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山东省潍坊市临朐县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:

? ? 属 的 活 动? ?减 弱 (? ?逐 渐 减 弱 ) ? ? ? 性逐渐 ? 还原性 ? ? ? ? 金
K , C a , N a , M g , A l , Z n , S n , F e , P b , ( H ), H g , P t , A u

-1-

? ? ? ? ? ? ? 化 性 逐 渐? ? ? ? ? ? ? ? ? 增强 ? ? 氧
K ,C a ,Na ,M g , Al ,Zn , Sn ,Fe , P b ,( H ), H g , Ag

?

2?

?

2?

3?

2?

2?

2?

?

2?

?

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

? 氧 化 ? ?减 弱 ? 性 逐 渐 ?? ? ? 原 性 逐 渐 ? ? ? ? 增强 ? 还
F ,O ,C l , B r , I , S
F ,C l , B r , I ,S

?

?

?

?

2?

(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:
化合价升高、失电子、变成

? 氧化剂+还原剂 ? ? 还原产物+氧化产物
化合价降低、得电子、变成

氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物 例:已知①2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl,②2FeCl2+C12=2FeCl3。由①知,氧化性 Fe >I2,由② 知,氧化性 C12>Fe ,综合①②结论,可知氧化性 Cl2>Fe >I2 (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)

3+ 3+ 3+

MnCl2+C12↑+2H20,2KMn04 十 16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O

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


CuCl2,2Cu+S



Cu2S

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 Cl2>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

-2-

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。
?3

(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: N H 3 具有还原性,
?5 ?4

H N O 3 具有氧化性, N O 2 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:H2S+H2SO4(浓)====S↓+SO2↑+2H2O,反应中 H 2 S ? ? S , H 2 S O 4 ( 浓 ) ? ? S O 2 ;Fe 与 Fe 、Fe 与 Fe 不发生反应。 ?
?6 ?4
2+ 2+ 3+

?2

0

(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: Cl2 与 FeBr2 溶液的反应,先考虑 Cl2 氧化 Fe ,再考虑 Cl2 氧化 Br ;Cl2 与 FeI2 溶液的反应, 先考虑 Cl2 氧化 I ,再考虑 Cl2 氧化 Fe 。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 H2SO4 和 CuSO4 组成的混合溶液中,Fe 先与 Cu 反应,然后才与 H 反应。
2+ + 2+ 2+ -

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+24H20=5Cu3P+6H3P04+15H2S04。下列关于该反应说法正确的是 A.生成 1 mol H3P04 时,有 10 mol 电子转移 C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为 6︰5 B.CuS04 发生了氧化反应 D.白磷只作还原剂 )

【例 2】某反应反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O 和一种未知物质 X,已知 0.2 mol KBrO3 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:KBrO3>H3AsO4 c.还原性:AsH3>X b.氧化性:H3AsO4> KBrO3 d.还原性:X> AsH3 →

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+

-3-

B.Na2O 2 与 H 2 O 反应制备 O 2 :Na2O 2 + H 2 O = 2N a C.将氯气溶于水制备次氯酸:C l 2 + H 2 O = 2H
+

+

+ 2O H




+ O2↑


+ Cl

+ ClO

D.用浓盐酸酸化的 K M n O 4 溶液与 H 2 O 2 反应,证明 H 2 O 2 具有还原性: 2MnO ? + 6H 4
+

+ 5H 2 O 2 = 2Mn

2+

+ 5O 2 ↑ + 8H 2 O

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、Al2O3 C、N2O3 D、SiO2

3. (2010 广东理综卷·7)能在溶液中大量共存的一组离子是 A.NH4 、Ag 、PO4 、Cl C.K 、Na 、NO3
+ + + + 3-

B.Fe 、H 、I 、HCO3 D.Al 、Mg
3+ 2+

3+

+

-

-

、MnO4

-

、SO4

2-

、CO3

2-

4.(2010 安徽卷·7 ) 亚氨基羟(Li2NH)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 Li2NH+H2=LiNH2+LiH。下列有关说法正确的是 A. Li2NH 中 N 的化合价是-1 C.Li 和 H 的离子半径相等
+ +

