第4章 氧化还原反应和电化学（期末复习讲义）高二化学上学期沪科版

第4章 氧化还原反应和电化学（期末复习讲义） 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 氧化还原反应 氧化性和还原性的比较；氧化还原反应的规律；氧化还原反应方程式的配平；根据信息书写氧化还原反应方程式。 原电池和化学电源 原电池的工作原理；原电池原理的应用；化学电源；二次电池；燃料电池。 电解池 电解池的工作原理；电解规律及应用；电解原理的应用。 金属的电化学腐蚀与防护 金属的电化学腐蚀；金属的电化学防护。 要点01 氧化还原反应 1．氧化还原反应的基本概念 (1)氧化还原反应概念间的关系 (2)半反应 ①半反应：用电子把_______元素的两种价态联系起来的反应。氧化还原反应本质上是两个半反应之间__________的反应。 ②半反应式的书写要点：考虑在反应中存在电子转移的元素所在的物质__________的情况；②考虑元素形成的物质在溶液中的__________形式，应该遵循离子方程式的书写要求。 2．氧化还原反应的规律 (1)电子守恒规律：还原剂失去电子的总数和氧化剂得到电子的总数_______。 (2)强弱规律： 氧化还原反应自发进行的方向，总是由氧化性_______的氧化剂与还原性_______的还原剂反应，生成还原性_______的还原产物和氧化性_______的氧化产物。 氧化性：氧化剂_____氧化产物 还原性：还原剂_____还原产物 (3)价态归中规律 ①同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应；当存在中间价态时，同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应，若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。 ②含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。 归｜纳｜总｜结 强弱规律的应用 (1)自发进行的氧化还原反应，一般遵循强氧化剂生成弱氧化性产物、强还原剂生成弱还原性产物，即“由强制弱”。 如根据反应Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，可以确定氧化性Cl2>S，还原性S2－>Cl－。 (2)同时含有几种还原剂时，将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2＋>Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。 (3)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入足量铁粉，因为氧化性Fe3＋>Cu2＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后与Cu2＋反应。 3．氧化性和还原性的比较 (1)依据反应原理——强弱规律 在一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂_____氧化产物；还原性：还原剂_____还原产物。 如根据反应K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O可判断： 氧化性：K2Cr2O7_____Cl2，还原性：HCl_____CrCl3 (2) 以元素在周期表中的位置为依据 ①同主族元素，从上到下元素_______性(_______性)增强，_______性(_______性)减弱。 ②同周期主族元素，从左向右元素_______性(_______性)减弱，_______性(_______性)增强。 (3)依据反应条件及反应的剧烈程度判断 反应条件要求越低，反应越_______，对应物质的氧化性或还原性_______。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如： 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O， O2＋4HCl2Cl2＋2H2O 由化学方程式知氧化性：KMnO4_____Cl2，MnO2_____Cl2，O2_____Cl2，由反应条件知氧化性：KMnO4_____MnO2_____O2。 (4)依据相同条件下产物中元素价态的高低来判断 相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如： 如2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS，则氧化性：Cl2_____S。 (5)依据金属性、非金属活动性比较 ①金属活动顺序 ②非金属活动顺序 (6)根据原电池、电解池的电极反应判断 ①两种不同的金属构成原电池的两极，一般还原性：负极金属_____正极金属。 ②在电解过程中，_______性越强的金属阳离子优先在阴极放电，_______性强的非金属阴离子优先在阳极放电。 归｜纳｜总｜结 影响氧化性或还原性强弱的其他因素 (1)浓度：一般来说，氧化剂的浓度越大，其氧化性越强；还原剂的浓度越大，其还原性越强。 如氧化性：浓硫酸>稀硫酸、浓硝酸>稀硝酸；还原性：浓盐酸>稀盐酸。 (2)温度：许多氧化还原反应是在加热条件下进行的，一般升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂的还原性。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。 (3)溶液的酸碱性： 如：①中性环境中NO不显氧化性，酸性环境中NO显氧化性。 ②KMnO4氧化性：酸性>中性>碱性。 易｜错｜点｜拨 (1)一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原。如C2＋H2O===H＋中，被氧化和被还原的元素都是氯元素。 (2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。 (3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。 (4)某种物质由化合态变为游离态，不一定是被还原，如HCl→Cl2是被氧化。 (5)氧化性或还原性的强弱与元素的化合价高低无必然关系。如HClO的氧化性高于HClO4。 (6)氧化性或还原性的强弱与得失电子数多少无必然关系。如铝在反应中失去3个电子，钠失去1个电子，但是钠的还原性比铝的强。 (7)元素处于最高价时只有氧化性，但氧化性不一定强。如CO2中C为＋4价是最高价，但CO2的氧化性很弱。 (8)元素处于最低价态时只有还原性，但还原性不一定强。如H2O中O为－2价是最低价，但H2O的还原性非常弱。 (9)具有氧化性的物质和具有还原性的物质不一定都能发生化学反应。如SO2具有还原性，浓硫酸具有氧化性，但二者不发生氧化还原反应。 4．氧化还原反应方程式的配平 (1)配平原理：化合价升降法（即化合价升降总数_______），电子守恒原理。 (2)配平步骤： ①标出化合价_______的元素，以元素化合价升高和降低总数_______的原则，乘以适当的系数。 ②配平氧化剂、还原剂、还原产物和氧化产物。 ③配平其他物质。 (3)配平技巧 ①正向配平 a．氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，以反应物为基准从_______配平。 b．归中反应(变价元素只有一种，“高价＋低价→中间价”)以反应物为基准从_______配平。 ②逆向配平 a．适用对象：氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变价的；自身氧化还原反应；歧化反应(变价元素只有一种，中间价→高价＋低价)。 b．方法：从右边生成物着手配平，即：选择氧化产物、还原产物为基准物质 ③缺项配平 a．缺项方程式：某些反应物或生成物的分子式未写出(缺项)，它们一般为水、酸、碱。 b．先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物； c．再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(分子或离子)，若反应物缺正电荷，一般加H＋，生成物加水；若反应物缺负电荷，一般加OH－，生成物加水。 要点02 原电池的工作原理 1．原电池的工作原理 (1)一般，原电池反应为_______的_________反应，且ΔH_____0。 (2)电极反应：负极_______电子，发生_______反应；正极_______电子，发生_______反应。 (3)电子流向：电子由_______经导线流向_______。 (4)离子流向：盐桥中的_______流向正极，_______流向负极。 (5)盐桥的作用： ①将两个半电池隔开，提高_______效率。 ②连接两个半电池，保持溶液的_______，形成__________。 2．原电池的构成 (1)半电池：原电池由两个半电池组成，半电池包括__________和__________。 (2)电极材料 一般情况下，两个活泼性_______的电极，相对活泼的金属作_____极，较不活泼的金属（或导电的非金属）作_____极。 (3)形成闭合回路：两个半电池通过_______和_______连接，形成闭合回路。 (4)电极的分类 按照电极与表面半反应的关系，可以将构成原电池的电极分为金属电极、惰性电极、气体电极等类型。 ①金属电极：金属导电材料_______参与半反应的电极叫做金属电极。 ②惰性电极：导电材料本身_______氧化还原反应的电极叫做惰性电极，如铂、石墨等。 ③气体电极：_______在电极表面的气体会参与半反应的电极叫做气体电极，如标准氢电极等。 (5)盐桥的作用： 盐桥中通常是装有含_____________________的琼脂，其作用是： ①连接内电路，形成__________；②平衡_______，使原电池不断产生电流。 3．原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性_______的金属，正极一般是活动性_______的金属(或非金属)。 (2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的_______而受到保护。 归｜纳｜总｜结 1．原电池正负极的判断方法 (1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。 (2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。 (4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。 2．原电池中粒子的“移动方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。 (4)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋→正极，Cl－→负极。 要点03 化学电源——电池 1．化学电源的分类 (1)一次电池：只能放电不能_______，日常生活中锌锰干电池、锌银纽扣电池。 (2)二次电池：也称为可充电电池，可以_______使用，如铅酸蓄电池、锂离子电池等。 (3)燃料电池：在放电过程中不断地输入化学物质，使放电可以连续不间断地进行。目前有氢气、甲烷、甲醇、乙醇等燃料电池。 2．一次电池 (1)分类：锌锰干电池有两种—普通锌锰干电池和碱性锌锰干电池。 (2)碱性锌锰干电池 电解质溶液为_______和_______，碱性干电池的电解质溶液为__________。 负极反应式：___________________________________ 正极反应式：___________________________________ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 3．二次电池 (1)铅酸蓄电池 ①正极上覆盖有 PbO2，负极上覆盖有 Pb，电解质溶液是硫酸。 ②电极反应 负极：__________________________________________ 正极： __________________________________________ 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O (2)锂离子电池 锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间的来回移动而工作，负极为层状石墨材料，正极为含锂的化合物。 充电时，正极材料发生氧化反应，Li+ 从正极脱嵌，经过电解液，穿过隔膜，到达负极发生还原反应，插入层状石墨中，负极由贫锂状态到富锂状态。放电过程与充电过程相反。 4．燃料电池 (1)燃料电池 燃料电池是一种不经过燃烧，连续地将_______和_______的化学能直接转化成电能的化学电源。 燃料电池的氧化剂和还原剂不是储藏在电池内部，而是不断地从_______输入，分别在正、负极上发生还原反应、氧化反应，生成物不断被_______，从而使化学能不断地转化为电能。 燃料电池除氢气外，甲烷、甲醇、乙醇、肼、氨等都可以作为燃料；除氧气以外，空气也可以作为氧化剂。 (2)氢燃料电池 以_______为燃料，_______为氧化剂，铂金属做电极，质子交换膜（只允许 H+ 通过的高聚物）做电解质，提供离子通道。 负极反应：____________________________ 正极反应：____________________________ 总反应：____________________________ 归｜纳｜总｜结 (1)可充电电池充电时原来的负极连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极作阳极，简记为负连负，正连正。 (2)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 (3)燃料电池的电极本身不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。燃料和氧化剂连续地由外部供给。 (4)对于燃料电池要注意燃料在负极反应，O2在正极反应，要注意电解质溶液或传导介质的影响，如碱性条件下，CO2以CO形式存在。 要点04 电解池的工作原理 1．电解和电解池 (1)概念 ①电解是在_______作用下，在两个电极上分别发生_______反应和_______反应的过程。 ②电解池是将_______能转化为_______能的装置。 (2)电解池的工作原理 ①电极名称及反应类型 阴极：与电源_______相连的电极，发生_______反应； 阳极：与电源_______相连的电极，发生_______反应。 ②电子流向：______________、______________。 ③离子的移动方向：阳离子向_______移动，阴离子向_______移动。 (3)电解池的构成条件 具有与__________相连接的两个电极（阴极、阳极），插入_______溶液或熔融_______中，形成_______。 2．电解规律 (1)阴极产物判断 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的一般是溶液中的阳离子。阳离子的放电顺序如下： 水中的H+放电的电极反应式为：____________________________（放H2生碱） (2)阳极产物判断 ①活性电极(除Au、Pt外的金属)作阳极，则活性电极_______电子，发生_______反应。 ②惰性电极(Pt、石墨等)作阳极，要依据阴离子的放电顺序判断。阴离子的放电顺序如下： 碱（OH-）放电的电极反应式为：____________________________ 水中的OH-放电的电极反应式为：____________________________（放O2生酸） 3．以惰性电极电解电解质溶液的规律 (1)电解水型（强酸、强碱和活泼金属的含氧酸盐溶液） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 H2SO4 阴极：_____________________ 阳极：_____________________ 总反应式：_____________________ NaOH 阴极：_____________________ 阳极：_____________________ 总反应式：_____________________ Na2SO4 阴极：_____________________ 阳极：_____________________ 总反应式：_____________________ (2)电解电解质型[无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如HCl、CuCl2）] 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 HCl 阴极：_____________________ 阳极：_____________________ 总反应式：_____________________ CuCl2 阴极：_____________________ 阳极：_____________________ 总反应式：_____________________ (3)放H2生碱型（活泼金属的无氧酸盐） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl 阳极：____________________________ 阴极：____________________________ 总反应式：____________________________ (4)放O2生酸型（不活泼金属的含氧酸盐溶液） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 CuSO4 阳极：_____________________ 阴极：_____________________ 总反应式：____________________________ AgNO3 阳极：_____________________ 阴极：_____________________ 总反应式：____________________________ 归｜纳｜总｜结 (1)阳离子的放电顺序遵循氧化还原反应的“先后规律”，前提条件是各种离子的浓度相差不大。 (2)金属阳离子(除Fe3＋外)放电，一般得到相应的金属单质，H＋放电则得到H2；Fe3＋放电一般转化为Fe2＋。 (3)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 (4)最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 (5)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (6)使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。 要点05 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应和电解方程式 ①阳极反应：____________________________，阴极反应：____________________________。 ②电解方程式：____________________________。 (2)电解饱和食盐水的工作原理 ①电解过程中，阳极室_____离子浓度减小，_____离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室_____离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。 ②阳离子交换膜的作用 a．防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为___________________________________。 b．防止H2与Cl2混合发生_______。 2．电镀 (1)概念：应用_______的原理在_________或非金属制品表面镀上一薄层________或________的过程。 (2)目的：电镀的主要目的是增强金属的_______能力，同时也可以增加美观和表面硬度等。因此，镀层金属通常是一些在空气或溶液中比较稳定、抗腐蚀能力强的金属或合金，如铬、镍、银、黄铜等。 (3)电镀的工作原理 电镀时，通常把待镀的金属制品作为_____极，把镀层金属作为_____极，用含有______________的溶液作为电解质溶液。 通直流电时，阳极上镀层金属_______电子形成正离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属正离子_______电子在待镀的金属表面被还原，形成一层均匀、光洁而致密的镀层。 3．电解精炼铜 (1)电极反应： 用_______（含有锌、镍、铁、银、金、铂等微量杂质）作阳极，用_______作阴极，用______________作电解质溶液。 阳极：__________________、___________________、__________________、__________________； 阴极：_____________________。 (2)工作原理： ①阳极反应：粗铜中比铜活泼的金属_______电子，以_______的形式进入溶液（如锌、铁）；不如铜活泼的金属，它们会沉积在电解池阳极的底部（如金、银），称为_______。 ②阴极反应：溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等离子优先_______电子，成为金属铜析出。 4．电冶金 钠、钙、镁、铝等活泼金属正离子的氧化性很弱，无法用还原剂将它们从化合物中还原出来，故一般采用_______法来冶炼。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 易｜错｜点｜拨 (1)用氧化铝电解冶炼铝时，氧化铝的熔点很高，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，因此石墨电极需不断补充。 (2)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SO。 (3)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。 (4)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高。 要点06 金属的电化学腐蚀与防护 1．金属的腐蚀 (1)金属的腐蚀 金属腐蚀是指金属与周围环境中的物质发生__________反应而产生损耗的现象。 (2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极反应式 正极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 其他反应 ___________________________________，Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快 较慢 普遍性 _______腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但_______腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 (3)化学腐蚀和电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与其他物质直接发生_________反应而引起的腐蚀。 _______的金属或_______与电解质溶液接触，发生_______反应，使_______的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋ 现象 金属被腐蚀 _______金属被腐蚀 区别 ______电流产生 _______电流产生 联系 两者往往同时发生，金属的_______腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大。实质都是金属原子_______电子被_______而损耗。 2．金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法 利用_______原理，将被保护金属作为_____极（原电池的_____极），把比它还原性强的金属作为_____极（原电池的_____极）。 应用：在轮船船体、锅炉内壁、地下管道等的钢铁材料上安装活泼的镁合金或锌块。 (2)外加电流阴极保护法 将作为_____极的被保护金属和作为_______极的_______电极，置于电解质溶液中，外接直流电源的方法。 应用：保护海水中的船体、闸门等钢铁设备时就可采取这种方法。通直流电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，由于钢铁设备作为阴极，其腐蚀被抑制而得到保护。 (3)金属的其他防护方法 ①改变金属材料的组成 在金属中添加_________或_______可以制成性能优异的_______。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。 ②在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖_______保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 归｜纳｜总｜结 (1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。 (4)对同一电解质溶液来说。电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。 (6)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。 (7)外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。 题型01 氧化性和还原性的比较 【典例1】现有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 其中还原性由强到弱的顺序正确的是( ) A．I－>Fe2＋>Mn2＋>Cl－ B．I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋ C．I－>Mn2＋>Fe2＋>Cl－ D．Cl－>Mn2＋>I－>Fe2＋ 方｜法｜点｜拨 假设法判断氧化还原反应能否进行的步骤 (1)浓度：一般来说，氧化剂的浓度越大，其氧化性越强；还原剂的浓度越大，其还原性越强。 如氧化性：浓硫酸>稀硫酸、浓硝酸>稀硝酸；还原性：浓盐酸>稀盐酸。 (2)温度：许多氧化还原反应是在加热条件下进行的，一般升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂的还原性。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。 (3)溶液的酸碱性： 如：①中性环境中NO不显氧化性，酸性环境中NO显氧化性。 ②KMnO4氧化性：酸性>中性>碱性。 【变式1-1】下列实验对应的现象和结论都正确的是( ) 选项 实验 现象 结论 A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2＋ B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液变成红色 Fe2＋既有氧化性又有还原性 C 向FeCl3溶液加入铜片 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性：Fe3＋>I2 【变式1-2】物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。有如下各组物质： ①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与FeCl3溶液　⑤Cl2与NaOH溶液　⑥Fe与HNO3溶液　⑦Fe与H2SO4溶液　⑧Na与O2 (1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是______________ (填序号，下同)。 (2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是____________。 (3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是___________。 题型02 氧化还原反应规律的应用 【典例2】有下列三个反应： ①Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2 ②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ ③Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O 下列说法正确的是( ) A. ①②③中氧化剂分别是Cl2、Br2、Co2O3 B. 根据以上反应可以得到氧化性强弱关系：Cl2>Co2O3>Fe3＋ C. 在反应③中生成1 mol Cl2时，有6 mol HCl被氧化 D. 根据反应①②一定可以推理得到：Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2 方｜法｜点｜拨 判断氧化还原反应能否进行的步骤 先假设选项中的化学反应能够发生，依据反应的方程式判断各反应物与生成物的还原性或氧化性的强弱，然后再与题目提供的还原性或氧化性强弱顺序进行对照，若二者表示的还原性或氧化性强弱顺序一致，则此反应能够发生，若不一致，则此反应不能发生。 【变式2-1】关于反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，下列说法正确的是　( ) A. H2SO4发生还原反应 B. Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂 C. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1 D. 1molNa2S2O3发生反应，转移4mol电子 【变式2-2】已知三个氧化还原反应：①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2、②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3、③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑。若某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存，要将I－氧化除去而不氧化Fe2＋和Cl－，则可加入的试剂是( ) A．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl 题型03 氧化还原反应方程式的配平 【典例3】配平下列氧化还原反应方程式。 (1)______MnO＋______H＋＋______Cl－===______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O (2)________Cl2＋________KOH===________KCl＋________KClO3＋________H2O (3)______Mn2＋＋______ClO＋______H2O===______MnO2↓＋______Cl2＋_____ (4)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________===______Cl－＋______FeO＋______H2O 方｜法｜点｜拨 配平氧化还原反应方程式的方法 (1)正向配平法(全变从左边配)： 氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化，一般从反应物开始配平。 (2)逆向配平法(自变从右边配)： 自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边生成物着手配平。 (3)整体配平法 若某一氧化还原反应中，有三种元素的化合价发生了变化，但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低，这时要进行整体配平。 (4)缺项配平法： 化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水；如果是离子方程式，所缺物质往往是H＋、OH－或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质，再根据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项，可先依据化合价的升降守恒将现有的某些物质配平，然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及其化学计量数(系数)。 【变式3-1】工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O)，反应的化学方程式为FeSO4＋K2Cr2O7＋H2SO4―→Fe2(SO4)3＋Cr2(SO4)3＋H2O＋K2SO4(未配平)，下列有关说法正确的是(　　) A．每有1 mol K2Cr2O7参加反应，转移3 mol电子 B．K2Cr2O7中铬元素的化合价为＋7价 C．参与反应的Fe2＋与Cr2O物质的量之比为6∶1 D．FeSO4是氧化剂 【变式3-2】配平下列氧化还原反应方程式 (1)______Cu＋______HNO3(稀)===______Cu(NO3)2＋______NO↑＋______H2O (2)______KI＋______KIO3＋______H2SO4===______I2＋______K2SO4＋______H2O (3)______MnO＋______H＋＋______Cl－===______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O (4)____S＋______KOH===______K2S＋______K2SO3＋______H2O (5)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________===______Cl－＋______FeO＋______H2O (6)______MnO＋______H2O2＋________===______Mn2＋＋______O2↑＋______H2O 题型04 根据信息书写氧化还原反应方程式 【典例4】按要求完成下列方程式。 (1)已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。写出Cr2O与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：______________________________________________________。 (2)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为_______________________________。 (3)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：________________________________________。 (4)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式：________________________________________________________________________。 方｜法｜点｜拨 新情景下氧化还原反应方程式的书写 【变式4-1】在酸性条件下，黄铁矿(FeS2，其中S为－1价)催化氧化的反应转化如图所示。 总反应：2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋ (1)分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式： ①反应Ⅰ：_____________________________________________________________。 ②反应Ⅱ：_____________________________________________________________。 (2)NO在总反应中的作用是__________。 【变式4-2】按要求书写方程式 (1)在隔绝空气的密闭容器中加热Fe(OH)2固体，发现有H2和黑色固体生成，写出该反应的化学方程式：___________________________________________。 (2)Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为_______________________________________。 (3)KClO3与淀粉-KI溶液混合后溶液显蓝色，假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为_____________________________________________________________。 (4)MnO2与KClO3、KOH溶液共热，可得到K2MnO4，此反应的化学方程式是_____________________________________________________________。 (5)氨基甲酸铵(NH2COONH4)极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，请写出其水解反应方程式：_______________________________________________________。 题型05 原电池的工作原理 【典例5】如图所示为锌铜原电池。下列叙述正确的是( ) A．盐桥的作用是传导离子 B．外电路电子由铜片流向锌片 C．锌片上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn D．外电路中有0.2 mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g 方｜法｜点｜拨 1．原电池正负极的判断方法 (1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。 (2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。 (4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。 2．原电池中粒子的“移动方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。 (4)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋→正极，Cl－→负极。 【变式5-1】如图所示的电池，盐桥由琼脂和饱和KCl溶液构成。下列有关说法正确的是( ) A．电池负极反应：Fe2＋－e－===Fe3＋ B．盐桥中K＋移向FeCl2溶液 C．当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极减少56 g D．电池总反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 【变式5-2】兴趣小组同学利用氧化还原反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计了如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1 ，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题： (1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)。 (2)外电路的电流方向为从________(填“a”或“b”，下同)到__________。 (3)电池工作时，盐桥中的SO移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。 (4)甲烧杯中发生的电极反应为__________________________。 题型06 化学电源 【典例6】镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是( ) A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===H2O＋NiOOH B．充电过程是化学能转化为电能的过程 C．放电时负极附近溶液中的OH－浓度不变 D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动 方｜法｜点｜拨 解答化学电源的一般思维过程 电极反应式的书写步骤： 第1步，判断电极(正、负极或者阴、阳极)上参与反应的反应物和生成物，根据元素化合价变化标出转移电子的数目； 第2步，根据溶液的酸碱性，通过在电极反应式的两端添加H＋或OH－：使电极反应式符合电荷守恒； 第3步，根据原子守恒，在电极反应式的两端添加H2O(或其他小分子物质)，使电极反应式符合原子守恒。 【变式6-1】北京冬奥会赛区内使用了氢燃料清洁能源车辆。某氢氧燃料电池工作示意图如下。下列说法不正确的是( ) A．电极a为电池的负极 B．电极b表面反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．电池工作过程中OH－向正极迁移 D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率 【变式6-2】一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 mol·L－1的KOH溶液。 (1)写出放电时的正、负极电极反应式： 。 (2)写出充电时的阴、阳极电极反应式： 。 题型07 新型化学电源 【典例7】Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法正确的是( ) A．Li为电池的正极 B．电池工作时，Li＋向负极移动 C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－ D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好 方｜法｜点｜拨 (1)电池放电时发生原电池反应，充电时发生电解池反应，在充电时电池的负极接电源的负极，即负极接负极后为阴极，正极接正极后为阳极。 (2)充电时的阴极反应与放电时的负极反应、充电时的阳极反应与放电时的正极反应分别互为逆反应。 (3)阳极和负极都发生氧化反应，阴极和正极都发生还原反应。 (4)充电电池放电时，电解质溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子从负极经导线流向正极；电池充电时，电解质溶液中的阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 (5)电极附近溶液的pH的变化，根据电极反应进行分析。 【变式7-1】由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰－石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O===3MnOOH＋Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是(　　) A．二氧化锰－石墨为电池正极 B．负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O===Al(OH)3＋3NH C．OH－不断由负极向正极移动 D．每生成1 mol MnOOH转移1 mol电子 【变式7-2】锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由________(填“a”或“b”，下同)极流向________极。 (2)电池的正极反应式为_____________________________________。 题型08 电解池的工作原理 【例8】用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图，两极均有气体生成，c电极附近产生可燃性气体，澄清石灰水无浑浊现象。下列说法正确的是(　　) A．a为电源正极 B．c电极附近生成了CH4 C．电子的流动方向：c→溶液→d D．反应后恢复到原温度，溶液pH不变 方｜法｜点｜拨 判断电解池阴、阳极的常用方法 【变式8-1】以铅酸蓄电池为电源，以石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如图所示。若一段时间后Y电极上有6.4 g红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是( ) A．a为铅酸蓄电池的负极 B．电解过程中SO向右侧移动 C．电解结束时，左侧溶液质量增重8 g D．铅酸蓄电池工作时，正极电极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO 【变式8-2】用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列叙述正确的是(　　) A．逸出气体的体积：A电极＜B电极 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体 C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 题型09 电解规律及应用 【例9】以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 方｜法｜点｜拨 分析电解过程的思维程序 【变式9-1】用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是(　　) A．AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2 B．KCl　Na2SO4　CuSO4 C．CaCl2　KOH　NaNO3 D．HCl　HNO3　K2SO4 【变式9-2】用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是( ) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 题型10 电解原理的应用 【例10】用石墨作电极，电解盛放在U形管的饱和NaCl溶液(滴有酚酞)，如图，下列叙述正确的是(　　) A．通电后，NaCl才能发生电离 B．通电一段时间后，阳极附近溶液先变红 C．当阳极生成0.1 mol气体时，整个电路中转移了0.1 mol e－ D．电解饱和食盐水的总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【变式10-1】下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　) 【变式10-2】粗银中含有Cu、Pt等杂质，用电解法以硝酸银溶液为电解质溶液提纯银。下列说法正确的是( ) A．粗银与电源负极相连 B．阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．Cu、Pt在阳极区中沉积 D．电解质溶液中c(Ag＋)先增大后减小 题型11 金属的电化学腐蚀与防护 【例11】在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀 C．铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 方｜法｜点｜拨 金属腐蚀的类型的判断及电化学防护方法的选择 (1)分析金属发生腐蚀的环境，确定金属发生腐蚀的类型及变化 (2)结合金属发生腐蚀的原理，选择合适的电化学防腐方法 【变式11-1】利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是(　　) A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应 C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀 D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应 【变式11-2】研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( ) A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑ 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高二下·上海·期中）下列对海洋资源的利用没有涉及氧化还原反应的是 A．海水晒盐 B．海水提溴 C．海带提碘 D．氯碱工业 2．（24-25高二下·上海·期中）在下列烧杯中均盛有0.1mol·L-1稀硫酸，其中锌片最易被腐蚀的是 A． B． C． D． 3．（25-26高二上·上海·课后作业）锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是 A．正极反应为Zn-2e-=Zn2＋ B．电池反应为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电流从负极流向正极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 4．（24-25高二下·上海·期末）甲醇燃料电池工作原理如下图，下列有关叙述正确的是 A．a导出的气体是 B．电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极 C．乙电极的反应式为 D．当外电路通过电子时，理论上消耗甲醇1.6g 5．（21-22高二上·江苏宿迁·期中）餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是 A．电路中每通过1mol，阴极析出1mol银 B．电镀液需要不断更换 C．阳极反应式为 D．铁电极应与电源负极相连 6．（24-25高一上·上海松江·期中）工业上制备84消毒液的原料来源于氯碱厂电解饱和食盐水的反应。实验室以石墨为电极电解饱和食盐水的装置如下图所示，饱和食盐水中滴有酚酞溶液。下列判断正确的是 A．A极为正极，B为负极 B．通电一段时间后，B电极附近溶液先变红 C．A电极上有产生，B电极上有产生 D．通电一段时间后，B电极附近溶液pH变小 7．（25-26高三上·上海·阶段练习）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．Y是NaBr C．电解总反应式为 D．催化阶段反应产物物质的量之比 8．（25-26高二上·上海·月考）某研究性学习小组欲探究原电池的工作原理，按如图所示装置进行实验。 序号 A B 烧杯中的液体 1 Al 稀 2 Pt Pt NaOH溶液 3 Pb 稀 (1)第1组实验中，若将烧杯中的液体换为溶液，则负极为 ，该电极的电极反应式为 。 (2)第2组实验中，向A、B极附近分别通入和，则负极的电极反应式为 ，正极区溶液的pH值 (填变大，减小或不变)。 (3)第3组实验中，总反应方程式为，负极反应式为，则正极的电极反应式为 。该电池工作时，如果正极材料质量增加，理论上在外电路通过得电子数目为 。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（24-25高一上·上海浦东新·期末）向FeI2溶液中逐渐通入 Cl2，会依次先后生成I2、Fe3+。下列微粒中的还原性最强的是 A．Cl⁻ B．Fe2+ C．I⁻ D．Fe3+ 2．（24-25高三上·上海·期末）二次电池也称为可充电电池，可以反复使用，铅酸蓄电池就属于二次电池。