及到氧化还原反应。
3.3 氧化还原反应在环境保护中的应用氧化还原反应在环境保护中也有着广泛的应用，例如废水的处理、大气污染的防治等都离不开氧化还原反应的原理和方法。
四、氧化还原反应的实验方法4.1 氧化还原反应的定性实验氧化还原反应的定性实验通常采用观察颜色的变化、气体的释放等方法来判断反应是否发生。
第三节 氧化还原法
1.反应机理
在亚铁离子催化下，双氧水能产生两种活泼的 自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机 物和还原性物质的氧化 。
2.影响因素
1) pH：3~6 2) Fe2+浓度 3）H2O2 4） Fe2+ /H2O2
光催化氧化法原理
光催化氧化法是以n型半导体为敏化剂的特殊光 敏化反应，当用能量大于禁带宽度的光照射n型半导 体催化剂时，其满带上电子被激发，越过禁带，进入 导带，同时在满带上形成相应的电子孔穴，即在满带 和导带上分别产生孔穴和自由电子。若半导体此时处 于激发状态中，则在电场作用下，电子与孔穴分离并 迁移到粒子表面的不同位置，光生空穴有很强的得电 子能力，可夺取半导体颗粒表面上的有机物或溶剂中 的电子，使原本不吸收入射光的物质活化氧化，而电 子受体则可以通过接受表面上的电子而被还原。水溶 液中的光催化氧化反应，在半导体表面失去电子的主 要是水分子，水分子经过反应后生成氧化能力很强的 羟基自由基· OH,可以氧化多种有机物。可作催化剂的 物质包括TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3等。
氯氧化法处理工艺及设备 1.处理方法
间歇式或连续式 2.处理设备 a 投氯装置 氯瓶和加氯机 、调制和投加设备 、 ClO2发生器等 b接触反应池 反应时间一般为0.5～1.5h。
二氧化氯产生方法
1.化学法
工艺原理： 2NaClO3＋4HCl＝ 2ClO2↑ ＋Cl2↑＋2NaCl ＋2H2O 5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O
五、化学还原法
1.化学药剂还原
亚硫酸钠、硼氢化钠等
氧化还原重要知识点总结
氧化还原重要知识点总结一、氧化还原反应的基本概念1.1 氧化还原反应的定义氧化还原反应又称电子传递反应，是指化学反应中原子的电子分布发生改变的过程。
在氧化还原反应中，通常涉及到一种物质失去电子（氧化反应），同时另一种物质获得这些电子（还原反应）。
氧化反应和还原反应总是伴随着发生。
1.2 氧化还原反应的特征氧化还原反应的特征主要包括：电子转移、氧化数的变化、产生新的物质以及释放能量等。
1.3 氧化还原反应的符号表示氧化还原反应通常用化学方程式表示。
其中，被氧化的物质称为还原剂，而氧化还原反应中受电子转移的物质称为氧化剂。
方程式中的原子核和电子数都要相等，以满足守恒原理。
二、氧化还原反应的基本规律2.1 氧化数的变化规律在氧化还原反应中，原子由于失去或获得电子而发生氧化数的变化。
一般来讲，氧化剂的氧化数减小，而还原剂的氧化数增加。
氧化数的变化规律是氧化还原反应基本规律的体现。
2.2 氧化还原反应的类型氧化还原反应主要分为五种类型：金属与非金属的氧化还原反应、非金属与非金属的氧化还原反应、金属与非金属的置换反应、金属与非金属的还原反应、氧化还原反应的电化学反应。
2.3 影响氧化还原反应的因素氧化还原反应受多种外界因素的影响，包括温度、压力、催化剂等。
合理地控制这些因素能够提高氧化还原反应的效率。
三、氧化还原反应的应用3.1 电池中的氧化还原反应电池是利用氧化还原反应来提供电能的装置。
在电池中，氧化还原反应使得正负极之间发生电荷转移，产生电能。
各类电池都基于不同的氧化还原反应原理。
3.2 金属的腐蚀金属腐蚀也是一种氧化还原反应。