B.该反应中 H2 既是氧化剂又是还原剂 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 C ? s ? ? C O 2 ? g ? ? 2 C O ? g ? 不能自发进行,则该反应的 ? H > 0 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 F e 、 C u
3+ 2+

、 Zn

2+

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 II III SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI 2HI===H2+I2 2H2SO4=2SO2+O2+2H2O

(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 C.循环过程中需补充 H2O B.反应 I 中 SO2 氧化性比 HI 强 D.循环过程中产生 1molO2 的同时产生 1molH2

7.(2010 广东理综卷·33) (16 分) 某科研小组用 MnO2 和浓盐酸制备 Cl2 时,利用刚吸收过少量 SO2 的 NaOH 溶液对其尾气进 行吸收处理。 (1)请完成 SO2 与过量 NaOH 溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH = ________________. (2)反应 Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O 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 ? .请设计实验, 4 探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气的 CO2 的影响) . ...
? ?

-4-

① 提出合理假设 . 假设 1:只存在 SO3 ;假设 2:既不存在 SO3 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 .. 剂:3moL ? L H2SO4、1moL ? L NaOH、0.01mol ? L KMnO4、淀粉-KI 溶液、紫色石蕊试液. 实验步骤 步骤 1:取少量吸收液于试管中,滴加 3 moL ? L H2SO4 至溶液呈酸性, 然后将所得溶液 分置于 A、B 试管中. 步骤 2: 步骤 3: 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(NO3)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(NO3)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 。
-1 -1 -1 -1 22-

?

预期现象和结论

a.边振荡盛有 2%的 AgNO3 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 具有氧化性,能氧化 Ag。 假设 2:Fe(NO3)3 溶液显酸性,在此酸性条件下 NO3 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 ,验证了假设 1 成立。请写出 Fe 氧化 Ag 的 离子方程式: 。
?
3+ 3+ 1+

(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 产物较复杂,有时难以观察到气体产生) 。 实验步骤(不要求写具体操作过程) ① ② ?? [思考与交流]
-5-

预期现象和结论 若银镜消失,假设 2 成立。 若银镜不消失,假设 2 不成立。

(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 (NO3)3 溶液中的 Fe 和 NO 3 都氧化了 Ag。 你是否同意丙同学的结论,并简述理由: 。
3+

?

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) ( ) B.NaBH4 是氧化剂,H2O 是还原剂 D. NaBH4 既是氧化剂又是还原剂
-1

A.被氧化的元素与被还原的元素质量比为 1︰1 C.硼元素被氧化,氢元素被还原

5、将 3.48 g 四氧化三铁完全溶解在 100 mL 1 mol·L 的硫酸中,然后加入 K2Cr2O7 溶液 25 mL, 恰好使溶液中的 Fe 全部转化为 Fe ,Cr2O 全部转化为 Cr ,则 K2Cr2O7 溶液的物质的量浓度是 ( )
2+ 3+ 3+

-6-

A.0.05 mol·L C.0.2 mol·L

-1

B.0.1 mol·L

-1

-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 反应Ⅱ:TiCl4+2Mg
高温 高温

aTiCl4+cCO

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 eA.①②④ B.②③④C.③④ D.②⑤ 9、 (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: (1) 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 C.氧化产物是 HO2 ) B.HO2 在碱中能稳定存在 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:Fe 、Br2 谁的氧化性更强? (1)猜想
3+

-7-

①甲同学认为氧化性:Fe >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>Fe ,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+

3+

请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号) 选用试剂 方案 1 方案 2 实验现象

(3)结论 氧化性:Br2>Fe 。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 。
3+

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。

-8-

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
-9-

(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:腐蚀过程中无电流产生(直接发生化学反应) ... .... (2)电化学腐蚀:腐蚀过程中有电流产生(发生原电池反应) ... ... 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 → Fe 正极:2H + 2e
+ 2+

