高考化学二轮复习专题七氧化还原反应与电化学原理

专题七氧化还原反应与电化学原理

学案1氧化还原反应

考纲再读

考试大纲对本专题的要求：

①了解氧化还原反应的本质是电子的转移。

②认识生产、生活中常见的氧化还原反应。

本专题的考点有：

考点①，概念辨析。

考点②，认识氧化还原反应与书写。

考点③，认识氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物。

考点④，电子转移数目的计算。

考点⑤，氧化还原反应的计算。

考点⑥，氧化性与还原性

考点⑦，氧化还原反应知识的实际运用。

其中考点③、④、⑤、⑥、⑦在历年各地高考卷中均有不同程度的体现。

主干知识整合

1、氧化还原反应与四种基本反应类型及离子反应的关系：

2、氧化还原反应的基本概念及其关系

3、物质氧化性和还原性相对强弱的判断方法

（1）根据金属活动顺序进行判断规律：金属单质的还原性越强，其对应阳离子的氧化性越弱：

K Ca Na Mg Al Zn Sn Fe Pb H Hg Pt Au

,,,,,,,,,(),,,

?????????????→金属的活动性逐渐减弱(还原性逐渐减弱)

2232222,,,,,,,,,(),,K Ca Na Mg Al Zn Sn Fe Pb H Hg Ag +++++++++++?????????????????→氧化性逐渐增强

[说明]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。如Cu 2++2-→Cu 远比Na + +e -→Na 容易，即氧化性Cu 2+>Na +,还原性Na> Cu （2）根据非金属活动顺序进行判断

,,,,,F O Cl Br I S ?????→氧化性逐渐减弱2,,,,F Cl Br I S -----??????

→还原性逐渐增强

（3）根据氧化还原反应的发生规律判断

氧化还原反应发生规律可用如下式子表示：

氧化性：氧化剂＞氧化产物

还原性：还原剂＞还原产物

例：已知①2FeCl 3+2KI=2FeCl 2+I 2+2KCl ，②2FeCl 2+C12=2FeCl 3。由①知，氧化性Fe 3+>I 2，由②知，氧化性C12>Fe 3+，综合①②结论，可知氧化性Cl 2>Fe 3+>I 2

（4）根据氧化还原反应发生反应条件的不同进行判断

如：Mn02十4HCl(浓)△MnCl 2+C12↑+2H 20，2KMn04十16HCl(浓)=2MnCl 2+5C12↑+8H 2O 后者比前者容易(不需要加热)，可判断氧化性 KMn04>Mn02

（5）根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断

Cu 十C12 △ 2，2Cu+S △

Cu 2S

C12可把Cu 氧化到Cu(+2价)，而S 只能把Cu 氧化到 Cu(+1价)，这说明氧化性Cl 2>S

（6）根据元素周期表判断

①对同一周期金属而言，从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na 、Mg 、A1金属性依次减弱，其还原性也依次减弱。

②对同主族的金属和非金属可按上述方法分析。

4、氧化还原反应的计算

氧化还原反应比较典型的计算有：求氧化剂与还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化，判断反应产物等。计算的关键是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，列出守恒关系式求解。计算公式如下： 氧化剂物质的量×变价元素原子的个数×化合价的变化值=还原剂物质的量×变价元素原子化合价升高、失电子、变成 化合价降低、得电子、变成 氧化剂+还原剂??

→还原产物+氧化产物

的个数×化合价的变化值。

提醒：氧化还原反应的计算在高考中考查较多，但难度不大，通常运用电子得失守恒来分析，应注意不要漏掉物质或粒子的组成比。

5、氧化还原反应的规律

(1)守恒规律：氧化还原反应中得电子总数与失电子总数相等(即电子转移守恒)，表现在元素化合价降低总数与升高总数相等。

(2)价态规律：根据元素的价态可以判断物质的氧化性、还原性。例如：3

3N H -具有还原性，53H N O +具有氧化性，4

2N O +既具有氧化性又具有还原性。

(3)转化规律：同种元素不同价态之间发生反应，元素化合价只靠近不交叉；相邻价态间不发生氧化还原反应。例如：H 2S+H 2SO 4(浓)====S ↓+SO 2↑+2H 2O ，反应中202H S S -??