金属表面的氧化反应会导致金属失去电子，发生腐蚀。
合金、镀层等都是减缓金属腐蚀的方法，而这些方法也依赖于氧化还原反应的基本原理。
3.3 工业生产中的氧化还原反应氧化还原反应在工业生产过程中有着广泛的应用。
例如，在冶炼金属、制备化工产品、炼油等过程中，都离不开氧化还原反应的促进。
3.4 生物体内的氧化还原反应生物体内的代谢过程也离不开氧化还原反应的参与。
氧化还原知识点总结
氧化还原知识点总结一、氧化还原反应的基本概念1. 氧化还原反应是指在化学反应中，原子失去或者获得电子的过程。
这些过程表现为电子的转移，原子在这一过程中改变了氧化态。
2. 在氧化还原反应中，氧化剂是指接受电子的物质，而还原剂则是指失去电子的物质。
二、氧化还原反应的特征1. 氧化还原反应中会伴随着氧气的释放或者吸收，因此也称为氧化反应。
2. 氧化还原反应中常伴随着电子的转移，电子的流动方向决定了反应的进行方向。
三、氧化还原反应的判定1. 氧化剂是指增加正电荷的离子或者原子，一个通常的判断方式是通过观察反应中是否有氧气的释放。
2. 还原剂是指增加负电荷的离子或者原子，也可以通过观察反应中电子的流动方向来判断。
四、氧化还原反应的应用1. 氧化还原反应在生活中有着广泛的应用，例如自然界的许多现象，如铁的生锈、光合作用等都是氧化还原反应。
2. 工业上也有着许多氧化还原反应，例如电镀过程、焊接、电池反应等都是基于氧化还原反应的原理。
五、氧化还原反应的平衡1. 氧化还原反应的平衡是指在反应进行过程中，各种物质的浓度达到一定的平衡状态，此时反应速率相等。
2. 氧化还原反应的平衡可以通过改变反应条件如温度、压力来调整。
六、氧化还原反应的计算1. 氧化还原反应的计算通常包括反应物和生成物的摩尔计算、化学计算等。
2. 通过化学计算，可以根据反应方程式的化学反应物质的质量、摩尔量、成分关系等来进行氧化还原反应的计算。
七、氧化还原反应的实验1. 在实验中，可以通过颜色变化、气体的生成等来观察氧化还原反应的发生。
2. 还可以通过测定反应前后离子的浓度变化，电子的转移方向等来验证氧化还原反应的进行。
八、氧化还原反应的应用1. 氧化还原反应在生活中的应用十分广泛，例如金属发生氧化反应会造成腐蚀、光合作用是植物利用水分解释放氧气的过程等。
2. 氧化还原反应在化工领域也有广泛应用，例如电镀、焊接、电池反应等都是氧化还原反应的应用。
在学习氧化还原反应时，我们需要了解氧化还原反应的基本概念、特征、判定、应用，并学会通过实验和计算来掌握氧化还原反应的基本原理和应用。
第12节 氧化还原
第12章 氧化还原本章提要：介绍了药剂氧化法、药剂还原法、电解法、高级氧化技术以及催化湿式氧化技术的基本原理、方法及其在水处理中的应用。
氧化还原是通过药剂、电解等方式将水中有毒有害物质转化为无毒无害物质的过程。
是处理含铬、含氰等有毒有害废水的常用方法，也是处理难降解有机物的有效方法。
随着湿式氧化、超临界氧化、催化湿式氧化技术的发展，在工业废水治理中应用将越来越重要。
本章重点：氧化还原法的原理及其在各类废水处理中的应用。
本章难点：高级氧化技术。
12.1 药剂氧化还原12.1.1 概述通过化学反应，水中呈溶解状的无机物和有机物被氧化或还原为低浓度或无毒的物质，或转化成易于和水分离的形态，从而达到处理的目的，这种处理方法称为氧化还原法。
1. 无机物的氧化还原对简单无机物而言，氧化还原过程为参与反应的物质得失电子的过程。
氧化剂的氧化能力和还原剂的还原能力是相对的，可通过各自的标准电极电位E 0的数值来初步比较其强弱电极反应其 Nernst 方程式为][ln 0还原态氧化态RTE E += (12-1)式中 R ——气体常数，R T ——绝对温度（K ）；F ——法拉第常数，F =96500C/mol ；n ——反应中电子转移的数目。