+ 2e





→ H2↑
+

电池反应为 Fe + 2H

== Fe

2+

+ H2↑
- 10 -

(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 → Fe
2+

+ 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。 2、实例分析(用惰性电极电解) 电解 电解 类型 电解反应 (两极反 应和总反应) 质溶 电解实质 液中 浓度 变化 强碱(NaOH) 电解 溶剂型 含氧酸(H2SO4) 活泼金属的含氧 酸盐(Na2SO4) 电解 溶质型 无氧酸(HCl) 不活泼金属的无 氧酸盐(CuCl2) 活泼金属的无氧 溶质溶 剂同时 被电解 酸盐(NaCl) 不活泼金属的含 氧酸盐(CuSO4) 不活泼金属的含 氧酸盐(AgNO3) 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: HCl 变小 CuCl2 CuCl2 H2O[ 变大 变大 变小 不变 变大 HCl 水 溶液 pH 变化 电解质 溶液复 原

物质类型

H (H2O)、Cl Cu 、 OH (H2O) Ag 、 OH (H2O)
- + - 2+

+



变大

HCl

变小

CuO

变小

Ag2O

- 11 -

金属电极>S >I >Br >Cl >OH >含氧酸根离子>F 阴极:发生还原反应
+ 3+ 2+ +

2—











氧化性强的先反应
2+ 2+ +

放电顺序为:
3+ 2+ + 2+ +

Ag >Fe >Cu >H (酸)>Fe >Zn >H (水)>Al >Mg >Na >Ca >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→Cu +2e ,阴极反应 Cu +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。 ②电极反应及总反应:2NaCl+2H2O 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 Ca 、Mg 、SO4 等杂质,为了有效的除去 Ca 、Mg 和 SO4 , 可加入的试剂依次是 BaCl2 溶液、NaOH 溶液、Na2CO3 溶液、盐酸。
2+ 2+ 22+ 2+ 2+ - - - 2+ - 2+ -

电解

2NaOH+H2↑+Cl2↑。

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 ===Al
3+ + -

)

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。

-

+

- 12 -

(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)。 ①H2 ②Cl2 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 T iO 2 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:
T iO 2 /S ? ? T iO 2 /S (激发态) ? T iO 2 /S ? ? T iO 2 /S + e ?
+ ? h? ?

I3 +2e ? ? 3I ?
? ?

?

?

?

2 T iO 2 /S ? 3 I ? ? 2 T iO 2 /S + I 3 ?

?

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 I3 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
- 13 -

?

A 正极反应为:Zn—2e =Zn
2+

-

2+

B 电池反应为:Zn+Cu =Zn +Cu C 在外电路中,电子从负极流向正极 D 盐桥中的 K 移向 ZnSO4 溶液 3.(2010 安徽卷·11 )某固体酸燃料电池以 CaHSO4 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:2H2+O2=2H2O,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:O2+2H2O+4e =4OH C.每转移 0.1 mol 电子,消耗 1.12 L 的 H2 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:
P b ? P b O 2 ? 2 H 2 S O 4 ? 2 P b S O 4 ? 2 H 2 O 研读右图,下
+ - - + +

2+

列判断不正确的是 A.K 闭合时,d 电极反应式:
P b S O 4 ? 2 H 2O ? 2e ? P b O 2 ? 4 H
? ?

? SO4

2?

B.当电路中转移 0.2mol 电子时,I 中消耗的 H 2 S O 4 为 0.2 mol C.K 闭合时,II 中 S O 4 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 C ? s ? ? C O 2 ? g ? ? 2 C O ? g ? 不能自发进行,则该反应的 ? H > 0 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 F e 、 C u
3+ 2+

2?

、 Zn

2+

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:

- 14 -

O 2 + 2H 2 O + 4e ? 4O H

?

?

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,NaHCO3 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.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3

②以铝材为阳极,在 H2SO4 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(KIO3)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: 3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,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 的实验现象是 。 ;阴极上观察到

- 15 -

(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。 试剂:淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。 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④洗涤晶体的目的是

,步骤⑤的操作名称是





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(O )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 ( )
2-

A.电极 b 为电池负极,电极反应式为 O2+4e
-

2O

2-

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

-

- 16 -

D.若 C2H4 作燃料气,接触面上发生的反应为 C2H4+6O

2-

2CO2+2H2O+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 Cl2+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+Mo3S4===MgxMo3S4。在镁原电池放电时,下列说法错误的是( A.Mg 向正极迁移 B.正极反应为:Mo3S4+2xe C.Mo3S4 发生氧化反应 D.负极反应为:xMg xMg +2xe
2+ 2+

)

Mo3S

电流计

5.(09 福建理综改编)控制适合的条件,将反应 2Fe +2I
3+ -

2Fe +I2 设计成如右图所示的原电池。

2+

石墨 盐桥

石墨

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 +2e →Fe
3+ 2+

FeCl3 溶液 甲

KI 溶液 乙

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 FeCl2 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 (aq)=2Ag (aq)+ Cd(s) B.Co (aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd (aq) C.2Ag (aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd
+ 2+ + 2+ 2+ 2+

2+

+

(aq)

D.2Ag (aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co (aq) 7、右图为直流电源电解稀 Na2SO4 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

- 17 -

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-xMO2+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-xMO2===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. (2011 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.BaSO4 b.CH3CH2OH c.Na2SO4 d.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

- 18 -

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

第 10 题

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 11 题图

- 19 -

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:
空气 分离 H J 饱和 A 溶液
通电

B C D E F
H2O

饱和 A 溶液

K

贝壳

高温

G

L

加热

纯 碱

(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 色 , ,一段时间后,甲中溶液颜

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 或“镀件”,电镀液是 ) 。 (填“镀层金属”

溶液。当乙中溶液的 pH 是 13 时(此 , 甲中溶液的 pH (填 “变

时乙溶液体积为 500mL) 丙中镀件上析出银的质量为 , 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

- 20 -

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 PO4 、Cl 因生成沉淀不共存;B 中 H 和 HCO3 离子生成气体不共存,Fe 和 3+ 2I 因发生氧化还原反应不共存;D 中 Al 和 CO3 因互促水解不共存。
+ 3+ 3+

- 21 -

4.B 【解析】A 选项中 Li2NH 中氮的化合价为-3;C 选项中 Li 半径小于 H ;D 选项钢瓶储氢是物理 过程,而该方法为化学方法。 5.AC 【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。A 项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为 其质量在增加;B 项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进 行;C 项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D 项, 可知 F e 6.C 7. (1) Na2SO3+H2O (2) Na2SO3 2(3) ①SO3 、ClO 都存在 ② 实验步骤 步骤 1:取少量吸收液于试管中,滴加 3 -1 moL ? L H2SO4 至溶液呈酸性, 然后将所得溶液 分置于 A、B 试管中 步骤 2:在 A 试管中滴加紫色石蕊试液 步骤 3:在 B 试管中滴加 0.01mol ? L KMnO4 溶液
-1 + —

3?

的氧化性大于 C u

2?

,综上分析可知,本题选 AC 项。

预期现象和结论

若先变红后退色,证明有 ClO ,否则无 若紫红色退去,证明有 SO3 ,否则无
2-

-

【解析】(1) NaOH 过量,故生成的是正盐:SO2+2NaOH =Na2SO3+H2O。 (2)S 元素的价态从+4→+6,失去电子做表现还原性,故还原剂为 Na2SO3。 (3)①很明显,假设 3 两种离子都存在。 2②加入硫酸的试管,若存在 SO3 、ClO ,分别生成了 H2SO3 和 HClO;在 A 试管中滴加紫色石蕊 -1 试液,若先变红后退色,证明有 ClO ,否则无;在 B 试管中滴加 0.01mol ? L KMnO4 溶液,若紫 2红色退去,证明有 SO3 ,否则无。 8.(1)ade 3+ 2+ + (2)Fe +Ag= Fe +Ag (3)①将银镜在硝酸铜溶液中 3+ + (4)同意 4Fe +6H2O+9Ag+3NO3 =4Fe(OH)3+9Ag +3NO 【解析】 解析:本题第(1)小题是考查学生实验,最后 2 小题具有较大的开放度。 9. 1)KI、I2;2)红棕、HBrO3>Cl2>HIO3;3)10.58。 【解析】此题考查氧化还原反应中氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。分 析反应从开始滴加少许氯水时,其将 KI 中的 I 元素氧化成碘单质;等 CCl4 层变紫色后,再滴 加氯水时,其将碘单质进一步氧化成碘酸。1)分析整个过程中化合价升高的都是 I 元素,还 原剂为:KI 和 I2;2)KI 换成 KBr 时,得到的是溴单质,则其在 CCl4 中呈红棕色;继续滴加 氯水时,颜色不变,可知氯水不能将溴单质氧化成 HBrO3,故其氧化性强弱顺序为:

- 22 -

HBrO3>Cl2>HIO3;3)综合写出反应方程式:KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl,根据化学方程式计算, 按最小值计算时,1000kg 加碘食盐中含碘 20g,根据质量守恒,可知:换算成碘酸钾的质量 -1 为:33.70g,物质的量为:0.16mol,则需要消耗 Cl2 的体积为: (20g/127g.mol ) ×3×22.4L/mol=10.58L。 跟踪训练 1、D [解析]A 错,高铁酸钾与水反应时,水发生氧化反应 ;C 错,干法中每生成 1molNa2FeO4 共转 移 5mol 电子,反应中氧元素和铁元素化和价均升高。 2、C [解析]5mol 水充当还原剂失去电子数为 10, BrF3 被还原生成 Br 2 ,因此被水还原的 BrF3 的 物质的量为 10/3 mol. 3、C 4、A [解析]在 NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑反应中,NaBH4 是还原剂,H2O 是氧化剂, 只反生氢元素 间的氧化还原发应。 5、B 2+ - 3+ + - [解析]由题意,Fe 被 NO3 氧化为 Fe ,NO3 被还原为 NH4 ,C 错,NO3 发生还原反应。 6、C [解析]由题意,As2S3 被氧化为 H2SO4、H3AsO4 HNO3 被还原为 NO,C 项错。 7、D [解析] 在 CsICl2 中,Cl 呈-1,Cs、I 分别呈+1,A、B、C 项均错。 8、D 9、 A 3+ 10、 (1)①Br2 ②Fe (2) 选用试剂 实验现象 方案 1 方案 2 (3)2Fe +Br2===2Fe +2Br 学案 2 例题讲解 【例题 1】[答案] C [解析]本题涵盖电解池与原电池的主体内容,涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据 给出的正极得电子的反应及原电池的电极材料 Li-Al/FeS 可以判断放电时(原电池)负极的电 极反应式为 Al-3e ===Al 。A、Li 和 Al 分别是两极材料。B、应有 Al 的参加。D、应当是阳极 失电子反应。 【例题 2】[答案]Ⅰ.(1)电镀,Cu-2e ===Cu 。(2)铜的电解精炼,会。 Ⅱ.(1)③⑤ (2)2Cl -2e ===Cl2↑ (3) 35.7% [解析] Ⅰ. (1) 根据已知电极和电解质溶液可知该装置是电镀池, 阳极 Cu 放电 Cu-2e ===Cu ;
- 23 2+ 2+ 3+ 2+ 3+ -

b d

CCl4 层呈无色 溶液变红色

(2)根据已知电极材料和电解质溶液可知该装置是粗铜的提纯:电解精炼铜,因 Zn 放电时 阴极析出铜,使电解质溶液浓度减小。 Ⅱ.(1)阳离子交换膜,就是只允许阳离子通过,所以 H 、Na 可以通过。 (2)阳极是阴离子 Cl 放电。 (3)m(NaOH)原=10kg×10%=1kg 在阴极区,H 放出,但又有 Na 移来,引起阴极区增重,所以有:
+ + - + +

解得:m(NaOH) =3200 g=3.2kg

m(溶液)增=1760 g=1.76kg
故 w(NaOH)=
1 ? 3 .2 10 ? 1 . 76 ? 100 % =0.357

考题再现 1.B 【解析】B 选项错误,从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极,也即镀铂电极做正 极,发生还原反应:I3 +2e =3I ;A 选项正确,这是个太阳能电池,从装置示意图可看出是个 原电池,最终是将光能转化为化学能,应为把上面四个反应加起来可知,化学物质并没有减
还原
-