→，64242()H S O S O ++??→浓；Fe 与Fe 2+、Fe 2+与Fe 3+不发生反应。

(4)强弱规律：一种氧化剂与几种还原剂反应，先氧化还原性强的还原剂，反之亦然。例如：Cl 2与FeBr 2溶液的反应，先考虑Cl 2氧化Fe 2+，再考虑Cl 2氧化Br -；Cl 2与FeI 2溶液的反应，先考虑Cl 2氧化I -，再考虑Cl 2氧化Fe 2+。同样，一种还原剂与几种氧化剂反应，氧化性强的先反应，如Fe 加到H 2SO 4和CuSO 4组成的混合溶液中，Fe 先与Cu 2+反应，然后才与H +反应。 例题讲解

【例1】对于白磷引起的中毒，硫酸铜溶液是一种解毒剂，有关反应如下：( ) 1lP+15CuS04+24H 20=5Cu 3P+6H 3P04+15H 2S04。下列关于该反应说法正确的是

A ．生成1 mol H 3P04时，有10 mol 电子转移

B ．CuS04发生了氧化反应

C ．氧化产物和还原产物的物质的量之比为6︰5

D ．白磷只作还原剂

【例2】某反应反应物与生成物有：AsH 3、H 2SO 4、KBrO 3、K 2SO 4、H 3AsO 4、H 2O 和一种未知物质X ，已知0.2 mol KBrO 3在反应中得1 mol 电子。根据以上物质推测

（1）氧化反应过程 →

（2）X 的化学式是

根据该反应可推知：

a.氧化性：KBrO 3＞H 3AsO 4

b.氧化性：H 3AsO 4＞ KBrO 3

c.还原性：AsH 3＞X

d.还原性：X ＞ AsH 3

考题再现

1．（2010天津卷·5）下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是

A ．用F e C l 3溶液腐蚀铜线路板：Cu + 2F e 3+ ＝ Cu 2+ + 2Fe 2+

B ．Na 2O 2与H 2O 反应制备O 2 ：Na 2O 2 + H 2O ＝ 2N a + + 2O H －

+ O 2↑

C ．将氯气溶于水制备次氯酸：C l 2 + H 2O ＝ 2H + + Cl － + ClO －

D ．用浓盐酸酸化的K M n O 4溶液与H 2O 2反应，证明H 2O 2具有还原性： 2MnO 4-

+ 6H + + 5H 2O 2 ＝ 2Mn 2+ + 5O 2↑ + 8H 2O 2．（2010海南卷·7）下列物质中既有氧化性又有还原性的是

A 、HClO

B 、Al 2O 3

C 、N 2O 3

D 、SiO 2

3．（2010广东理综卷·7）能在溶液中大量共存的一组离子是

A ．NH 4+ 、Ag +、PO 43-、Cl -

B ．Fe 3+、H +、I -、HCO 3-

C ．K +、Na +、NO 3- 、MnO 4-

D ．Al 3+、Mg 2+ 、SO 42- 、CO 32-

4.（2010安徽卷·7 ） 亚氨基羟（Li 2NH ）是一种储氢容量器，安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为Li 2NH ＋H 2＝LiNH 2＋LiH 。下列有关说法正确的是