当温度为25℃时，将R 、T 、F 值代入，并换算为常用对数，则式（12-1）可写为]m o l []浓度m o l 氧化态的[lg 0591.00浓度还原态的n E E += (12-2)应用E 0，还可求出氧化还原反应的平衡常数K0592.0ln 0nE K = (12-3)利用上述公式求出的E 及K ，即可分别判断氧化剂和还原剂的相对强弱、氧化还原反应进行的方向及其程度等。
2. 有机物的氧化还原（1） 有机物氧化还原的判断 无机物的氧化还原为电子的转移过程，可应用电极电位分析判断。
在实际中，可根据某些经验方法来判断有机物的氧化还原反应。
（2） 有机物的氧化性 有机物都具有易燃烧的特性，而燃烧是一种高温氧化的过程，易被氧化也是有机物的共性。
环保工程师知识点：氧化还原
环保工程师知识点：氧化还原环保工程师知识点：氧化还原氧化还原反应是化学反应前后，元素的氧化数有变化的一类反应。
下面yjbys店铺为大家准备了关于氧化还原的知识点，欢迎阅读。
1氧化还原法原理氧化还原法：通过氧化还原反应将废水中的溶解性污染物质去除的方法。
化学反应中，失去电子的过程叫氧化，失去电子的物质称还原剂，在反应中被氧化，得到电子的过程叫还原，而得到电子的物质叫氧化剂，在反应中被还原。
每个物质都有各自的氧化态和还原态，其氧化还原电位的高低决定了该物质的氧化还原能力。
废水的氧化还原处理法又可分为氧化法和还原法两类。
2氧化法常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白剂、次氯酸钠、二氧化氯、三氯化铁、过氧化氢和电解槽的阳极等。
1、氯氧化法⑴原理：氯氧化法采用氯系氧化剂，如次氯酸钠、漂白剂和液氯等，主要用于去除废水中的氰(qíng)化物、硫化物、酚、醇、醛、油类以及对废水进行脱色、脱臭、杀菌等处理。
⑵氯氧化法处理含氰废水电镀含氰废水中的氰主要以游离氰和络合离子氰两种形态存在。
一般游离状态的毒性较大，而络合离子状态的毒性较小。
氯氧化氰(qíng)化物的过程分两个阶段进行：首先是在碱性条件下氰(qíng)化物被氧化成毒性和氰(qíng)化氢差不多的挥发性物质氯化氰，在pH值为10～11时，在10多分钟内可将氯化氰转化为毒性很小的氰酸根离子，这也称作局部氧化法。
为防止处理水中含有剧毒物质氯化氰，其处理工艺条件应进行如下控制：①废水的pH值宜大于11。
②废水中除含游离氰外还常常含有络合氰，考虑到废水中同时还含有其它还原性物质存在，实际氧化剂的用量要比用公式计算的理论用量有所增加，以次氯酸纳计为含氰量的5～8倍。
③温度对反应的影响不大④对废水进行搅拌可以加速反应。
第二阶段是进行完全氧化反应，即进一步投加氯氧化剂，破坏碳—氮键，使其转化为二氧化碳和氮气。
完全氧化处理法工艺条件是：必须在局部氧化处理的基础上，一般pH值为7.5～8.5，氧化剂的'用量为局部氧化法的1.1～1.2倍，药剂应分两次投加。
氧化还原法原理
氧化还原法原理氧化还原法原理氧化还原法是通过氧化还原反应将废水中的溶解性污染物质去除的方法。
化学反应中，失去电子的过程叫氧化，失去电子的物质称还原剂，在反应中被氧化，得到电子的过程叫还原，而得到电子的物质叫氧化剂，在反应中被还原。
每个物质都有各自的氧化态和还原态，其氧化还原电位的高低决定了该物质的氧化还原能力。
废水的氧化还原处理法又可分为氧化法和还原法两类。
常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯、三氯化铁、过氧化氢和电解槽的阳极等。
1、氯氧化法原理：氯氧化法采用氯系氧化剂，如次氯酸钠、漂白粉和液氯等，主要用于去除废水中的氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类以及对废水进行脱色、脱臭、杀菌等处理。