铅酸蓄电池的电池总反应为：。下列说法正确的是 A．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极板质量增加49g B．充电时，铅蓄电池的正极与外接电源的负极相连 C．放电时，发生氧化反应 D．充电时的阳极反应式为 3．（24-25高二上·甘肃定西·期末）铝-空气电池具有能量密度高、比容量高、环境友好等优点，一种棉布基铝-空气电池的结构如图所示，连接好装置后，电流计发生偏转，下列说法错误的是 A．电子由铝电极流出，经过外电路流向碳纸电极 B．负极上发生的反应为 C．电路中每转移2 mol，消耗11.2 L（标准状况下）O2 D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH不变 4．（24-25高三上·上海·期末）一种镁电池的反应为，下列说法错误的是 A．放电时向正极迁移 B．放电时正极反应 C．充电时发生氧化反应 D．充电时阴极反应为 5．（24-25高二上·上海·阶段练习）金属的腐蚀除化学腐蚀和普通的电化学腐蚀外，还有“氧浓差腐蚀”，如在管道或缝隙等处的不同部位氧的浓度不同，在氧浓度低的部位是原电池的负极。下列说法正确的是 A．纯铁的腐蚀属于电化学腐蚀 B．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为 C．海轮在浸水部位镶一些铜锭可起到抗腐蚀作用 D．在图示氧浓差腐蚀中，M极为正极 6．（2025高二上·上海·专题练习）换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法正确的是 A．若用导线连接a、c，则a极附近pH增大 B．若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HxWO3-xe-=WO3+xH+ C．若导线先连接a、c，一段时间后改接b、c，可实现太阳能向电能转化 D．若用导线连接b、c，当1 molO2参与b电极反应时，有2 molLi+进入A区 7．（2025·上海·三模）某工厂用电解法将铬废水(主要为)转化为，用铁板做阴、阳极，槽中盛放含铬废水，工业设备如图所示。下列说法正确的是 A．A接电源负极 B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应： C．阴极区附近溶液的pH减小 D．若不考虑气体的溶解，当收集到时，有被还原 8．（25-26高二上·上海·期中）JoDeVrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气(主要成分CH4)中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，其流程如图所示。 (1)需控制电解槽中阴极室pH＞7，其目的是 。 (2)阳极室逸出的气体有 和 ；H2S在阳极上转化为而除去，其电极反应式为 。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 氧化还原反应和电化学（期末复习讲义） 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 氧化还原反应 氧化性和还原性的比较；氧化还原反应的规律；氧化还原反应方程式的配平；根据信息书写氧化还原反应方程式。 原电池和化学电源 原电池的工作原理；原电池原理的应用；化学电源；二次电池；燃料电池。 电解池 电解池的工作原理；电解规律及应用；电解原理的应用。 金属的电化学腐蚀与防护 金属的电化学腐蚀；金属的电化学防护。 要点01 氧化还原反应 1．氧化还原反应的基本概念 (1)氧化还原反应概念间的关系 (2)半反应 ①半反应：用电子把同一元素的两种价态联系起来的反应。氧化还原反应本质上是两个半反应之间竞争电子的反应。 ②半反应式的书写要点：考虑在反应中存在电子转移的元素所在的物质得失电子的情况；考虑元素形成的物质在溶液中的主要存在形式，应该遵循离子方程式的书写要求。 2．氧化还原反应的规律 (1)电子守恒规律：还原剂失去电子的总数和氧化剂得到电子的总数相等。 (2)强弱规律： 氧化还原反应自发进行的方向，总是由氧化性较强的氧化剂与还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。 氧化性：氧化剂>氧化产物 还原性：还原剂>还原产物 (3)价态归中规律 ①同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应；当存在中间价态时，同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应，若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。 ②含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。 归｜纳｜总｜结 强弱规律的应用 (1)自发进行的氧化还原反应，一般遵循强氧化剂生成弱氧化性产物、强还原剂生成弱还原性产物，即“由强制弱”。 如根据反应Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，可以确定氧化性Cl2>S，还原性S2－>Cl－。 (2)同时含有几种还原剂时，将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2＋>Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。 (3)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入足量铁粉，因为氧化性Fe3＋>Cu2＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后与Cu2＋反应。 3．氧化性和还原性的比较 (1)依据反应原理——强弱规律 在一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。 如根据反应K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O可判断： 氧化性：K2Cr2O7>Cl2，还原性：HCl>CrCl3 (2) 以元素在周期表中的位置为依据 ①同主族元素，从上到下元素金属性(还原性)增强，非金属性(氧化性)减弱。 ②同周期主族元素，从左向右元素金属性(还原性)减弱，非金属性(氧化性)增强。 (3)依据反应条件及反应的剧烈程度判断 反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如： 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O， O2＋4HCl2Cl2＋2H2O 由化学方程式知氧化性：KMnO4>Cl2，MnO2>Cl2，O2>Cl2，由反应条件知氧化性：KMnO4>MnO2>O2。 (4)依据相同条件下产物中元素价态的高低来判断 相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如： 如2Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS，则氧化性：Cl2＞S。 (5)依据金属性、非金属活动性比较 ①金属活动顺序 ②非金属活动顺序 (6)根据原电池、电解池的电极反应判断 ①两种不同的金属构成原电池的两极，一般还原性：负极金属＞正极金属。 ②在电解过程中，氧化性越强的金属阳离子优先在阴极放电，还原性强的非金属阴离子优先在阳极放电。 归｜纳｜总｜结 影响氧化性或还原性强弱的其他因素 (1)浓度：一般来说，氧化剂的浓度越大，其氧化性越强；还原剂的浓度越大，其还原性越强。 如氧化性：浓硫酸>稀硫酸、浓硝酸>稀硝酸；还原性：浓盐酸>稀盐酸。 (2)温度：许多氧化还原反应是在加热条件下进行的，一般升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂的还原性。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。 (3)溶液的酸碱性： 如：①中性环境中NO不显氧化性，酸性环境中NO显氧化性。 ②KMnO4氧化性：酸性>中性>碱性。 易｜错｜点｜拨 (1)一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原。如C2＋H2O===H＋中，被氧化和被还原的元素都是氯元素。 (2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。 (3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。 (4)某种物质由化合态变为游离态，不一定是被还原，如HCl→Cl2是被氧化。 (5)氧化性或还原性的强弱与元素的化合价高低无必然关系。如HClO的氧化性高于HClO4。 (6)氧化性或还原性的强弱与得失电子数多少无必然关系。如铝在反应中失去3个电子，钠失去1个电子，但是钠的还原性比铝的强。 (7)元素处于最高价时只有氧化性，但氧化性不一定强。如CO2中C为＋4价是最高价，但CO2的氧化性很弱。 (8)元素处于最低价态时只有还原性，但还原性不一定强。如H2O中O为－2价是最低价，但H2O的还原性非常弱。 (9)具有氧化性的物质和具有还原性的物质不一定都能发生化学反应。如SO2具有还原性，浓硫酸具有氧化性，但二者不发生氧化还原反应。 4．氧化还原反应方程式的配平 (1)配平原理：化合价升降法（即化合价升降总数相等），电子守恒原理。 (2)配平步骤： ①标出化合价有变化的元素，以元素化合价升高和降低总数相等的原则，乘以适当的系数。 ②配平氧化剂、还原剂、还原产物和氧化产物。 ③配平其他物质。 (3)配平技巧 ①正向配平 a．氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，以反应物为基准从左边配平。 b．归中反应(变价元素只有一种，“高价＋低价→中间价”)以反应物为基准从左边配平。 ②逆向配平 a．适用对象：氧化剂、还原剂中某元素化合价部分变价的；自身氧化还原反应；歧化反应(变价元素只有一种，中间价→高价＋低价)。 b．方法：从右边生成物着手配平，即：选择氧化产物、还原产物为基准物质。 ③缺项配平 a．缺项方程式：某些反应物或生成物的分子式未写出(缺项)，它们一般为水、酸、碱。 b．先根据化合价变化找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物； c．再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(分子或离子)，若反应物缺正电荷，一般加H＋，生成物加水；若反应物缺负电荷，一般加OH－，生成物加水。 要点02 原电池的工作原理 1．原电池的工作原理 (1)一般，原电池反应为自发的氧化还原反应，且ΔH<0。 (2)电极反应：负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。 (3)电子流向：电子由负极经导线流向正极。 (4)离子流向：盐桥中的阳离子流向正极，阴离子流向负极。 (5)盐桥的作用： ①将两个半电池隔开，提高电池效率。 ②连接两个半电池，保持溶液的电中性，形成闭合回路。 2．原电池的构成 (1)半电池：原电池由两个半电池组成，半电池包括电极材料和电解质溶液。 (2)电极材料 一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属（或导电的非金属）作正极。 (3)形成闭合回路：两个半电池通过盐桥和导线连接，形成闭合回路。 (4)电极的分类 按照电极与表面半反应的关系，可以将构成原电池的电极分为金属电极、惰性电极、气体电极等类型。 ①金属电极：金属导电材料直接参与半反应的电极叫做金属电极。 ②惰性电极：导电材料本身不发生氧化还原反应的电极叫做惰性电极，如铂、石墨等。 ③气体电极：吸附在电极表面的气体会参与半反应的电极叫做气体电极，如标准氢电极等。 (5)盐桥的作用： 盐桥中通常是装有含KCl或NH4NO3饱和溶液的琼脂，其作用是： ①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。 3．原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 (2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 归｜纳｜总｜结 1．原电池正负极的判断方法 (1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。 (2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。 (4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。 2．原电池中粒子的“移动方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。 (4)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋→正极，Cl－→负极。 要点03 化学电源——电池 1．化学电源的分类 (1)一次电池：只能放电不能充电，日常生活中锌锰干电池、锌银纽扣电池。 (2)二次电池：也称为可充电电池，可以反复使用，如铅酸蓄电池、锂离子电池等。 (3)燃料电池：在放电过程中不断地输入化学物质，使放电可以连续不间断地进行。目前有氢气、甲烷、甲醇、乙醇等燃料电池。 2．一次电池 (1)分类：锌锰干电池有两种—普通锌锰干电池和碱性锌锰干电池。 (2)碱性锌锰干电池 电解质溶液为氯化铵和氯化锌，碱性干电池的电解质溶液为氢氧化钾。 负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　 正极反应式：MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 3．二次电池 (1)铅酸蓄电池 ①正极上覆盖有 PbO2，负极上覆盖有 Pb，电解质溶液是硫酸。 ②电极反应 负极：Pb＋SO－2e－PbSO4 正极： PbO2＋4H＋＋SO＋2e－PbSO4＋2H2O 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O (2)锂离子电池 锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间的来回移动而工作，负极为层状石墨材料，正极为含锂的化合物。 充电时，正极材料发生氧化反应，Li+ 从正极脱嵌，经过电解液，穿过隔膜，到达负极发生还原反应，插入层状石墨中，负极由贫锂状态到富锂状态。放电过程与充电过程相反。 4．燃料电池 (1)燃料电池 燃料电池是一种不经过燃烧，连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源。 燃料电池的氧化剂和还原剂不是储藏在电池内部，而是不断地从外部输入，分别在正、负极上发生还原反应、氧化反应，生成物不断被排出，从而使化学能不断地转化为电能。 燃料电池除氢气外，甲烷、甲醇、乙醇、肼、氨等都可以作为燃料；除氧气以外，空气也可以作为氧化剂。 (2)氢燃料电池 以氢气为燃料，氧气为氧化剂，铂金属做电极，质子交换膜（只允许 H+ 通过的高聚物）做电解质，提供离子通道。 负极反应：H2－2e－===2H＋ 正极反应：O2+2H++2e-===H2O 总反应：2H2＋O2===2H2O 归｜纳｜总｜结 (1)可充电电池充电时原来的负极连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极作阳极，简记为负连负，正连正。 (2)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 (3)燃料电池的电极本身不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。燃料和氧化剂连续地由外部供给。 (4)对于燃料电池要注意燃料在负极反应，O2在正极反应，要注意电解质溶液或传导介质的影响，如碱性条件下，CO2以CO形式存在。 要点04 电解池的工作原理 1．电解和电解池 (1)概念 ①电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 ②电解池是将电能转化为化学能的装置。 (2)电解池的工作原理 ①电极名称及反应类型 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 ②电子流向：负极→阴极、阳极→正极。 ③离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 (3)电解池的构成条件 具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极），插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 2．电解规律 (1)阴极产物判断 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的一般是溶液中的阳离子。阳离子的放电顺序如下： 水中的H+放电的电极反应式为：2H2O+2e-===H2↑+2OH-（放H2生碱） (2)阳极产物判断 ①活性电极(除Au、Pt外的金属)作阳极，则活性电极失去电子，发生氧化反应。 ②惰性电极(Pt、石墨等)作阳极，要依据阴离子的放电顺序判断。