A. Li 2NH 中N 的化合价是－1

B.该反应中H 2既是氧化剂又是还原剂

C.Li ＋和H ＋的离子半径相等

D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同 5.（2010江苏卷·8）下列说法不．

正确的是 A ．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加

B ．常温下，反应()()()2

C s CO g 2CO g +=不能自发进行，则该反应的0H ?＞

C ．一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率

D ．相同条件下，溶液中3+Fe 、2+Cu 、2+Zn 的氧化性依次减弱

6.(2010山东理综卷·28节选)硫——碘循环分解水制氢主要涉及下列反应 I SO 2+2H 2O+I 2=H 2SO 4+2HI

II 2HI ===H 2+I 2

III 2H 2SO 4=2SO 2+O 2+2H 2O

(1)分析上述反应，下列判断正确的是

A.反应III 易在常温下进行

B.反应I 中SO 2氧化性比HI 强

C.循环过程中需补充H 2O

D.循环过程中产生1molO 2的同时产生1molH 2

7.（2010广东理综卷·33）（16分）

某科研小组用MnO 2和浓盐酸制备Cl 2时，利用刚吸收过少量SO 2的NaOH 溶液对其尾气进行吸收处理。

（1）请完成SO 2与过量NaOH 溶液反应的化学方程式：SO 2+2NaOH = ________________．

（2）反应Cl 2+Na 2SO 3+2NaOH===2NaCl+Na 2SO 4+H 2O 中的还原剂为________________．

（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl -、OH -

和SO 2

4-．请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑．．．空气的CO 2的影响）．

① 提出合理假设 ．

假设1：只存在SO 32-；假设2：既不存在SO 32-

也不存在ClO -；假设3：_____________． ② 设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选．．实验试

-1-1-1

8.（2010安徽卷·28）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe （NO 3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：

[实验]制备银镜，并与Fe （NO 3）3溶液反应，发现银镜溶解。

（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。

a.边振荡盛有2％的AgNO 3溶液的试管，边滴入2％的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止

b.将几滴银氨溶液滴入2 mL 乙醛中

c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热

d.银氨溶液具有较弱的氧化性

e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH 增大

[提出假设]

假设1：Fe 1＋具有氧化性，能氧化Ag 。

假设2：Fe （NO 3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO 3能氧化Ag 。

[设计实验方案，验证假设]

（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe 3＋，验证了假设1成立。请写出Fe 3＋氧化Ag 的离子方程式： 。

（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示： NO 3-在不同条件下的还原[思考与交流]

（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe

都氧化了Ag。

（NO3）3溶液中的Fe3＋和NO

3

你是否同意丙同学的结论，并简述理由：。

9.（2010上海卷）向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。

完成下列填空：

1)整个过程中的还原剂是。

2)把KI换成KBr，则CCl4层变为__色：继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是。

3)加碘盐中含碘量为20mg～50mg／kg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg，若庄Kl与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2 L(标准状况，保留2位小数)。

跟踪训练

1、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应属于区域3的是

（）

2，下列厨房中的变化与氧化还原反应无关的是( )

A．料酒久置变酸

B．新切开的土豆片一段时间后变棕黄色

C．食醋滴到大理石板上，大理石变得粗糙

D．新煮的绿豆汤久置变色

3、在3BrF3+5H2O===HBrO3+Br2+9HF+O2↑中，若有5 mol 水做还原剂时，被水还原的BrF3的物质的量是( )

A．3 mol B．2 mol C. 5 mol D. 4 mol

4、被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水发生反应：NaBH4＋2H2O＝NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是（NaBH4中H为－1价）（）

A.被氧化的元素与被还原的元素质量比为1︰1

B.NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂

C.硼元素被氧化，氢元素被还原

D. NaBH4既是氧化剂又是还原剂

5、将3.48 g四氧化三铁完全溶解在100 mL 1 mol·L-1的硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+，Cr2O 全部转化为Cr3+，则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度是( )

A．0.05 mol·L-1 B．0.1 mol·L-1

C．0.2 mol·L-1 D．0.3 mol·L-1

6、某容器中发生一个化学反应，反应过程中存在As2S3、HNO3、H2SO4、NO、H3AsO4、H2O六种物质，已知As2S3是反应物之一。下列有关判断不正确

．．．的是（）

A．该容器中发生了氧化还原反应

B．该反应中HNO3、H2O是反应物，H2SO4、NO、H3AsO4是生成物

C．该反应中只有氮元素被还原、只有硫酸是氧化产物

D．HNO3、H2SO4、H3AsO4都属于最高价氧化物的水化物

7、CsICl2是一种碱金属的多卤化物，这类物质在化学反应中既可表现氧化性又可表现还原性，有关该物质的说法正确的是( )

A. Cs显＋3价，I和Cl均显－1价

B. Cs显＋1价，Cl显＋1价，I显－1价

C. 在CsICl2溶液中通入氯气，有单质碘生成

D. 在CsICl2溶液中通入SO2，有硫酸生成

8、(2010·绍兴模拟)金属钛(Ti)性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以金红石为原料制取Ti的反应为