2、臭氧氧化法(1)臭氧的特性臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。
在理想的反应条件下，臭氧可以把水溶液中大多数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态，对水中有机物有强烈的氧化降解作用，还有强烈的消毒杀菌作用。
臭氧的性质主要有：①不稳定性;②溶解性;③毒性;④氧化性;⑤腐蚀性。
(1)臭氧氧化的接触反应装置废水的臭氧处理是在接触反应器中进行，为了使臭氧与水中充分反应，应尽可能使臭氧化空气在水中形成微小气泡，并采用气液两相逆流操作，以强化传质过程。
常用的臭氧化空气投加设备有多孔扩散器、乳化搅拌器、射流器等。
(2)臭氧处理工艺设计设计内容主要有两方面：一是臭氧发生器型号和台数的确定，确定的依据是臭氧投加量，臭氧化空气中臭氧的浓度和臭氧发生器工作的压力，二是臭氧布气装置和接触反应池容积的确定，确定的依据是布气装置性能和接触反应时间，一般为5～10 分钟。
(3)臭氧在废水处理中的应用发展很快，近年来，随着一般公共用水污染日益严重，要求进行深度处理，国际上再次出现了以臭氧作为氧化剂的`趋势。
臭氧氧化法在水处理中主要是使污染物氧化分解，用于降低BOD.COD，脱色，除臭、除味、杀菌、杀藻、除铁、锰、氰、酚等。
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环保工程师考试基础知识：氧化还原
大纲要求：了解氧化还原处理技术
1.1氧化还原法原理
氧化还原法：通过氧化还原反应将废水中的溶解性污染物质去除的方法。
化学反应中，失去电子的过程叫氧化，失去电子的物质称还原剂，在反应中被氧化，得到电子的过程叫还原，而得到电子的物质叫氧化剂，在反应中被还原。
每个物质都有各自的氧化态和还原态，其氧化还原电位的高低决定了该物质的氧化还原能力。
废水的氧化还原处理法又可分为氧化法和还原法两类。
1.2氧化法
常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯、三氯化铁、过氧化氢和电解槽的阳极等。
1、氯氧化法
原理：
氯氧化法采用氯系氧化剂，如次氯酸钠、漂白粉和液氯等，主要用于去除废水中的氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类以及对废水进行脱色、脱臭、杀菌等处理。
2、臭氧氧化法
⑴臭氧的特性
臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。
在理想的反应条件下，臭氧可以把水溶液中大多数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态，对水中有机物有强烈的氧化降解作用，还有强烈的消毒杀菌作用。
臭氧的性质主要有：
①不稳定性;②溶解性;③毒性;④氧化性;⑤腐蚀性。
⑵臭氧氧化的接触反应装置
废水的臭氧处理是在接触反应器中进行，为了使臭氧与水中充分反应，应尽可能使臭氧化空气在水中形成微小气泡，并采用气液两相逆流操作，以强化传质过程。
常用的臭氧化空气投加设备有多孔扩散器、乳化搅拌器、射流器等。
⑶臭氧处理工艺设计
设计内容主要有两方面：一是臭氧发生器型号和台数的确定，确定的依据是臭氧投加量，臭氧化空气中臭氧的浓度和臭氧发生器工作的压力，二是臭氧布气装置和接触反应池容积的确定，确定的依据是布气装置性能和接触反应时间，一般为5～10分钟。
⑷臭氧在废水处理中的应用发展很快，近年来，随着一般公共用水污染日益严重，要求进行深度处理，国际上再次出现了以臭氧作为氧化剂的趋势。
臭氧氧化法在水处理中主要是使污染物氧化分解，用于降低BOD.COD，脱色，除臭、除味、杀菌、杀藻、除铁、锰、氰、酚等。
⑸臭氧氧化法的优缺点
优点：氧化能力强，对脱色、除臭、杀菌、去除有机物和无机物等效果，无二次污染，制备臭氧只用空气和电能，操作管理方便;