少;C 正确,见 B 选项的解析;D 正确,此太阳能电池中总的反应一部分实质就是:I3 3I 的转化(还有 I2+I
-

-

氧化

I3 ) ,另一部分就是光敏有机物从激发态与基态的相互转化而已,

所有化学物质最终均不被损耗。 2.BC【解析】Zn 是负极,故 A 错; 电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同,故 B 正确; 根据闭合回路的电流方向,在外电路中,电子由负极流向正极,故 C 正确; 在溶液中,阳离子往正极移动,故 D 错误。 3.D【解析】首先明确 a 为负极,这样电子应该是通过外电路由 a 极流向 b,A 错;B 选项反应 应为 O2+4e +4H =2H2O ; C 没有告知标准状况。 4.C【解析】本题考查电化学(原电池、电解池)的相关知识。K 闭合时Ⅰ为电解池,Ⅱ为电 解池,Ⅱ中发生充电反应,d 电极为阳极发生氧化反应,其反应式为 PbSO4 + 2H2O -2e = PbO2 + 4H + SO4
+ 2+

所以 A 正确。在上述总反应式中,得失电子总数为 2e ,当电路中转移 0.2mol

-

电子时,可以计算出Ⅰ中消耗的硫酸的量为 0.2mol,所以 B 对。K 闭合一段时间,也就是充 电一段时间后Ⅱ可以作为原电池, 由于 c 表面生成 Pb, 放电时做电源的负极, 表面生成 PbO2, d 做电源的正极,所以 D 也正确。K 闭合时 d 是阳极,阴离子向阳极移动,所以 C 错。 5. AC【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。A 项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应 为 其质量在增加;B 项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发

- 24 -

进行;C 项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D 项, 可知 F e
3?

的氧化性大于 C u

2?

,综上分析可知,本题选 AC 项。

6. C【解析】本题主要考查的是电化学知识。A 项,在该装置系统中,有四种能量转化的关系, 即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化;B 项,装置 Y 为氢氧燃料电池,负极电极 反应为 H2 -2e + 2OH = 2H2O;C 项,相当于用光能电解水,产生 H2 和 O2,实现燃料(H2)和 氧化剂(O2)的再生;D 项,在反应过程中,有能力的损耗和热效应的产生,不可能实现化学 能和电能的完全转化。综上分析可知,本题选 C 项。 7. (4) Al-3eAl
3+ -

Al +3HCO3 ==Al(OH)3+3CO2 2Al(OH)3

3+

-

Al2O3+3H2O。

【解析】 X、Y、Z、L 是组成蛋白质的四种元素且原子序数依次增大,故分别为:H、C、N、O 元素;M 是地壳中含量最高的元素,为 Al, (4)Al 作阳极失去电子生成 Al ,Al +3HCO3 ==Al(OH)3+3CO2,2Al(OH)3 8.(1)①2Al+2OH +4H2O==2Al(OH)4 +3H2;c ②2Al+3H2O-6e
3+ 3+ 3+ -

。 Al2O3+3H2O。

Al2O3+6H ;因为 Al 和 HCO3 发生了互促水解;

+

3+

-

Al +3HCO3 == Al(OH)3↓+CO2↑ (2)阳极 Cu 可以发生氧化反应生成 Cu (3)N 牺牲阳极保护法。
2+

【解析】 ①冒气泡的原因是 Al 与 NaOH 反应了, (1) 方程式为: 2Al+2OH +4H2O==2Al(OH)4 +3H2; 使 Al(OH)4 生成沉淀,最好是通入 CO2,加 HNO3 的话,沉淀容易溶解。 ②阳极是 Al 发生氧化反应,要生成氧化膜还必须有 H2O 参加,故电极反应式为:2Al+3H2O-6e
-

Al2O3+6H ; 加入 NaHCO3 溶液后产生气泡和白色沉淀, 是由于废电解液中含有 Al , HCO3 和

+

3+

-

发生了互促水解。 (2)电镀时,阳极 Cu 可以发生氧化反应生成 Cu 。 (3)铁被保护,可以是做原电池的负极,或者电解池的阴极,故若 X 为碳棒,开关 K 应置于 N 处,Fe 做阴极受到保护;若 X 为锌,开关 K 置于 M 处,铁是做负极,称为牺牲阳极保护法。 9.(1) 2 I ? 2 e ? I 2 ( 或 I ? 6 O H ? 6 e ? IO 3 ? 3 H 2 O ) (2) 实验方法 取少量阳极区电解液于试管中,加稀硫酸酸 化后加入几滴淀粉试液,观察是否变蓝。 (3)冷却结晶 干燥 实验现象及结论 如果不变蓝,说明无 I 。 (如果 变蓝,说明有 I 。 )
? ?
? ? ? ? ? ?
2+

有气泡产生

洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质
? ? ? ? ? ?