阴离子的放电顺序如下： 碱（OH-）放电的电极反应式为：4 OH--4e-===O2↑+2H2O 水中的OH-放电的电极反应式为：2H2O-4e-===O2↑+4H+（放O2生酸） 3．以惰性电极电解电解质溶液的规律 (1)电解水型（强酸、强碱和活泼金属的含氧酸盐溶液） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 H2SO4 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 加水 NaOH 阴极：4H2O+4e-===2H2↑+4OH- 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 H2O Na2SO4 阴极：4H2O+4e-===2H2↑+4OH- 阳极：2H2O-4e-===O2↑+4H+ 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑ 增大 H2O (2)电解电解质型[无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如HCl、CuCl2）] 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑ 减小 通入HCl气体 CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 加CuCl2固体 (3)放H2生碱型（活泼金属的无氧酸盐） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 NaCl 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 减小并生成新电解质 通入HCl气体 (4)放O2生酸型（不活泼金属的含氧酸盐溶液） 实例 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 复原方法 CuSO4 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：2Cu2＋＋4e－===4Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 减小并生成新电解质 加CuO或CuCO3 AgNO3 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag 总反应式：4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋ 减小并生成新电解质 加Ag2O 归｜纳｜总｜结 (1)阳离子的放电顺序遵循氧化还原反应的“先后规律”，前提条件是各种离子的浓度相差不大。 (2)金属阳离子(除Fe3＋外)放电，一般得到相应的金属单质，H＋放电则得到H2；Fe3＋放电一般转化为Fe2＋。 (3)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 (4)最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 (5)电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (6)使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。 要点05 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应和电解方程式 ①阳极反应：2Cl--2e-===Cl2↑，阴极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH-。 ②电解方程式：2NaCl+2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑。 (2)电解饱和食盐水的工作原理 ①电解过程中，阳极室Cl-离子浓度减小，Na+离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室OH-离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。 ②阳离子交换膜的作用 a．防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 b．防止H2与Cl2混合发生爆炸。 2．电镀 (1)概念：应用电解的原理在某些金属或非金属制品表面镀上一薄层其他金属或合金薄层的过程。 (2)目的：电镀的主要目的是增强金属的抗腐蚀能力，同时也可以增加美观和表面硬度等。因此，镀层金属通常是一些在空气或溶液中比较稳定、抗腐蚀能力强的金属或合金，如铬、镍、银、黄铜等。 (3)电镀的工作原理 电镀时，通常把待镀的金属制品作为阴极，把镀层金属作为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液。 通直流电时，阳极上镀层金属失去电子形成正离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属正离子得到电子在待镀的金属表面被还原，形成一层均匀、光洁而致密的镀层。 3．电解精炼铜 (1)电极反应： 用粗铜（含有锌、镍、铁、银、金、铂等微量杂质）作阳极，用精铜作阴极，用硫酸酸化的硫酸铜溶液作电解质溶液。 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 (2)工作原理： ①阳极反应：粗铜中比铜活泼的金属失去电子，以正离子的形式进入溶液（如锌、铁）；不如铜活泼的金属，它们会沉积在电解池阳极的底部（如金、银），称为阳极泥。 ②阴极反应：溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等离子优先得到电子，成为金属铜析出。 4．电冶金 钠、钙、镁、铝等活泼金属正离子的氧化性很弱，无法用还原剂将它们从化合物中还原出来，故一般采用电解法来冶炼。 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al 易｜错｜点｜拨 (1)用氧化铝电解冶炼铝时，氧化铝的熔点很高，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，因此石墨电极需不断补充。 (2)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SO。 (3)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。 (4)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高。 要点06 金属的电化学腐蚀与防护 1．金属的腐蚀 (1)金属的腐蚀 金属腐蚀是指金属与周围环境中的物质发生氧化还原反应而产生损耗的现象。 (2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 负极反应式 Fe－2e－===Fe2＋ 正极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2↓ 其他反应 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快 较慢 普遍性 吸氧腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 (3)化学腐蚀和电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与其他物质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。 不纯的金属或合金与电解质溶液接触，发生原电池反应，使比较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。 本质 M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋ 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 联系 两者往往同时发生，金属的电化学腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大。实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗。 2．金属的电化学防护 (1)牺牲阳极的阴极保护法 利用原电池原理，将被保护金属作为阴极（原电池的正极），把比它还原性强的金属作为阳极（原电池的负极）。 应用：在轮船船体、锅炉内壁、地下管道等的钢铁材料上安装活泼的镁合金或锌块。 (2)外加电流阴极保护法 将作为阴极的被保护金属和作为辅助阳极的惰性电极，置于电解质溶液中，外接直流电源的方法。 应用：保护海水中的船体、闸门等钢铁设备时就可采取这种方法。通直流电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，由于钢铁设备作为阴极，其腐蚀被抑制而得到保护。 (3)金属的其他防护方法 ①改变金属材料的组成 在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。如普通钢中加入镍、铬等制成不锈钢产品，钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性。 ②在金属表面覆盖保护层 在金属表面覆盖致密的保护层，将金属制品与周围物质隔开是一种普遍采用的防护方法。如，在钢铁制品的表面喷涂油漆、涂矿物性油脂、覆盖搪瓷、塑料等；电镀锌、锡、铬、镍等；利用化学方法、离子注入法、表面渗镀等方式在金属表面形成稳定的钝化膜。 归｜纳｜总｜结 (1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快慢：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。 (2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。 (4)对同一电解质溶液来说。电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 (5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。 (6)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。 (7)外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。 题型01 氧化性和还原性的比较 【典例1】现有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 ③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 其中还原性由强到弱的顺序正确的是( ) A．I－>Fe2＋>Mn2＋>Cl－ B．I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋ C．I－>Mn2＋>Fe2＋>Cl－ D．Cl－>Mn2＋>I－>Fe2＋ 【答案】B 【解析】在反应①中，还原性I－>Fe2＋，在反应②中，还原性Fe2＋>Cl－，在反应③中，还原性Cl－> Mn2＋，则还原性I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋，故B正确。 方｜法｜点｜拨 假设法判断氧化还原反应能否进行的步骤 (1)浓度：一般来说，氧化剂的浓度越大，其氧化性越强；还原剂的浓度越大，其还原性越强。 如氧化性：浓硫酸>稀硫酸、浓硝酸>稀硝酸；还原性：浓盐酸>稀盐酸。 (2)温度：许多氧化还原反应是在加热条件下进行的，一般升高温度可增强氧化剂的氧化性、还原剂的还原性。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。 (3)溶液的酸碱性： 如：①中性环境中NO不显氧化性，酸性环境中NO显氧化性。 ②KMnO4氧化性：酸性>中性>碱性。 【变式1-1】下列实验对应的现象和结论都正确的是( ) 选项 实验 现象 结论 A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2＋ B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液变成红色 Fe2＋既有氧化性又有还原性 C 向FeCl3溶液加入铜片 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性：Fe3＋>I2 【答案】D 【解析】向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后，铁粉会与硫酸反应生成硫酸亚铁，酸性KMnO4溶液为强氧化剂，会氧化亚铁离子，则滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去，不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2＋，A错误；向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴加H2O2溶液，H2O2会将亚铁离子氧化为铁离子，则加入H2O2后溶液变成红色，说明Fe2＋有还原性，B错误；向FeCl3溶液加入铜片会发生反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，溶液变蓝，无黑色固体出现，FeCl3的氧化性大于CuCl2，C错误；向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液，FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2，则溶液变为蓝色，氧化性：Fe3＋>I2，D正确。 【变式1-2】物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。有如下各组物质： ①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与FeCl3溶液　⑤Cl2与NaOH溶液　⑥Fe与HNO3溶液　⑦Fe与H2SO4溶液　⑧Na与O2 (1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是______________ (填序号，下同)。 (2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是____________。 (3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是___________。 【答案】①③⑥⑦　⑤⑥⑦⑧ ②④ 【解析】⑥Fe遇浓HNO3常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀HNO3反应，HNO3被还原成NO。⑦Fe遇浓H2SO4常温下钝化，加热继续反应，Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4和H2。 题型02 氧化还原反应规律的应用 【典例2】有下列三个反应： ①Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2 ②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ ③Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O 下列说法正确的是( ) A. ①②③中氧化剂分别是Cl2、Br2、Co2O3 B. 根据以上反应可以得到氧化性强弱关系：Cl2>Co2O3>Fe3＋ C. 在反应③中生成1 mol Cl2时，有6 mol HCl被氧化 D. 根据反应①②一定可以推理得到：Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2 【答案】A 【解析】①中氧化性：Cl2＞I2，②中氧化性：Br2＞Fe3＋，③中氧化性：Co2O3＞Cl2，所以氧化性顺序是Co2O3＞Cl2＞Fe3＋，B错误；在反应③中生成1molCl2时，有6molHCl参加反应，其中2molHCl被氧化，C错误；根据还原性：Br－＜Fe2＋，Cl2和FeBr2反应时，氯气先氧化Fe2＋，再氧化Br－，D错误。 方｜法｜点｜拨 判断氧化还原反应能否进行的步骤 先假设选项中的化学反应能够发生，依据反应的方程式判断各反应物与生成物的还原性或氧化性的强弱，然后再与题目提供的还原性或氧化性强弱顺序进行对照，若二者表示的还原性或氧化性强弱顺序一致，则此反应能够发生，若不一致，则此反应不能发生。 【变式2-1】关于反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，下列说法正确的是　( ) A. H2SO4发生还原反应 B. Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂 C. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1 D. 1molNa2S2O3发生反应，转移4mol电子 【答案】B 【解析】H2SO4中各元素化合价不变，没有发生还原反应，A错误；该反应的氧化产物是SO2，还原产物为S，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1，C错误；根据S元素的化合价变化情况可知，1molNa2S2O3发生反应转移2mol电子，D错误。 