反应Ⅰ：aTiO2+bCl2+cC 高温

aTiCl4+cCO

反应Ⅱ：TiCl4+2Mg 高温

Ti+2MgCl2

关于反应Ⅰ、Ⅱ的分析不正确的是( )

①TiCl4在反应Ⅰ中是还原产物，在反应Ⅱ中是氧化剂

②C、Mg在反应中均为还原剂，被还原

③在反应Ⅰ、Ⅱ中Mg的还原性大于Ti，C的还原性大于TiCl4

④a=1，b=c=2

⑤每生成19.2 g Ti，反应Ⅰ、Ⅱ中共转移4.8 mol e-

A．①②④ B．②③④C．③④ D．②⑤

9、（1）(2010·苏州二模)金属铜与人体分泌物中的盐酸以及子宫内的空气反应可生成超氧酸：Cu+HCl+O2===CuCl+HO2，HO2(超氧酸)不仅是一种弱酸而且也是一种自由基，具有极高的活性。下列说法或表示正确的是( )

A．氧化剂是O2 B．HO2在碱中能稳定存在

C．氧化产物是HO2 D. 1 mol Cu参加反应有2 mol 电子发生转移

10、某兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。为此提出问题：Fe3+、Br2谁的氧化性更强？

(1)猜想

①甲同学认为氧化性：Fe3+＞Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，溶液呈黄色是含____(填化学式，下同)所致。

②乙同学认为氧化性：Br2＞Fe3+，故上述实验现象是发生化学反应所致，溶液呈黄色是含____所致。

(2)设计实验并验证

丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点是正确的。

供选用的试剂：

a．KMnO4酸性溶液 b．CCl4 c．NaOH d．KSCN溶液

)

(3)结论

氧化性：Br2＞Fe3+。故在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入2～3滴溴水，溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为。

临朐六中于志凤

学案2电化学

考纲再读

考试大纲对本学案内容的要求：

①理解原电池、电解原理；

②初步了解化学电源；

③了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。

④了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。

本学案考点有：

考点①：通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理及其分析；

考点②：能正确书写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应方程式；

考点③：电化学腐蚀与防护。

考点④：电解池的工作原理及其分析；

考点⑤：电解产物的判断及电极反应式的书写与计算；

考点⑥：铜的电解精炼和电镀装置及原理、氯碱工业的反应原理。

主干知识整合

一、原电池的工作原理

1．能量转化：将化学能转化为电能的装置称为原电池

2．实例剖析：

①普通型原电池：其中有一电极材料与电解质溶液能直接反应，该极失电子作负极如Cu-Zn 原电池，Zn作负极。

②盐桥型原电池：如下面左图所示原电池。

盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液。盐桥中的电解质溶液能使两烧杯中的溶液形成一个通路。当其存在时，随着反应的进行，其中的Cl－会移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4

溶液，使ZnSO4溶液、CuSO4溶液保持电中性，使氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断产生电流，而且其效率比非盐桥电池要高。

③腐蚀型原电池：如下面右图所示原电池，两极不能与电解质溶液反应，而是形成了类似与电化学腐蚀中的吸氧腐蚀

3．电极判断

（1）根据电极的活性或得失电子来判定

负极：失电子的电极（较活泼的金属。电极材料的活性指的是针对同一电解质溶液中体现的活性，能和电解质溶液反应的电极材料活性就较强，如Mg、Al在NaOH溶液中，Al较活泼作负极发生氧化反应）

正极：得电子的电极（较不活泼的金属或非金属）

（2）根据外电路电流方向或电子流向来判定

电流：正极→负极；电子：负极→正极

（3）根据内电路电解质溶液中的阴阳离子的定向移动方向来判定

阳离子：负极→正极；阴离子：负极→正极

（4）根据两极的变化来判定

①“负氧正还”：负极发生氧化反应正极发生还原反应

②两极现象：电极附近色变，如电解滴有酚酞的饱和食盐水溶液，变红的一极是H+放电产生OH－的一极，即得电子为正极；电极增重或减重，增重一般是金属阳离子放电生成金属单质所致，故为得电子的正极，减重则为金属单质失电子放电为金属阳离子是负极；有气泡产生，该气体一般是由阴离子放电产生，失电子化合价升高是负极；电极负极溶液pH的变化，一般是H+(或OH－)放电同时产生OH－(或H+)使pH升高（或降低）。

二、常见化学电源：

三、金属的腐蚀与防护

1．金属腐蚀分类

（1）化学腐蚀：腐蚀过程中无电流

．．．．化学反应）

．．．产生（直接发生

（2）电化学腐蚀：腐蚀过程中有电流

．．．反应）

．．．产生（发生原电池

2．钢铁腐蚀的电化学原理

（1）析氢腐蚀（酸性较强环境中）

负极：Fe → Fe2+ + 2e－

正极：2H+ + 2e－→ H2↑

电池反应为 Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑

（2）吸氧腐蚀（中性或酸性很弱环境中）：这是钢铁腐蚀的主要形式。

负极： Fe → Fe2+ + 2e－

正极：2H2O + O2 + 4e—→ 4OH－

电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2O Fe(OH)2

铁生锈的过程：Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O(铁锈)

3．金属的保护

（1）在金属表面覆盖保护层（如油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶、电镀、钝化等）（2）电化学保护法（如外接直流电源保护法、牺牲阳极的阴极保护法）

（3）改变金属的内部组织结构（如制成合金）

四、电解原理

1、直流电通过电解质溶液时使阴阳两极发生氧化还原反应的过程。电解是一个电能转化为化学能的过程。

3、电解时两极物质的放电顺序：

阳极：发生氧化反应还原性强的先反应放电顺序为：

金属电极＞S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞OH－＞含氧酸根离子＞F—

阴极：发生还原反应氧化性强的先反应放电顺序为：

Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+

注意：（1）阳极若是活性电极，则是活性电极失去电子被氧化，若为惰性电极则考虑阴离子放电

（2）阴极任何时候都是阳离子放电

4、电解的应用

（1）电镀：目的使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。

待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。如：电镀铜，阳极反应

Cu →Cu2++2e－，阴极反应 Cu2++2e－→Cu，

电镀液CuSO4溶液，电解前后电解质的浓度不变。

（2）精练铜：粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质为CuSO4溶液。粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au 等杂质，阳极泥中会有 Ag、Au 。电解质的浓度有无变化？变小

（3）氯碱工业：

①.电极材料：阳极石墨电极，阴极石墨电极。

电解

②电极反应及总反应：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

阳极：2Cl－→Cl2↑＋2e－

阴极：2H++2e－→H2↑

阴极周围PH 变大。

③设备：立式隔膜电解槽

④粗盐水的精制：粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，为了有效的除去Ca2+、Mg2+和SO42-，可加入的试剂依次是BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、盐酸。

例题讲解

【例1】(2010·浙江)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe有关该电池的下列说法中，正确的是( )

A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

B．该电池的电池反应式为：2Li+FeS===Li2S+Fe

C．负极的电极反应式为：Al-3e-===Al3+

D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS

【例2】(2010·南昌二模)Ⅰ.用下左图所示装置实验，U形管中a为25 mL CuSO4溶液，X、Y 为电极。

(1)若X 为铁，Y 为纯铜，则该装置所示意的是工业上常见的________池，阳极反应式为________________________________________________

(2)若X 为纯铜，Y 为含有Zn 、Ag 、C 等杂质的粗铜，则该图所示意的是工业上常见的

________________装置。反应过程中，a 溶液的浓度________发生变化(填“会”或“不会”)。 Ⅱ.现代氯碱工业常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分，以避免电解产物之间发生二次反应。上右图为电解槽示意图。

(1)阳离子交换膜，只允许溶液中的________通过(填下列微粒的编号)。

①H 2 ②Cl 2 ③H + ④Cl - ⑤Na + ⑥OH -

(2)写出阳极的电极反应式：________________________________________________

(3)已知电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10 kg ，每小时能收集到标准状况下氢气896 L ，而且两边的水不能自由流通。则理论上：电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数为_____________________。 考题再现

1．（2010全国卷1）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S ）涂覆在2TiO 纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：

22TiO /S TiO /S h ν*??→（激发态）

+-22TiO /S TiO /S +e *??→

3I +2e 3I ---??→

2232TiO /S 3I 2TiO /S+I +--+??→

下列关于该电池叙述错误．．

的是： A ．电池工作时，是将太阳能转化为电能

B ．电池工作时，I -离子在镀铂导电玻璃电极上放电

C ．电池中镀铂导电玻璃为正极

D ．电池的电解质溶液中I -和I 3-的浓度不会减少

2.（2010广东理综卷·23）铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是

A 正极反应为：Zn —2e -=Zn 2+

B 电池反应为：Zn+Cu 2+=Zn 2+ +Cu

C 在外电路中，电子从负极流向正极

D 盐桥中的K +移向ZnSO 4溶液

3.（2010安徽卷·11 ）某固体酸燃料电池以CaHSO 4固体为电解质传递H ＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H 2＋O 2＝2H 2O ，下列有关说法正确

的是

A.电子通过外电路从b 极流向a 极

B.b 极上的电极反应式为：O 2＋2H 2O ＋4e －＝4OH －

C.每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 L 的H 2

D.H ＋由a 极通过固体酸电解质传递到b 极

4.（2010福建卷·11）铅蓄电池的工作原理为：22442222Pb PbO H SO PbSO H O ++=+研读右图，下

列判断不正确的是

A ．K 闭合时，d 电极反应式：

24224224PbSO H O e PbO H SO -+-+-=++

B ．当电路中转移0．2mol 电子时，I 中消耗的24H SO 为0．2 mol

C ．K 闭合时，II 中24SO -向c 电极迁移

D ．K 闭合一段时间后，II 可单独作为原电池，d 电极为正极

5.（2010江苏卷·8）下列说法不．

正确的是 A ．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加

B ．常温下，反应()()()2

C s CO g 2CO g +=不能自发进行，则该反应的0H ?＞

C ．一定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率

D ．相同条件下，溶液中3+Fe 、2+Cu 、2+Zn 的氧化性依次减弱

6.（2010江苏卷·11）下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。

下列说法正确的是

A ．该系统中只存在3种形式的能量转化

B ．装置Y 中负极的电极反应式为：

22O +2H O+4e 4OH --=

C ．装置X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D ．装置X 、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化。

7.（2010天津卷·7节选）（14分）X 、Y 、Z 、L 、M 五种元素的原子序数依次增大。X 、Y 、Z 、L 是组成蛋白质的基础元素，M 是地壳中含量最高的金属元素。

回答下列问题：

⑷ 用M 单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO 3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R ，R 受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R 的电极反应式：______________；由R 生成Q 的化学方程式：_________________。

8.（2010山东卷·29）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

（1）以下为铝材表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是______（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的______。 a ．NH 3 b ．CO 2 c ．NaOH d ．HNO 3

②以铝材为阳极，在H 2SO 4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液，加入NaHCO ，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_____。

（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______。

（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X 为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K 应置于______处。

若X 为锌，开关K 置于M 处，该电化学防护法称为_______。

9.（2010四川理综卷·27）碘被称为“智力元素”，科学合理

地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO 3)是国家规定的食盐加

碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过

氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制

备碘酸钾的实验装置如右图所示。

请回答下列问题：

(1)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：

3I 2+6KOH=5KI+KIO 3+3H 2O ，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。

(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I—。请设计一个检验电解液中是否有I—的实验方案，并按要求填写下表。

要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。

实验方法实验现象及结论

(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

步骤②的操作名称是，步骤⑤的操作名称是。步骤④洗涤晶体的目的是

。跟踪训练

1.(2010·长春市调研)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U形管)构成一个原电池(如下图)。以下有关该原电池的叙述正确的是( )

①在外电路中，电流由铜电极流向银电极

②正极反应为Ag++e-Ag

③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作

④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

A．①② B．②③

C．②④ D．③④

2.固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是

( )

A．电极b为电池负极，电极反应式为

O2+4e-2O2-

B．固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过

C．若H2作燃料气，接触面上发生的反应为

H2+2OH-2H2O+2e-

D ．若C 2H 4作燃料气，接触面上发生的反应为C 2H 4+6O 2-2CO 2+2H 2O+12e -

3.(2010·青岛联考)工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得盐酸，流程复杂且造成能量浪费。有人设想利用原电池原理直接制备盐酸的同时，获取电能，假设这种想法可行，下列说法肯定错误的是( )

A ．两极材料都用石墨，用稀盐酸做电解质溶液

B ．通入氢气的电极为原电池的阴极

C ．电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动

D ．通氯气的电极反应为Cl 2+2e - 2Cl -

4.(2010·安庆市高三联考)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，镁电池放电时电压高而平稳，因而越来越成为人们研制绿色原电池所关注的重点。有一种镁原电池的反应为： xMg+Mo 3S 4===MgxMo 3S 4。在镁原电池放电时，下列说法错误的是( )

A ．Mg 2+向正极迁移

B ．正极反应为：Mo 3S 4+2xe -

Mo 3S

C ．Mo 3S 4发生氧化反应

D ．负极反应为：xMg xMg 2++2xe -

5.（09福建理综改编）控制适合的条件，将反应

2Fe 3＋+2I －2Fe 2＋+I 2设计成如右图所示的原电池。 下列判断正确．．的是 A. 反应开始时，乙中石墨电极为正极

B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe 3++2e -→Fe 2+

C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl 2固体，乙中石墨电极为负极

6、根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是（ ）

A ．2Ag （s ）+Cd 2+（aq ）=2Ag +（aq ）+ Cd （s ）

B ．Co 2+（aq ）+Cd （s ）=Co （s ）+Cd 2+（aq ）

C ．2Ag +（aq ）+Cd （s ）=2Ag （s ）+Cd 2+（aq ）

D ．2Ag +（aq ）+Co （s ）=2Ag （s ）+Co 2+（aq ） 7、右图为直流电源电解稀Na 2SO 4水溶液的装置。通电后在石墨电极a 和b 附近分别滴加一滴甲 KI 溶液 FeCl 3溶液 电流计 盐桥 石墨 石墨

乙

石蕊试液，下列实验现象中正确的是( )

A．逸出气体的体积a电极的小于b电极的

B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出。刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色

D．a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色

8.(2010·太原二模)锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为

负极反应：C6Li C6Li1-x+xLi++xe- (C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料)

正极反应：Li1-x MO2+xLi++xe-LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)

下列有关说法中不正确的是( )

A．锂离子电池充电时电池反应为C6Li+Li1-x MO2===LiMO2+C6Li1-x

B．电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1mol电子，金属锂所消耗的质量最小

C．锂离子电池放电时电池内部Li+向正极移动

D．锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1-x+xLi++xe-C6Li

9.（20XX届江苏联考）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5．0~6．0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀。Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。

（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的__________。

a．BaSO4b．CH3CH2OH c．Na2SO4d．NaOH

（2）电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是Ⅰ．_____________________________；Ⅱ．______________________________；（3）电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe（OH）3沉淀的离子方程式是

______________________________________________；

（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有

部分A 物质参加循环（见上图）。A 物质的化学式是_________________；

10、某校化学研究性学习小组设计实验验证Fe 、Cu 的金属活泼性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：

方案I ：有人提出将大小相等的铁片和铜片分别同时放入稀硫酸（或稀盐酸）中，观察产生气泡的快慢，据此确定他们的活动性。该原理的离子方程式为 方案II ：有人利用Fe 、Cu 做电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内划出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。

正极反应式：

负极反应式：

方案III ：结合所学的知识，帮助他们设计一个验证Fe 、Cu 的金

属活泼性的简单实验方案（与方案I 、II 不能雷同）：

用离子方程式表示其反应原理

11、某同学设计实验探究构成原电池的条件，装置如下：

实验一：实验探究电极的构成〈甲图〉

①A 、B 两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转；② A 、B 两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转；③ A 极用锌片，B 极用铜片，发现电流计指针向左偏转；④ A 极用

锌片，B 极用石墨，发现电流计指针向左偏转。

结论一：____________________________________。

实验二：探究溶液的构成〈甲图，A 极用锌片，B 极用铜片)

①液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；

②改用硫酸溶液，发现电流计指针偏转，B 极上有气体产生。

结论二 ：____________________________________。

实验三：对比实验，探究乙图装置能否构成原电池

将锌、铜两电极分别放入稀硫酸溶液中，发现锌片上有气泡产生，铜片上无明显现象，电流

计指针不发生偏转。

结论三：____________________________________。

思考：对该同学的实验，同学乙提出了如下疑问，请你帮助解决。

（1）在甲图装置中，若A 为镁片，B 为铝片，电解质溶液为NaOH 溶液，电流计的指针应向

____偏转。

（2）一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中，电流计指针_______（填“能”或“不

能”）偏转。

12、以海水中常见物质A 为原料可以发展很多种工业，下图中包含了中学课本中介绍的几第10题第11题图

种基本工业生产，请根据各物质之间的转化关系回答下列问题：

(1) 电解A 溶液反应的离子方程式为_______________________________ (2) 将F 和J 通入A 的饱和溶液中，反应的化学方程式为________________

(3) 将铝片和镁片用导线相连插入D 的稀溶液中构成原电池，写出正、负极的电极反应式：正极_______________ 。负极_______________ 13、如下图装置所示，C 、D 、E 、F 、X 、Y 都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A 、B 为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F 极附近呈红色。请回答： （1）B 极是电源的 ，一段时间后，甲中溶液颜色 ，

丁中X 极附近的颜色逐渐变浅，Y 极附近的颜色逐渐变深，这表 明 ，在电场作用下向Y 极移动。 （2）若甲、乙装置中的C 、D 、E 、F 电极均只有一种单质生成时， 对应单质的物质的量之比为 。

（3）现用丙装置给铜件镀银，则H 应该是 （填“镀层金属” 或“镀件”），电镀液是 溶液。当乙中溶液的pH 是13时（此

时乙溶液体积为500mL ），丙中镀件上析出银的质量为 ，甲中溶液的pH （填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）若将C 电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是 。

临朐六中 于志凤

饱和 A 溶液

纯

碱

加热

L

J

贝壳

高温

B C D 通电

饱和A 溶液

空气

H

分离

E F

H 2O

G K

专题七答案

学案 1

例题讲解

【例题1】[答案]C

[解析] 本题考查的是氧化还原反应的基本概念及其电子转移的分析与计算，可根据各概念与价态变化间的对应关系和数量关系来考虑：

只有元素P化合价升高5价，6个P原子发生了化合价升高，共升高30价，即电子转移30e-，有关系式6H3P04～30e-，所以生成1 mol H3P04时，有10 mol电子转移，有５mol电子转移，A 错；其中有5P和15CuS04化合价降低，发生了还原反应，B错；得到氧化产物6H3P04和还原产物5Cu3P，氧化产物和还原产物的物质的量之比为6︰5，C对；白磷化合价在反应中既升高也降低，既是氧化剂也是还原剂，D错。

【例题2】[答案]（1）AsH3→H3AsO4 （2）ac

[解析]本题主要考查了氧化还原反应原理及其规律的综合应用。思路上仍然紧靠基本概念与价态变化的对应关系来考虑：KBrO3在反应中得电子，化合价降低，发生还原反应，必变为X，并且由得电子的物质的量以及KBrO3中Br原子 +5可推知产物中Br的化合价为0价（产物X 为Br2），同时可推知AsH3在反应中必得电子，化合价升高，发生氧化反应，得到氧化产物H3AsO4，所以氧化反应过程为AsH3→H3AsO4，还原剂为AsH3，得氧化产物H3AsO4，氧化剂为KBrO3，得氧化产物X。再根据规律“氧化性：氧化剂＞氧化产物、还原性：还原剂＞还原产物”，即可得ac正确。

考题再现

1．A

【解析】B中元素不守恒，正确的离子方程式为：2Na2O2+2H2O==4Na++4OH-+O2；C中的HClO是弱酸，不能拆成离子形式；D的离子方程式本身没有问题，但KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化，不能实现证明H2O2具有还原性的目的(还原性：HCl＞H2O2，HCl先反应)，D错。]

2．AC

【解析】同一元素不同价态在氧化还原反应中能体现不同性质：最高价只具有氧化性，最低价只具有还原性，中间价态既有氧化性又有还原性。A中HClO的Cl为+1价，C中N2O3的N为+3价，都是中间价态，既有氧化性又有还原性。

3．C

【解析】A中Ag+和PO43-、Cl-因生成沉淀不共存；B中H+和HCO3-离子生成气体不共存，Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存；D中Al3+和CO32-因互促水解不共存。

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