【解析】 (1)阳极发生氧化反应失电子 2 I ? 2 e ? I 2 ( 或 I ? 6 O H ? 6 e ? IO 3 ? 3 H 2 O ) 。

- 25 -

阴极区加入氢氧化钾溶液,电解氢氧化钾实质是电解水。 (2)考查 I 的检验此题借助与碘单 质遇淀粉变蓝色这一特性,要设法将碘离子转化为碘单质。 (3)考查实验的基本操作。要求 考生对整个流程分析透彻。 跟踪训练 1.C 【解析】Cu 作负极,Ag 作正极。 负极:Cu Cu +2e ;正极:Ag +e
2+ + -

-

Ag。在外电路中,电子由 Cu 电极流向 Ag 电极,

而电流方向与电子流向相反,所以①错。没有盐桥,原电池不能继续工作,③错。无论是否 为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,④对。 2.D 【解析】据判断电极的方法可知,充入燃料气的 a 极为负极,A 项错。电子不会在内电 路移动,B 项错。若燃料气为 H2,其负极反应中不会有 OH 参与反应,因电解质是氧化物,应 是 O 参与反应:H2+O
22-

H2O+2e ,C 项错。D 项中以 O 参与反应,正确。

-

2-

3.B 【解析】利用原电池原理制备盐酸,通氢气一极作负极,通氯气一极作正极,B 错;D 对原电池中的电解质溶液中的阳离子向正极移动,即向通氯气的电极移动,C 对;由于氢气和 氯气是两种气体,电极材料必须借助于石墨电极,可用稀盐酸做电解质溶液,A 对;因此,选 B。 4.C 【解析】本题主要考查的是电化学及电极反应。在原电池中,放电时阳离子向正极迁移, 阴离子向负极迁移。电极反应为: 负极,发生氧化反应:xMg 综上分析可知,本题选 C 项。 5.C 6.A 【解析】由左图知 Co (aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd (aq) 对;由右图知 2Ag (aq) ,B
2+ 2+ 2+ +

xMg +2xe ;正极,发生还原反应:Mo3S4+2xe

2+

-

-

Mo3S。

+Co(s)=2Ag(s)+Co (aq) 对;综合二方程式知 C 对。 ,D 7.D 8.A 【解析】B 项,Li 放电 1 mol 才需 7 g,最小,正确。C 项,Li+应向阴极(正极)移动, 正确。电池总反应为:C6Li+Li1-xMO2===LiMO2+C6Li1-x,充电反应为放电反应的逆反应,A 项错。 充电时阴极发生还原反应生成锂单质,D 正确。 9.(1)c (2)Fe-2e =Fe
2+ - 2+

4OH ? 4 e = 2H2O+O2↑
- - +

(3)4Fe +10H2O + O2= 4Fe(OH)3↓+8H (4)CO2 10. 方案 I:Fe+2H H2↑+Fe
+ 2+

电流计
Cu
- 2+

方案 II:原电池装置如右图 2. 正极反应 2H +2e →H2↑ 负极反应 Fe→2e +Fe
+ -

Fe

方案 III:向 CuCl2 溶液中添加铁块,铁块表面出现红色物质。 Fe+Cu =Fe +Cu
2+ 2+

图2

H2SO4 溶液

11. 结论一:电极必须是两活泼性不同的电极; 结论二:溶液必须是电解质溶液;结论三:

- 26 -

必须构成闭合回路。 (1)右(2)不能 12. (1)2Cl


+ 2H2O

2OH



+ H2↑+ Cl2↑

(2)NaCl + CO2 + NH3 + H2O == NaHCO3↓+NH4Cl (3)2H2O + 2e == 2 OH + H2↑ 13、 (1)负极 (2)1∶2∶2∶2 (3)镀件 AgNO3 (4)Fe + Cu
2+ - -

Al -3e



+ 4OH == AlO2 + 2H2O





逐渐变浅

氢氧化铁胶体粒子带正电荷

5.4g
电解

变小
2+

Cu + Fe

- 27 -


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