【变式2-2】已知三个氧化还原反应：①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2、②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3、③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑。若某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存，要将I－氧化除去而不氧化Fe2＋和Cl－，则可加入的试剂是( ) A．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl 【答案】C 【解析】根据同一氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，则由题给方程式得出，氧化性由强至弱的顺序为MnO>Cl2>Fe3＋>I2，还原性由强至弱的顺序为I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。Fe2＋、I－均能被Cl2氧化，A错误；Fe2＋、I－和Cl－均能被KMnO4氧化，B错误；FeCl3能氧化除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，C正确；HCl与三种离子均不反应，D错误。 题型03 氧化还原反应方程式的配平 【典例3】配平下列氧化还原反应方程式。 (1)______MnO＋______H＋＋______Cl－===______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O (2)________Cl2＋________KOH===________KCl＋________KClO3＋________H2O (3)______Mn2＋＋______ClO＋______H2O===______MnO2↓＋______Cl2＋_____ (4)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________===______Cl－＋______FeO＋______H2O 答案 (1)2　16　10　2　5　8 (2)3　6　5　1　3 (3)5　2　4　5　1　8H＋ (4)3　2　4OH－　3　2　5 方｜法｜点｜拨 配平氧化还原反应方程式的方法 (1)正向配平法(全变从左边配)： 氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化，一般从反应物开始配平。 (2)逆向配平法(自变从右边配)： 自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边生成物着手配平。 (3)整体配平法 若某一氧化还原反应中，有三种元素的化合价发生了变化，但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低，这时要进行整体配平。 (4)缺项配平法： 化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水；如果是离子方程式，所缺物质往往是H＋、OH－或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质，再根据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项，可先依据化合价的升降守恒将现有的某些物质配平，然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及其化学计量数(系数)。 【变式3-1】工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O)，反应的化学方程式为FeSO4＋K2Cr2O7＋H2SO4―→Fe2(SO4)3＋Cr2(SO4)3＋H2O＋K2SO4(未配平)，下列有关说法正确的是(　　) A．每有1 mol K2Cr2O7参加反应，转移3 mol电子 B．K2Cr2O7中铬元素的化合价为＋7价 C．参与反应的Fe2＋与Cr2O物质的量之比为6∶1 D．FeSO4是氧化剂 答案　C 解析　Cr元素化合价由＋6价降低到＋3价，转移电子关系为K2Cr2O7～6e－，故每有1 mol K2Cr2O7参加反应，转移6 mol电子，A错误；K元素化合价为＋1价，O元素化合价为－2价，根据化合价代数和为0，知Cr元素化合价为＋6价，B错误；根据得失电子守恒知，Fe2＋与Cr2O物质的量之比为6∶1，C正确；FeSO4中Fe元素化合价升高，作还原剂，D错误。 【变式3-2】配平下列氧化还原反应方程式 (1)______Cu＋______HNO3(稀)===______Cu(NO3)2＋______NO↑＋______H2O (2)______KI＋______KIO3＋______H2SO4===______I2＋______K2SO4＋______H2O (3)______MnO＋______H＋＋______Cl－===______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O (4)____S＋______KOH===______K2S＋______K2SO3＋______H2O (5)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________===______Cl－＋______FeO＋______H2O (6)______MnO＋______H2O2＋________===______Mn2＋＋______O2↑＋______H2O 答案　(1)3　8　3　2　4 (2)5　1　3　3　3　3 (3)2　16　10　2　5　8 (4)3　6　2　1　3 (5)3　2　4OH－　3　2　5 (6)2　5　6H＋　2　5　8 题型04 根据信息书写氧化还原反应方程式 【典例4】按要求完成下列方程式。 (1)已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。写出Cr2O与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：______________________________________________________。 (2)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为_______________________________。 (3)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：________________________________________。 (4)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式：________________________________________________________________________。 答案　(1)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (2)3Mn2＋＋2MnO＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ (3)3Na2SO4＋8C3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑ (4)SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋ 方｜法｜点｜拨 新情景下氧化还原反应方程式的书写 【变式4-1】在酸性条件下，黄铁矿(FeS2，其中S为－1价)催化氧化的反应转化如图所示。 总反应：2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋ (1)分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式： ①反应Ⅰ：_____________________________________________________________。 ②反应Ⅱ：_____________________________________________________________。 (2)NO在总反应中的作用是__________。 答案　(1)①4Fe(NO)2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋4NO＋2H2O ②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋ (2)作催化剂 【变式4-2】按要求书写方程式 (1)在隔绝空气的密闭容器中加热Fe(OH)2固体，发现有H2和黑色固体生成，写出该反应的化学方程式：___________________________________________。 (2)Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为_______________________________________。 (3)KClO3与淀粉-KI溶液混合后溶液显蓝色，假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为_____________________________________________________________。 (4)MnO2与KClO3、KOH溶液共热，可得到K2MnO4，此反应的化学方程式是_____________________________________________________________。 (5)氨基甲酸铵(NH2COONH4)极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，请写出其水解反应方程式：_______________________________________________________。 答案　(1)3Fe(OH)2Fe3O4＋H2↑＋2H2O (2)S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋ (3)ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O (4)3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O (5)NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O 题型05 原电池的工作原理 【典例5】如图所示为锌铜原电池。下列叙述正确的是( ) A．盐桥的作用是传导离子 B．外电路电子由铜片流向锌片 C．锌片上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn D．外电路中有0.2 mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g 答案 A 解析　在含盐桥的原电池中，盐桥连接左、右两个烧杯中的溶液，可传导离子，起到导电作用，A正确；锌的活动性强于铜，则锌片作负极，铜片作正极；在外电路中，电子由负极流向正极，则电子由锌片流向铜片，B错误；锌片是负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C错误；铜片是正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，外电路中通过0.2 mol电子时，铜片上析出0.1 mol Cu，其质量为0.1 mol×64 g·mol－1＝6.4 g，D错误。 方｜法｜点｜拨 1．原电池正负极的判断方法 (1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。 (2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。 (4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。 2．原电池中粒子的“移动方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。 (4)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋→正极，Cl－→负极。 【变式5-1】如图所示的电池，盐桥由琼脂和饱和KCl溶液构成。下列有关说法正确的是( ) A．电池负极反应：Fe2＋－e－===Fe3＋ B．盐桥中K＋移向FeCl2溶液 C．当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极减少56 g D．电池总反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 答案 D 解析　该双液电池Fe为负极，失去电子，石墨为正极，得到电子；盐桥中的阳离子K＋朝正极移动，移向FeCl3溶液。Fe为负极，石墨为正极，电池负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；原电池中阳离子移向正极，石墨电极为正极，故盐桥中K＋移向FeCl3溶液，故B错误；当有6.02×1023个电子转移时，根据电池负极反应：Fe－2e－===Fe2＋，Fe电极减少28 g，故C错误；据分析，根据电荷守恒可得，电池总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故D正确。 【变式5-2】兴趣小组同学利用氧化还原反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计了如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1 ，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题： (1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)。 (2)外电路的电流方向为从________(填“a”或“b”，下同)到__________。 (3)电池工作时，盐桥中的SO移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。 (4)甲烧杯中发生的电极反应为__________________________。 答案　(1)乙　(2)a　b　(3)乙　(4)MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O 解析　根据题给氧化还原反应可知，甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋；外电路的电流方向从正极流向负极，即从a到b；电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即SO移向乙烧杯。 题型06 化学电源 【典例6】镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是( ) A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===H2O＋NiOOH B．充电过程是化学能转化为电能的过程 C．放电时负极附近溶液中的OH－浓度不变 D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动 答案 A 解析　该可充电电池放电时为原电池，Cd失电子、化合价升高，Cd为负极，反应式为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，正极上NiOOH发生的电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，工作时阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时为电解池，与电源正极相接的为阳极，与电源负极相接的为阴极，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，据此分析解答。充电时为电解池，阳极反应与原电池正极反应相反，即阳极电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，故A正确；充电时为电解池，电能转化为化学能，故B错误；放电时为原电池，负极反应式为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，碱性减弱，故C错误；放电时为原电池，电解质溶液中的OH－向负极移动，故D错误。 方｜法｜点｜拨 解答化学电源的一般思维过程 电极反应式的书写步骤： 第1步，判断电极(正、负极或者阴、阳极)上参与反应的反应物和生成物，根据元素化合价变化标出转移电子的数目； 第2步，根据溶液的酸碱性，通过在电极反应式的两端添加H＋或OH－：使电极反应式符合电荷守恒； 第3步，根据原子守恒，在电极反应式的两端添加H2O(或其他小分子物质)，使电极反应式符合原子守恒。 