缺点：投资大，运行费用高。
3、过氧化氢氧化法
过氧化氢价格较高，单独使用时氧化反应过程过于缓慢，所以目前多利用投加催化剂的方法以促进氧化过程。
常用的催化剂有硫酸亚铁、络合铁、铜、锰、天然酶或芬顿试剂等。
过氧化氢与二价铁离子作用，能产生羟基自由基，其氧化能力仅次于氟，能使许多难于生物降解及一般化学氧化法难于氧化的有机物氧化分解。
4、光氧化法
目前由光分解和化学分解组合成的光催化氧化法已成为废水处理领域中的一项重要技术。
常用光源为紫外光，常用氧化剂有臭氧和过氧化氢等。
紫外光和臭氧法是光催化氧化法中比较成功的一种，能有效地去除水中卤代烃、苯、醇类、酚类、醛类、硝基苯、农药和腐殖酸等有机物以及细菌和病毒等，而且在处理过程中不会产生二次污染。
5、湿式氧化法
在高温(150～350℃)和高压(0.5～20MPa)的操作条件下，以氧气和空气作为氧化剂，将废水中的有机物转化为二氧化碳和水的过程称为湿式氧化法。
⑴原理
在高温和高压下，水及氧气的物理性质都发生了变化，在100℃以内，氧的溶解度随温度升高而降低，但当温度大于150℃时，氧的溶解随温度升高而增大，而且氧在水中的传质系数也增大。
湿式氧化过程主要有两个过程：空气中的氧从气相到液相的传质过程以及溶解氧与基质之间的化学反应。
⑵湿式氧化法的应用
目前，湿式氧化法主要应用在两大方面：一是进行高浓度难降解有机废水生化处理的预处理，以提高可生化性，二是用于处理有毒有害的工业废水。
⑶特点
湿式氧化法由于系统设备复杂，投资大，操作管理难和运行费用高等原因而未能广泛应用。
6、电解法
⑴原理
电解法就是利用电解原理处理废水的方法。
在废水的电解处理过程中，因阴极与电源负极相连，放出电子，废水中的阳离子则在阴极上得到电子而被还原，阳极与电源正极相连，得到电子，废水中的阴离子则在阳极上失去电子而被氧化。
因此，废水中的有害物质在电极上发生了氧化还原反应，生成了新的物质，新的物质则过沉积在电极表面或沉淀于水中或转化为气体而被去除。
⑵法拉第电解定律
电流通过电解质溶液时，在电极上发生化学反应的物质的量与通过的电量成正比，在电极上析出或溶解1mol的任何物质时，都需要96500库仑的电量，这就是法拉第电解定律。
⑶电解法在废水处理中的应用
利用废水中物质通过电解后能沉积在电极表面的特点，处理贵重金属废水，同时又能回收纯度较高的贵重金属，如含银、含汞废水的电解处理。
利用废水中的物质通过电解后能沉积于水中的特点，处理重金属有毒废水，此时，一般以铁、铝为电极，极板溶解下来的铁、铝离子兼有混凝作用，有助于沉淀分离，如含铬废水的电解处理。
利用废水中物质通过电解后生成气体的特点，处理非金属有毒废水，如含氰、含酚废水的处理。
电解法处理含氰废水时，一般采石墨作为电极，当不加食盐电解质时，CN-首先在阳极被氧化为CNO-，然后CNO-再被氧化为无毒的二氧化碳和氮气，同时也有部分CNO-转化为氨离子。
若投加食盐后，不但增加了废水的导电性，降低了电解电压，电解反应也发生了变化，首先水中的氯离子被氧化为具强氧化性的游离性氯，然后游离性氯再将CN-和CNO-氧化为无毒的二氧化碳和氮气，从而加速了电解反应。
⑷电解槽的结构形式和极板
电解槽多采用矩形，槽内水流为折流式，有回流式和翻腾式两种布置形式，其中水流在水平方向折流的称为回流式，水流在上下方向折流的为翻腾式。
回流式水流程长，容积利用率高，但施工和检修困难。
翻腾式的极板为悬挂式，可减少漏电现象发生。
在工程应用中，应定期倒换电极，以减少电极钝化，保证电解反应正常进行，倒换时间与废水性质有关，应由试验确定。
⑸微电解
目前在废水处理中也采用微电解，与电解的区别是工艺过程中不需要外接电源。
原理是，铁和碳在废水中形成无数个微电池，铁是阳极，碳是阴极，在酸性条件下发生电化学反应，从而去除部分COD.。