氧化还原反应与电化学问题的解决策略【考情分析】1．氧化还原反应知识贯穿于中学化学学习的始终，故每年必考，且题型多样。

今后命题将会继续集中在以下2个方面：①氧化还原反应的概念及应用，包括氧化还原反应的配平与计算，②氧化性、还原性强弱的判断。

同时也会因涉及知识面广，可能出现新的题型、新的设问方式，特别是与实验应用相结合成为命题的新趋势。

2．电化学内容在工业生产中有着广泛应用，是高考重点考查的内容之一，其主要考点有：①掌握原电池的概念、形成条件、装置中各部分名称、电极反应、导线上电流方向、电子流向、溶液中离子运动方向、对盐桥的认识；②正确认识化学腐蚀、电化学腐蚀、析氢腐蚀、吸氧腐蚀并能加以区别；③了解金属腐蚀的防护方法；④掌握电解的原理及有关规律，能对电极产物进行判断，能对电解后溶液的酸碱性变化加以判断，能正确表示电解的电极反应及总反应；⑤电解原理的应用和基本计算。

【知识交汇】一、氧化还原反应1．熟练掌握基本概念2．会标电子转移的方向和数目⑴氧化剂 氧化剂 还原产物 氧化产物 还原剂 还原产物⑵22O ＝ Ca(OH)2 ＋ 2H 2↑ 还原剂 氧化剂 氧化产物还原产物3．氧化产物、还原产物的判断氧化产物、还原产物是从实验得出的。

对于一些我们不熟悉的氧化还原反应，可以根据化合价变化的规律，分析氧化产物、还原产物，如下表。

——氧化还原反应中，氧化反应与还原反应总是同时发生的。

一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应”，一个是“氧化反应”，一个是“还原反应”。

如2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+的拆写结果是：氧化反应为Cu-2e－==Cu2+；还原反应为2Fe3++2e－3+5．氧化还原反应的基本规律⑴守恒规律：电子得失总数(或化合价升降总数)相等。

据此，可用于配平、计算。

⑵价态规律①同种元素最高价态只具有氧化性；最低价态只具有还原性；中间价态既具有氧化性，又具有还原性。

可简记为：高价氧，低价还，中价全。

②化合物(如21SH2－＋)：因既有正价又有负价，所以同时具有氧化性和还原性。

⑶归中不交规律①若价态相隔(即有中间价)，一般能反应，且生成中间价态，但二者的化合价不会交叉变化。

如H22↑+ 2H2O-+6+400－2②若价态相邻，则不反应。

如C～CO、CO～CO2、SO2～SO3等。

⑷先强后弱规律(反应顺序)①一种氧化剂遇多种还原剂时，总是按还原性先强后弱的顺序反应。

例如，把Cl2通入FeBr2溶液中，Cl2可把Fe2＋、Br－氧化，由于还原性Fe2＋＞Br－，所以Cl2先氧化Fe2＋，之后，若还有Cl2，才氧化Br－。

若n(FeBr2):n(Cl2) = 1:1，其离子方程式为：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2 = 2Fe3＋＋Br2＋4Cl－②同理，一种还原剂遇多种氧化剂时，是按氧化性先强后弱的顺序反应。

如Fe与CuCl2～HCl混合液，Fe先与Cu2＋反应，后与H＋反应。

⑸由强变弱规律(反应方向)氧化还原反应总是向着氧化性和还原性减弱的方向进行，反之不能。

据此，可判断两物质能否发生氧化还原反应。

二、原电池1．常见的原电池有两类：一类是类似伏打电池的普通原电池装置；另一类是产生电流效率较高的带盐桥的原电池装置，如下图所示：H2SO4溶液稀硫酸ZnSO4溶液两装置工作原理是相同的，即总反应方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

盐桥的作用是——使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；平衡电荷；提高电流效率。

2．在原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不反应，不发生反应的可看作金属发生吸氧腐蚀。

如图1：CuCl2溶液NaCl溶液图1 图23．闭合回路的形成也有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触，如图2。

4．根据原电池的工作原理可得二次电池充电装置图为。

5．原电池原理的应用⑴利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源，如锌锰干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等。

⑵原电池原理可用于解决一些实际问题，如加快某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴硫酸铜溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。

三、电解池1．原电池装置与电解装置的比较——有无外接电源。

要注意到原电池的两极称为正负极，溶液中放电的阴离子向负极移动，放电的阳离子向正极移动，电解池的两极称为阴阳极，阴阳离子在外加电场的作用下分别向阳极和阴极移动。

2．串联装置图比较图一中无外接电源，两者必有一个装置是原电池装置(相当于发电装置)，为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，如图一中左图为原电池装置，右图为电解装置。

图二中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的电流相等。

3．电解的规律若用惰性电极（如Pt、石墨）进行电解，产物的规律如下（氟化物例外）：4．电解原理的应用①氯碱工业：即电解饱和食盐水(制取烧碱和氯气)的工业。

其反应原理是：阳极2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极2H＋＋2e－＝H2↑，总反应2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

②电镀：是特殊的电解。

电镀时，用镀层金属做阳极、待镀金属(镀件)做阴极，用含含镀层金属阳离子的电解质溶液。

理论上讲，电镀时，电解质溶液的成分是不变的。

位于金属活动顺序铜之后的Ag、Au等金属，因为给出电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成离子溶解下来，当阳极上的Cu失去电子变成离子溶解后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。

④电冶金：电解法冶炼活泼金属。

电解法冶炼活泼金属时，电解液是用熔融的金属化合物(通常是氯化物或氧化物)，以制取金属钠为例，电解过程中，电极反应式分别是：阳极2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极2Na＋＋2e－＝2Na，总反应式为2NaCl2Na＋Cl2↑。

【思想方法】【例1】1986年，人们成功的用如下反应制得了氟：①2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2=2K2MnF6+8H2O+3O2②K2MnF6+2SbF5=2KSbF6+MnF4③2MnF4=2MnF3+F2↑。

下列说法中正确的是A．反应①、②、③都是氧化还原反应B．反应①H2O2既是还原剂又是氧化剂C．氧化性：H2O2＞KMnO4D．每生成1mol F2，上述反应共转移8mol 电子【分析】本题主要考查氧化还原反应中的基本概念。

反应①是氧化还原反应，氧化剂是KMnO4，双氧水作还原剂，选项B错。

由氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性，可知选项C错，同时可知当有2molK2MnF6生成时转移6mol电子。

题中反应②反应前后无元素化合价的升降，是非氧化还原反应，故选项A错。

每生成1molF2，反应③转移2mol 电子，根据3个反应式可列出关系式1molF2~2molMnF4~2molK2MnF6，结合前面分析：可知反应①转移6mol电子，因此每生成1mol F2，上述反应共转移8mol电子。

本题应选D【例2】在一定条件下有下列反应：X2 + Y2 + H2O → HXO3 + HY⑴配平上述氧化还原反应的方程式，并标出电子转移的方向和数目。

⑵反应中还原剂是 ，若有转移2mol 电子，则生成HXO 3的物质的量为 mol 。

⑶①X 2、Y 2可能的组合是 (填编号，下同)。

a ．Br 2 F 2b ．I 2 Cl 2c ．Cl 2 O 2d ．N 2 Br 2 ②若用KX 制取HX ，则应该选用的酸是 。

a ．稀H 2SO 4b ．稀HNO 3c ．浓H 2SO 4d ．浓H 3PO 4 原因是 。

【分析】本题对氧化还原反应进行了综合考查。

X 2(0→+5)↗5×2×1(1为系数)，Y 2(0→-1)↘1×2×5 (5为系数)，再根据质量守恒定律可知水前面的化学计量数为6，反应的化学方程式表示为X 2 + 5Y 2 + 6H 2O =2HXO 3 + 10HY 。

⑶①反应中Y 2作氧化剂，X 2作还原剂，由于反应在水溶液中进行，因此Y 2不可能是F 2，a 错，由于Y 2的还原产物是HY ，因此Y 2不可能是O 2，c 错，若选项d 成立，据题意N 2的氧化产物HXO 3是HNO 3，Br 2的还原产物HY 是HBr ，很显然HNO 3和HBr 在溶液中不能大量共存，因此d 错。

②若用KX 制取HX ，由于X 是I ，根据HI 的性质，易挥发，具有强还原性，因此只能选用难挥发性酸(沸点高)和非氧化性酸，因此只有d 成立。

答案：⑴⑵X 2 0.4 ⑶①b ②d 磷酸是非氧化性酸，难挥发性酸【例3】控制适合的条件，将反应2Fe 3＋＋2I－2Fe 2＋＋I 2设计成如图所示的原电池。

下列判断不正确．．．的是 A ．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B ．反应开始时，甲中石墨电极上Fe 3＋被还原 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【分析】本题中涉及的是带有盐桥的原电池，是课标中的新增内容，盐桥的存在可使氧化还原反应在同时而不同地进行，大大提高电 流的效率。

但其工作原理和不带盐桥的原电池的一样的，即负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应。

对于本题，甲中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为2Fe 3++2e - 2Fe 2+，乙中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为2I -—2e - I 2。

当反应达到平衡时，正逆反应的速率相等，此时电路中电流强度的和为0，故电流计的读数为0，反之也成立，选项A 、B 、C 均正确。

当电流计读数为零后，在甲中再溶入FeCl 2固体，导致化学平衡逆向移动，即把该反应的逆反应设置成原电池，甲中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为2Fe 2++2e - 2Fe 3+，乙中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为2I 2—2e - 2I -，D错。

本题应选D 。

【例4】如图装置中，U 型管内为红墨水，a 、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。

下列有关描述错误的是 A ．生铁块中的碳是原电池的正极 B ．红墨水柱两边的液面变为左低右高KI甲 乙C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－= Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【分析】粗看装置虽感到陌生，但仔细分析得知该实验是简单吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简单综合。

a试管内盛装食盐水，溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，负极反应式为Fe-2e-Fe2+，正极反应式为O2 + 2H2O + 4e-4OH—，显然a装置内气体的物质的量减少，压强减小。

b试管内盛装氯化铵，溶液呈酸性，发生的吸氢腐蚀，负极反应式为Fe-2e-Fe2+，正极反应式为2H++2e-H2↑，气体的物质的量增加，压强增大。