【变式6-1】北京冬奥会赛区内使用了氢燃料清洁能源车辆。某氢氧燃料电池工作示意图如下。下列说法不正确的是( ) A．电极a为电池的负极 B．电极b表面反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．电池工作过程中OH－向正极迁移 D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率 答案 C 解析　H2通入电极a，发生氧化反应，则电极a是负极，A正确；电极b为正极，O2在正极被还原，电解质溶液为KOH溶液，则正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正确；燃料电池工作时，阴离子移向负极，则OH－向负极(电极a)迁移，C错误；氢氧燃料电池将化学能转化为电能，能源利用率较高，其能量转化率高于火力发电，D正确。 【变式6-2】一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 mol·L－1的KOH溶液。 (1)写出放电时的正、负极电极反应式： 。 (2)写出充电时的阴、阳极电极反应式： 。 答案　(1)负极：H2－2e－＋2OH－===2H2O； 正极：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－ (2)阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 阳极：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiO(OH)＋2H2O 题型07 新型化学电源 【典例7】Li-FeS2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法正确的是( ) A．Li为电池的正极 B．电池工作时，Li＋向负极移动 C．正极的电极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－ D．将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，电池性能更好 答案 C 解析　根据电池反应式知，放电时Li失电子发生氧化反应，则Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，FeS2为正极，正极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－。通过以上分析知，Li为电池负极，发生氧化反应，故A错误；放电时，阳离子Li＋向正极移动，故B错误；FeS2为正极，正极反应式为FeS2＋4e－===Fe＋2S2－，故C正确；将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，Li和水发生氧化还原反应生成氢气，所以不能将熔融的LiCF3SO3改为LiCl的水溶液，故D错误。 方｜法｜点｜拨 (1)电池放电时发生原电池反应，充电时发生电解池反应，在充电时电池的负极接电源的负极，即负极接负极后为阴极，正极接正极后为阳极。 (2)充电时的阴极反应与放电时的负极反应、充电时的阳极反应与放电时的正极反应分别互为逆反应。 (3)阳极和负极都发生氧化反应，阴极和正极都发生还原反应。 (4)充电电池放电时，电解质溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子从负极经导线流向正极；电池充电时，电解质溶液中的阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 (5)电极附近溶液的pH的变化，根据电极反应进行分析。 【变式7-1】由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰－石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O===3MnOOH＋Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是(　　) A．二氧化锰－石墨为电池正极 B．负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O===Al(OH)3＋3NH C．OH－不断由负极向正极移动 D．每生成1 mol MnOOH转移1 mol电子 答案　C 解析　由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为Al(OH)3，A、B正确；阴离子移向负极，C错误；由反应中锰元素价态变化知D正确。 【变式7-2】锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由________(填“a”或“b”，下同)极流向________极。 (2)电池的正极反应式为_____________________________________。 答案　(1)b　a　(2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 解析　(1)结合所给装置图以及原电池反应原理可知，Li作负极，MnO2作正极，所以电子流向是a→b，电流方向则是b→a。(2)根据题给信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。 题型08 电解池的工作原理 【例8】用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图，两极均有气体生成，c电极附近产生可燃性气体，澄清石灰水无浑浊现象。下列说法正确的是(　　) A．a为电源正极 B．c电极附近生成了CH4 C．电子的流动方向：c→溶液→d D．反应后恢复到原温度，溶液pH不变 答案　D 解析　用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液，阳极是水电离的OH－放电，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极是水电离的H＋放电，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c电极附近产生可燃性气体，则c电极为阴极，d电极为阳极，a为电源负极，b为电源正极。 方｜法｜点｜拨 判断电解池阴、阳极的常用方法 【变式8-1】以铅酸蓄电池为电源，以石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如图所示。若一段时间后Y电极上有6.4 g红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是( ) A．a为铅酸蓄电池的负极 B．电解过程中SO向右侧移动 C．电解结束时，左侧溶液质量增重8 g D．铅酸蓄电池工作时，正极电极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO 答案C 解析　Y极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为电源负极，a为电源正极，A错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B错误；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当有6.4 g Cu析出时，转移0.2 mol e－，左侧生成1.6 g O2，同时有0.1 mol (9.6 g)SO进入左侧，则左侧质量净增加9.6 g－1.6 g＝8 g，C正确；铅酸蓄电池的负极是Pb，正极是PbO2，正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，D错误。 【变式8-2】用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列叙述正确的是(　　) A．逸出气体的体积：A电极＜B电极 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体 C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 答案　D 解析　用惰性电极电解Na2SO4溶液，A电极为阴极，B电极为阳极。SO、OH－移向B电极，在B电极H2O电离出的OH－放电，产生O2，B电极附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液变红，Na＋、H＋移向A电极，在A电极H2O电离出的H＋放电产生H2，A电极附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液变蓝，产生H2和O2的体积之比为2∶1，A、B、C项错误，D项正确。 题型09 电解规律及应用 【例9】以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 答案　D 解析　以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。 方｜法｜点｜拨 分析电解过程的思维程序 【变式9-1】用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是(　　) A．AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2 B．KCl　Na2SO4　CuSO4 C．CaCl2　KOH　NaNO3 D．HCl　HNO3　K2SO4 答案　B 解析　AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液随电解的进行，有酸产生，溶液pH降低；KCl、CaCl2溶液随电解的进行，有碱产生，溶液pH升高；CuCl2、HCl电解电解质本身，溶液中CuCl2、HCl减少，对应的H＋减少，溶液的pH升高；KOH、HNO3相当于电解H2O，电解质浓度增大，对应的碱溶液碱性更强，酸溶液酸性更强。 【变式9-2】用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是( ) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 答案 C 解析　电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a管中为无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋得电子发生还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－失电子发生氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。 题型10 电解原理的应用 【例10】用石墨作电极，电解盛放在U形管的饱和NaCl溶液(滴有酚酞)，如图，下列叙述正确的是(　　) A．通电后，NaCl才能发生电离 B．通电一段时间后，阳极附近溶液先变红 C．当阳极生成0.1 mol气体时，整个电路中转移了0.1 mol e－ D．电解饱和食盐水的总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 答案　D 解析　NaCl为强电解质，无论是否通电，在溶液中都发生电离，A错误；阳极生成氯气，阴极生成NaOH，则阴极附近溶液先变红，B错误；阳极发生氧化反应，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，生成0.1 mol氯气时，转移电子为0.2 mol，C错误；电解饱和食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气和氢氧化钠，总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，D正确。 【变式10-1】下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　) 答案　C 解析　A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；B项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；C项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误；D项，电解氯化铜溶液，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确。 【变式10-2】粗银中含有Cu、Pt等杂质，用电解法以硝酸银溶液为电解质溶液提纯银。下列说法正确的是( ) A．粗银与电源负极相连 B．阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．Cu、Pt在阳极区中沉积 D．电解质溶液中c(Ag＋)先增大后减小 答案 B 解析　用电解法精炼粗银，银单质失电子变成银离子，发生氧化反应，粗银与电源正极相连，故A错误；得电子能力：Ag＋>Cu2＋，阴极为Ag＋得电子生成Ag，阴极电极反应式为Ag＋＋e＋===Ag，故B正确；电解精炼银时，粗银中比银活泼的铜会失电子形成离子进入溶液，Pt为惰性金属在阳极区沉积，则电解质溶液中c(Ag＋)不可能增大，故C、D错误。 题型11 金属的电化学腐蚀与防护 【例11】在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现。铁片腐蚀过程中发生反应的总化学方程式为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，Fe(OH)2进一步被氧气氧化为Fe(OH)3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．铁片发生还原反应而被腐蚀 B．铁片腐蚀生成的铁锈可以保护内层的铁不被腐蚀 C．铁片腐蚀过程中负极发生的电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．铁片里的铁和碳与食盐水形成了无数微小原电池，发生了电化学腐蚀 答案 D 解析　结合题图知Fe失电子，化合价升高，发生氧化反应，A项错误；铁锈结构疏松，不能保护内层金属，B项错误；铁片腐蚀时，Fe作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，C项错误；铁片上的NaCl溶液为铁与碳形成原电池提供了电解质溶液，D项正确。 方｜法｜点｜拨 金属腐蚀的类型的判断及电化学防护方法的选择 (1)分析金属发生腐蚀的环境，确定金属发生腐蚀的类型及变化 (2)结合金属发生腐蚀的原理，选择合适的电化学防腐方法 【变式11-1】利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是(　　) A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应 C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀 D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应 答案　B 解析　若X为锌棒，开关K置于M处时，锌作负极，铁作正极被保护，A项正确、B项错误；若X为碳棒，开关K置于N处，铁连接电源负极作阴极被保护，C项正确；X连接电源正极作阳极发生氧化反应，D项正确。 【变式11-2】研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是( ) A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑ 答案 D 解析　由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时腐蚀的速率快，A项正确；d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B项正确；若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C项正确；d为锌块，由于电解质为中性环境，铁片电极上发生的是吸氧腐蚀，铁片上的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D项错误。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高二下·上海·期中）下列对海洋资源的利用没有涉及氧化还原反应的是 A．海水晒盐 B．海水提溴 C．海带提碘 D．氯碱工业 【答案】A 【详解】A．海水晒盐是通过蒸发水分使盐结晶析出，属于物理变化，无元素化合价变化，不涉及氧化还原反应，A符合题意； B．海水提溴需将Br⁻氧化为Br2（如用Cl2氧化），Br的化合价从-1升至0，涉及氧化还原反应，B不符合题意； C．海带提碘需将I⁻氧化为I2（如用H2O₂或Cl2氧化），I的化合价从-1升至0，涉及氧化还原反应，C不符合题意； D．氯碱工业通过电解食盐水生成Cl2和H2，Cl⁻被氧化（-1→0），H⁺被还原（+1→0），涉及氧化还原反应，D不符合题意； 故选A。 2．（24-25高二下·上海·期中）在下列烧杯中均盛有0.1mol·L-1稀硫酸，其中锌片最易被腐蚀的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】金属腐蚀快慢顺序为电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极 【详解】A中锌发生化学腐蚀；B中镁活动性强为负极，锌作正极被镁保护；C中锌作负极加速被腐蚀；D中锌与电源负极相连，作为电解池的阴极被保护；故选C。 3．（25-26高二上·上海·课后作业）锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是 A．正极反应为Zn-2e-=Zn2＋ B．电池反应为Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电流从负极流向正极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 【答案】B 【分析】根据装置图，Zn比Cu活泼，则Zn极为负极，发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+；Cu极为正极，发生还原反应：Cu2++2e-=Cu；电池内电路中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 【详解】A．分析可知，Cu作正极，正极反应为Cu2++2e-=Cu，A错误； B．Zn极为负极，发生Zn-2e-=Zn2+，Cu作正极，正极反应为Cu2++2e-=Cu，电池反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，B正确； C．在外电路中，电子从负极流向正极，电流从正极流向负极，C错误； D．电池内电路中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，盐桥中的K+移向正极区，即CuSO4溶液，D错误； 故选B。 4．（24-25高二下·上海·期末）甲醇燃料电池工作原理如下图，下列有关叙述正确的是 A．a导出的气体是 B．电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极 C．乙电极的反应式为 D．当外电路通过电子时，理论上消耗甲醇1.6g 【答案】B 【分析】氢离子由甲电极向乙电极移动，甲是负极、乙是正极；甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子生成二氧化碳，氧气在正极得电子生成水，则b通入甲醇，a导出二氧化碳，d通入氧气，c流出水。 【详解】A. 甲是负极，甲醇在负极失电子生成二氧化碳，a导出的气体是CO2，故A错误； B. 甲是负极、乙是正极，电池工作时，电子由甲电极经外电路流向乙电极，故B正确； C. 乙是正极，乙电极氧气得电子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故C错误； D. 负极发生反应，当外电路通过电子时，理论上消耗0.1mol甲醇，消耗甲醇的质量为3.2g，故D错误； 选B。 5．（21-22高二上·江苏宿迁·期中）餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是 A．电路中每通过1mol，阴极析出1mol银 B．电镀液需要不断更换 C．阳极反应式为 D．铁电极应与电源负极相连 【答案】B 【分析】铁表面镀银时，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，则溶液中的银离子浓度不变。 【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，则电路中每通过1mol，阴极析出1mol银，故A正确； B．由分析可知，电镀过程中溶液中的银离子浓度不变，所以电镀液不需要更换，故B错误； C．由分析可知，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，阳极反应式为，故C正确； D．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，故D正确； 故选B。 6．（24-25高一上·上海松江·期中）工业上制备84消毒液的原料来源于氯碱厂电解饱和食盐水的反应。实验室以石墨为电极电解饱和食盐水的装置如下图所示，饱和食盐水中滴有酚酞溶液。下列判断正确的是 A．A极为正极，B为负极 B．通电一段时间后，B电极附近溶液先变红 C．A电极上有产生，B电极上有产生 D．通电一段时间后，B电极附近溶液pH变小 【答案】B 【分析】与电源正极相连的是阳极，A是阳极，电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，与负极相连的是阴极， B是阴极，电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑， 【详解】A．与电源正极相连的是阳极，与负极相连的是阴极，A是阳极，B是阴极，A错误； B．根据分析可知，B是阴极，电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，通电一段时间后产生氢氧根，B电极附近溶液先变红，B正确； C．根据分析可知，A电极上有产生，B电极上有产生，C错误； D．通电一段时间后，B是阴极，电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，B电极附近溶液pH变大，D错误； 故选B。 7．（25-26高三上·上海·阶段练习）以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制和，装置如图所示。下列说法错误的是 A．电极a连接电源负极 B．Y是NaBr C．电解总反应式为 D．催化阶段反应产物物质的量之比 【答案】B 【分析】由图可知，与直流电源负极相连的电极a 为电解池的阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O +2e-=2OH-+H2↑，则X为氢气；电极b为阳极，酸性条件下溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴酸根离子和水，电极反应式为Br- -6e-+3H2O=BrO+6H+，电解总反应为，放电生成溴酸根离子在催化剂作用下转化为溴离子和氧气，电解时，为保证溴化钠溶液浓度保持不变，应从右口加入水，则Y为水、Z为氧气。 【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的电极a 为电解池的阴极，A正确； B．由分析可知，Y为水，B错误； C．由分析可知，电解总反应为，C正确； D．由分析可知，催化阶段发生的反应为溴酸根离子在催化剂作用下转化为溴离子和氧气，由得失电子数目守恒可知，催化阶段反应产物氧气和溴离子的物质的量之比，D正确； 故选B。 8．（25-26高二上·上海·月考）某研究性学习小组欲探究原电池的工作原理，按如图所示装置进行实验。 序号 A B 烧杯中的液体 1 Al 稀 2 Pt Pt NaOH溶液 3 Pb 稀 (1)第1组实验中，若将烧杯中的液体换为溶液，则负极为 ，该电极的电极反应式为 。 (2)第2组实验中，向A、B极附近分别通入和，则负极的电极反应式为 ，正极区溶液的pH值 (填变大，减小或不变)。 (3)第3组实验中，总反应方程式为，负极反应式为，则正极的电极反应式为 。该电池工作时，如果正极材料质量增加，理论上在外电路通过得电子数目为 。 【答案】(1) (2) 变大 (3) 3 【详解】（1）若将烧杯中的液体换为氢氧化钠溶液，镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，则铝为原电池的负极，碱性条件下铝在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合铝酸根离子，电极反应式为：； （2）由题意可知，该装置为燃料电池，通入氢气的铂电极是负极，碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为；通入氧气的铂电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为，放电生成氢氧根离子，则电极附近碱性增强，故正极区溶液的pH变大； （3）由总反应可知，二氧化铅为原电池的正极，酸性条件和硫酸根离子作用下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为；由电极反应式可知，外电路通过电子的物质的量为2 mol时，正极材料质量增加64 g，则正极材料质量增加96 g时，外电路通过的电子数目为。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（24-25高一上·上海浦东新·期末）向FeI2溶液中逐渐通入 Cl2，会依次先后生成I2、Fe3+。下列微粒中的还原性最强的是 A．Cl⁻ B．Fe2+ C．I⁻ D．Fe3+ 【答案】C 【详解】在化学反应中，还原性是指物质失去电子的能力。还原性越强的物质越容易优先失去电子与氧化剂发生反应。根据题干信息，向FeI2溶液中通入Cl2时，会依次生成I2和Fe3+。这意味着Cl2首先氧化了I⁻，然后氧化了Fe2+。因此，还原性顺序为：I⁻ > Fe2+ > Cl⁻。则还原性最强的微粒是I-，C项符合题意，故选C。 2．（24-25高三上·上海·期末）二次电池也称为可充电电池，可以反复使用，铅酸蓄电池就属于二次电池。铅酸蓄电池的电池总反应为：。下列说法正确的是 A．放电时，当外电路通过1mol电子时，理论上负极板质量增加49g B．充电时，铅蓄电池的正极与外接电源的负极相连 C．放电时，发生氧化反应 D．充电时的阳极反应式为 【答案】D 【详解】A．放电时，Pb为电池负极，电极反应为Pb-2e-+SO=PbSO4，当外电路通过1mol的电子时，理论上负极板析出0.5molPbSO4，增加的是硫酸根的质量，质量增加48g，A错误； B．充电时，铅蓄电池的正极要恢复原状，则应该作电解池阳极，与电源正极相连，B错误； C．放电时，发生还原反应，转化为PbSO4，C错误； D．充电时的阳极发生氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选D 3．（24-25高二上·甘肃定西·期末）铝-空气电池具有能量密度高、比容量高、环境友好等优点，一种棉布基铝-空气电池的结构如图所示，连接好装置后，电流计发生偏转，下列说法错误的是 A．电子由铝电极流出，经过外电路流向碳纸电极 B．负极上发生的反应为 C．电路中每转移2 mol，消耗11.2 L（标准状况下）O2 D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH不变 【答案】D 【分析】铝-空气电池以KOH溶液为电解液，Al作负极，发生氧化反应，电极反应式：，正极发生还原反应，电极反应式：。 【详解】A．原电池中电子由负极流出，即电子由铝电极流出，经过外电路流向碳纸电极，A正确； B．根据分析可知，Al作负极，发生氧化反应，电极反应式：，B正确； C．根据电极反应：，消耗11.2 L（标准状况下）O2，即0.5mol，转移2mol，C正确； D．根据两电极反应式，当转移电子数相同时，两电极消耗的与生成的不相同，pH变化，D错误； 答案选D。 4．（24-25高三上·上海·期末）一种镁电池的反应为，下列说法错误的是 A．放电时向正极迁移 B．放电时正极反应 C．充电时发生氧化反应 D．充电时阴极反应为 【答案】C 【分析】充电时，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，放电时，负极上Mg失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应。 【详解】A．放电时，负极上Mg失电子发生氧化反应，电极反应为，放电时电解质中阳离子向正极移动，故向正极迁移，A项正确； B．放电时，正极上得电子发生还原反应，电极反应为，B项正确； C．充电时，阳极上失电子发生氧化反应， C项错误； D．充电时，阴极上得电子发生还原反应，电极反应为，D项正确； 答案选C。 5．（24-25高二上·上海·阶段练习）金属的腐蚀除化学腐蚀和普通的电化学腐蚀外，还有“氧浓差腐蚀”，如在管道或缝隙等处的不同部位氧的浓度不同，在氧浓度低的部位是原电池的负极。下列说法正确的是 A．纯铁的腐蚀属于电化学腐蚀 B．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为 C．海轮在浸水部位镶一些铜锭可起到抗腐蚀作用 D．在图示氧浓差腐蚀中，M极为正极 【答案】D 【详解】A．纯铁发生腐蚀时，没有正极材料，不能形成原电池，所以发生的是化学腐蚀，A错误； B．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极Fe失电子生成亚铁离子，负极的电极反应式为，B错误； C．Fe、Cu构成原电池时，Fe作负极，Fe失电子被腐蚀，所以海轮在浸水部位镶一些铜锭不能起到抗腐蚀作用，C错误； D．M处氧气的浓度大，为原电池的正极，D正确； 故选D。 6．（2025高二上·上海·专题练习）换膜将电池分为A、B两个区，A区与大气相通，B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法正确的是 A．若用导线连接a、c，则a极附近pH增大 B．若用导线连接a、c，则c电极的电极反应式为HxWO3-xe-=WO3+xH+ C．若导线先连接a、c，一段时间后改接b、c，可实现太阳能向电能转化 D．若用导线连接b、c，当1 molO2参与b电极反应时，有2 molLi+进入A区 【答案】C 【分析】由图可知，用导线连接a、c时，a电极为负极，光照条件下水分子失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：，c电极为正极，酸性条件下三氧化钨在正极得到电子发生还原反应生成HxWO3，电极反应式为：；用导线连接b、c时，b电极为正极，酸性条件下空气中的氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：，c电极为负极，失去电子发生氧化反应生成三氧化钨和氢离子，电极反应式为：HxWO3-xe-=WO3+xH+。 【详解】A．由分析可知，用导线连接a、c时，a电极为负极，光照条件下水分子失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：，则溶液中的氢离子浓度增大，溶液pH减小，A错误； B．由分析可知，用导线连接a、c时，c电极为正极，酸性条件下三氧化钨在正极得到电子发生还原反应生成HxWO3，电极反应式为：，B错误； C．由分析可知，用导线连接a、c时，a电极为负极，c电极为正极；用导线连接b、c时，b电极为正极，c电极为负极，则导线先连接a、c，一段时间后改接b、c，可以实现由光电池转化为原电池，从而实现太阳能向电能转化，C正确； D．由分析可知，用导线连接b、c时，b电极为正极，酸性条件下空气中的氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：，则1mol氧气参与反应时，反应会消耗4mol 氢离子，所以由电荷守恒可知，反应中会有4mol 锂离子通过离子交换膜进入A区，D错误； 故选C。 7．（2025·上海·三模）某工厂用电解法将铬废水(主要为)转化为，用铁板做阴、阳极，槽中盛放含铬废水，工业设备如图所示。下列说法正确的是 A．A接电源负极 B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应： C．阴极区附近溶液的pH减小 D．若不考虑气体的溶解，当收集到时，有被还原 【答案】B 【详解】A．根据装置图，与B相连的铁板产生（由得电子发生还原反应），故B为阴极，应接电源负极，则A应接电源正极，A错误； B．阳极区Fe作阳极，发生氧化反应：，生成的具有还原性，与溶液中（氧化性）在酸性条件下发生氧化还原反应： ， B正确； C．阴极区发生反应：，被消耗，溶液中减小，pH增大，C错误； D．题目未说明H₂是否在标准状况下，13.44 L 的物质的量无法确定，转移电子数未知，无法计算被还原的的物质的量，D错误； 答案选B。 8．（25-26高二上·上海·期中）JoDeVrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气(主要成分CH4)中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，其流程如图所示。 (1)需控制电解槽中阴极室pH＞7，其目的是 。 (2)阳极室逸出的气体有 和 ；H2S在阳极上转化为而除去，其电极反应式为 。 【答案】(1)将H2S转化为HS-(S2-)，部分CO2转化为() (2)CO2 O2 H2S＋4H2O－8e-=10H+＋ 【分析】JoDeVrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气(主要成分CH4)中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O -4e-=4H+＋O2↑，以此解答。 【详解】（1）沼气中的CO2和H2S，需在阴极室中处理达到合成高纯度生物甲烷要求，需控制电解槽中阴极室pH>7，其目的是将H2S转化为HS-(S2-)，部分CO2转化为()。 （2）阳极电极方程式为：2H2O -4e-=4H+＋O2↑，阳极室逸出CO2和O2；H2S在阳极上转化为而除去，根据得失电子守恒和电荷守恒配平其电极反应式为：H2S＋4H2O－8e-=10H+＋。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $