第二讲 氧化还原反应 原电池 电解池

第二讲氧化还原反应原电池电解池

【命题趋向】

一、考试大纲对本专题内容的基本要求

1．理解氧化还原反应的本质和特征

2．从多个角度理解氧化剂和还原剂等概念

3．会比较与判断氧化性或还原性强弱

4．知道常见的氧化剂和还原剂

5．能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目

6．能配平化学方程式

7．能运用氧化还原反应的规律进行有关计算

8．理解原电池原理。熟记金属活动性顺序。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。

9．通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

10．知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。

二、今后高考的命题趋势

普通的氧化还原反应在一处进行，不形成电流，化学能转变成热能或光能。原电池中发生的反应具有两个特点：①是自发的氧化还原反应，②该反应在两处进行，分别叫正极和负极，其结果是化学能转变成电能。电解池中发生的反应也具有两个特点：①是被迫发生的氧化还原反应，②该反应在两处进行，分别叫阴极和阳极，其结果是电能转变成化学能。我们把研究电能与化学能相互转化的化学，叫做电化学。

氧化还原反应和电化学，作为高中化学中的基本概念和基础理论，在高考中占有非常重要的地位。前者主要的考查点有：氧化剂、还原剂等概念的理解，氧化性、还原性强弱的判断，依据电子守恒进行配平和计算等。后者的基本要求是：（1）了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理；（2）理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施；（3）应用电解知识理解电镀铜、电解精炼铜、氯碱工业等化工生产原理。氧化剂、还原剂等概念的理解，氧化性、还原性强弱的判断，依据电子守恒进行配平和计算等。氧化还原反应的计算是高考的重点也是高考的难点。命题趋向：(1)由氧化还原反应方程式判断氧化性、还原性强弱。(2)由氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应方程式的正误。(3)由氧化还原反应方程式判断氧化还

原反应方程式的正误。

【考点透视】

一、氧化还原反应

1、优先氧化原理

一种氧化剂与多种还原剂发生反应时，氧化剂优先氧化还原性最强的还原剂，待其完全被氧化后，多余的氧化剂再依次氧化次强的还原剂。常见的有：

（1）向FeBr2溶液中通入Cl2，因还原性Fe2+ >Br—，Cl2先氧化Fe2+，待Fe2+完全被氧化后再氧化Br—。若Cl2少量，只氧化Fe2+，离子方程式为：Cl2 +2Fe2+==2Fe3+ +2Cl—；若Cl2过量，Fe2+、Br—全被氧化，离子方程式为：3Cl2 +2Fe2+ +4Br—==2Fe3+ +6Cl—+2Br2。

（2）向FeI2溶液中加入溴水，因还原性I—>Fe2+，Br2先氧化I—，待I—完全被氧化后再氧化Fe2+。若Br2少量，只氧化I—，离子方程式为：Br2 +2I—=2Br—+ I2；若Br2过量，I—、Fe2+全被氧化，离子方程式为：3Br2 +2Fe2+ +4I—== 2Fe3+ +6Br—+2I2。

（3）向FeCl3溶液中同时加入铁粉和铜粉，因还原性Fe>Cu，Fe3+先氧化Fe。

（4）向含有Br—、I—、SO32—的混合液中通入CI2，因还原性SO32—>I—>Br—，CI2先氧化SO32—。

2、优先还原原理

一种还原剂与多种氧化剂发生反应时，还原剂优先还原氧化性最强的氧化剂，待其完全被还原后，多余的还原剂再依次还原次强的氧化剂。常见的有：

（1）向含有Ag+、Fe3+、Cu2+的混合液中加入铁粉，因氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+，Fe先还原Ag+。

（2）镁条在O2、N2或CO2、O2混合气中燃烧，因氧化性O2>N2、O2>CO2，Mg先还原O2。

（3）铁粉与稀硝酸反应，因氧化性HNO3>Fe3+，若铁粉足量，先发生：

Fe+4H++NO3—==Fe3++NO↑+2H2O，后发生：Fe+2Fe3+ ==3Fe2+。

3、由强制弱原理

强氧化剂+强还原剂——→氧化产物（弱氧化性）+还原产物（弱还原性）

氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物

4、氧化还原反应的基本概念及其关系

例如：

5、氧化还原反应的计算

做这种类型的题时，要抓住氧化还原反应的本质和特征；得失电子守恒，即得失电子总数相等或化合价升降总数相等。方法：

①找出氧化剂和还原剂以及各自的还原产物和氧化产物。

②找准一个原子或离子得失电子数。

③由题中物质，根据电子守恒列等式：

n(氧化剂或还原产物的物质的量)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂或氧化产物的物质的量)×变价原子个数×化合价变化值

6、氧化性或还原性强弱的比较规律

⑴依据反应式来判断

氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物

氧化性：氧化剂＞氧化产物

还原性：还原剂＞还原产物

口诀：比什么―性‖找什么剂，―产物‖之―性‖小于―剂‖。

⑵依据反应条件来判断

当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可依据反应条件的难易程度来判断。例如：

Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

Cu+2H2SO4(浓)△

CuSO4+SO2↑+2H2O

氧化性：浓HNO3＞浓H2SO4。

⑶依据产物价态的高低来判断

例如：2Fe+Cl2△

2FeCl3

Fe+S △

FeS

氧化能力Cl2＞S。

⑷据―三表‖判断

①根据元素周期表判断

同主族元素从上到下，同周期主族元素从右到左，元素单质的氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强，对应的阳离子氧化性逐渐减弱，阴离子还原性逐渐增强。

②根据金属活动顺序表判断

③根据非金属活动顺序表判断

口诀：易得者，不易失；易失者，不易得。(―易得者，不易失‖例如：Cl2比Br2易得到电子,而得到电子后的Cl-比Br-难失去电子，从而可知Cl2的氧化性比Br2的强，而其被还原后得到的Cl-比Br-的还原性弱；―易得者，不易失‖例如：Na比Mg易失去电子，而失去电子后的Na+比Mg2+难得电子，从而可知Na的还原性比Mg的强，而其被氧化后得到的Na+比Mg2+的氧化性弱。)

⑸依据―两池‖判断

①两种不同的金属构成原电池的两极。负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入

的极。其还原性：正极＜负极。

②用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子氧化性较强，在阳极先放电的阴

离子还原性较强。

⑹依据―三度‖判断(―三度‖即浓度、温度、酸碱度)

如氧化性：HNO3(浓)＞HNO3(稀)、HNO3(热)＞HNO3(冷)、KMnO4(H+)＞KMnO4。

二、电化学

（一）构成原电池的条件

1．要有活动性不同的两个电极（一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物）；

2．要有电解质溶液；

3．两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。

（二）原电池、电解（镀）池电极名称的确定

1．确定原电池电极名称的方法

方法一：根据电极材料的性质确定。通常是

（1）对于金属——金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；

（2）对于金属——非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；

（3）对于金属——化合物电极，金属是负极，化合物是正极。

方法二：根据电极反应的本身确定。

失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极。

2．确定电解（镀）池电极名称的方法

方法一：与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。

方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。

（三）原电池和电解池的比较

电池名称原电池

（化学能→ 电能）

电解池（电能→化学能）

以惰性材

料作阳极

以活泼材料作阳极

电镀铜电解精炼铜

装置举例

形成条件活动性不同的两个电极

电极插入电解质溶液中形成

闭合回路

两极有自发的氧化还原反应

①两电极与直流电源相连。

②两电极插入电解质溶液中。

③形成闭合回路。

电极名称负级：较活泼的金属或还原剂

正极：较不活泼的金属或氧化

剂

阳极：连电源正极

阴极：连电源负极

阳极：镀层金属

阴极：镀件

溶液：含镀层金属离

子

阳极：不纯金属

阴极：纯金属

溶液：含纯金属离

子

电极反应负极：氧化反应，金属失电子

正极：还原反应，阳离子得电

子

阳极：氧化反应，先活泼电极失电子，后溶液中阴离子失

电子。

阴极：还原反应，溶液中阳离子得电子。

电子

流向负极

经导线

————→正极阳极

经导线

————→电源正极，电源负极

经导线

————→阴极

溶液中离子流向：阴离子移动方向与电子相同。

（四）根据总反应式设计原电池

1、可设计成原电池的反应一般应满足如下条件：

（1）反应放热；（2）属于氧化还原反应

2、步骤

首先标明电子转移方向，根据电子转移方向判断正负极材料——失电子的为负极，得电子的为正极，其次选择相应的物质构成两个半电池——失电子金属和对应的产物构成一个半电池、得电子的离子和一较不活泼的金属或石墨构成另一半电池，最后用盐桥和导线组成闭合回路。

例如将Fe+2FeCl3＝3FeCl2设计成原电池装置

分析：Fe作负极，FeCl3作电解液，可设计成如下两种装置：

（五）金属的腐蚀

1．金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。

2．金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

3．化学腐蚀实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。其腐蚀过程没有电流产生。

4．电化学腐蚀实质：不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。电化学腐蚀过程有电流产生。

5．腐蚀的常见类型

（1）析氢腐蚀在酸性条件下，正极发生2H++2e-=H2↑反应。

（2）吸氧腐蚀在极弱酸或中性条件下，正极发生2H2O+O2+4e-=4OH-反应。

若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应，则形成吸氧腐蚀的原电池反应。如生铁浸入食盐水中，会形成许多微小的原电池。

6．在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。

（六）分析电极反应及其产物

原电池：负极：M-ne-=M n+

正极：（1）酸性溶液中2H++2e-=H2↑

（2）不活泼金属盐溶液M n++ne-=M

（3）中性、弱酸性条件下2H2O+O2+4e-=4OH-

电解（镀）池：

阳极：（1）若阳极是由活性材料（除C、Pt、Au等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；

（2）若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为：I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。

阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+。

（七）电解实例及规律

电解液溶质类别电解总反应式相当于

电解

溶液pH

NaOH溶液强碱

2H2O 电解

2H2↑+O2↑

水

升高

H2SO4溶液含氧酸降低

Na2SO4溶液活泼金属的

含氧酸盐

不变

(两极混合液)

CuCl2溶液不活泼金属

的无氧酸盐

CuCl2

电解

Cu+Cl2↑电解质

本身

接近7

HCl溶液无氧酸

2HCl错误!电解

升高

NaCl溶液活泼金属的

无氧酸盐

2NaCl+2H2O

电解

H2+2NaOH+Cl2↑www .k s5u.c

om

电解质

与水

升高

CuSO4溶液不活泼金属

的含氧酸盐

2CuSO4+2H2O错误!

电解

降低

NaCl(熔融)

离子化合物2NaCl错误!

电解

2Na+C

l2↑

电解质

本身

Al2O3(熔融)

2Al2O3错误!

电解

【例题解析】

例1．(2009·北京东城模拟)下列叙述中正确的是（）A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。

B．由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。

C．马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。

D．铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过。

解析：两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池，但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属，例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中，活动金属中的电子流向不活动的电极，因此活动金属是负极。镀锡铁表皮破损后与电解质溶液组成原电池，铁较锡活泼，铁先失电子被腐蚀。铜锌原电池工作时，锌负极失电子，电极反应为Zn –2e==Zn2+，1molZn失去2mol电子,0.2mol锌（质量为13克）被溶解电路中有0.4mol电子通过。故选D。

答案：D

例2．把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若

A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；

B、

D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（）A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D

C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A

解析：金属组成原电池，相对活泼金属失去电子作负极，相对不活泼金属作正极。负极被氧化质量减轻，正极上发生还原反应，有物质析出，由题意得活泼性A＞B、A＞C、C＞D 、D＞B，故正确答案为B。

答案：B

例3．（2009·江苏泰州模拟）已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是（）A．3Cl2 + 6 FeI2== 2FeCl3 + 4FeI3

B．Cl2 + FeI2 == FeCl2 + I2

C．Co2O3 + 6HCl == 2CoCl2 + Cl2↑ + 3H2O

D．2Fe3+ + 2I— == 2Fe2+ + I2

解析：此题可结合题给信息：氧化性强弱顺序Co2O3>Cl2>FeCl3>I2，可推知还原性强弱顺序I—>Fe 2+>Cl—>Co2+，然后根据氧化剂先氧化强还原剂的规律，知A选项中Cl2应该先氧化I—后氧化Fe 2+，所以A选项错误。

答案：A。

例4．电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e＝2Ag +2 OH-

下列判断正确的是

A．锌为正极，Ag2O为负极。

B．锌为负极，Ag2O为正极。

C．原电池工作时，负极区溶液PH减小。

D．原电池工作时，负极区溶液PH增大。

解析：本题考查原电池和PH的概念。

原电池中失去电子的极为负极，所以锌为负极，Ag2O为正极。B是正确答案。因为

Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O ，负极区域溶液中[OH-] 不断减少，故PH减小，所以C也正确。故选B、C。答案：BC

例5． 镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是：21

H 2+NiO(OH)Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正

确的是 （ ）

A ．电池放电时，电池负极周围溶液的pH 不断增大

B ．电池放电时，镍元素被氧化

C ．电池充电时，氢元素被还原

D ．电池放电时，氢气是负极

解析：本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识，解决具体问题的能力。首先是区别出充电运用的是电解原理，放电则是运用了原电池原理。抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点，结合题给的信息进行分析判断：

A ：原电池负极反应式为：21

H 2+OH -+e -?→?Ni(OH)2，pH 下降。故A 不正确。

B ：原电池，NiO(OH)→Ni(OH)2，镍被还原。故B 也不正确。

答案：CD 。

例6．将两个铂电极插入500mL CuSO 4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为 （ ）

A ．4×10-3mol/L

B ．2×10-3mol/L

C ．1×10-3mol/L

D ．1×10-7mol/L

解析：根据电解规律可知阴极反应:Cu 2++2e -=Cu ，增重0.064gCu ，应是Cu 的质量,根据

总反应方程式:

2CuSO 4+2H

2O 2Cu+O 2↑+2H 2SO 4--->4H +

2×64g 4mol

0.064g x x=0.002mol

[H

+]= =4×10-3mol/L 答案：A

例8．（2009

·福建厦门模拟）某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:

Fe+NiO 2+2H 2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是: （ ）

A ．放电时，负极上发生反应的物质是Fe.

B ．放电时，正极反应是：NiO 2+2e -+2H +=Ni(OH)2

C ．充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e -+2OH -=NiO 2+2H 2O

D ．充电时，阳极附近pH 值减小.

解析：根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO 2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H +,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e -+2OH -=Fe(OH)2，正极：NiO 2+2e -+2H 2O=Ni(OH)2+2OH -。原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为A 、D 。 答案：AD

2

例9．有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为（）A．4：1B．1：1C．4：3D．3：4

解析：串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少。只要判断出生成何种气体及生成该气体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过电子守恒，判断气体体积之比，第一个烧杯中放出Cl2，第二烧杯中放出Cl2和H2，第三烧杯中放出O2。在有1mol电子转移下，分别是0.5 mol，0.5mol，0.5mol和0.25mol。所以共放出有色气体0.5+0.5=1(mol)(Cl2)，无色气体0.5+0.25=0.75(mol)(O2和H2)

答案：C

例10．甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________ 解析：此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A极(阴极)反应:2H++2e-=H2↑，B极(阳极)反应:2Cl--2e-=Cl2↑；C极(阴极)反应：Ag++ e- =Ag；D极(阳极)反

应:4OH--4e-=2H2O+O2↑，根据电子守恒法可知,若整个电路中有4mol电子转移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物质的量分别为：2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:2:4:1。

答案：2:2:4:1

例11．（2009·安徽宣城模拟）2008年12月15日，全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车——比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市。比亚迪F3DM双模电动车代表着―科技?绿色明天‖，运用了众多高新科技，开启了电动车的新时代，同时也实现了中国力量领跑世界。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(OH)2＋2Ni(OH)2

Cd＋2NiOOH＋2H2O放电

充电

有关该电池的说法正确的是（） A．充电过程是化学能转化为电能的过程

B．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－= NiOOH＋H2O

C．放电时负极附近溶液的酸性增强

D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动

解析：由总反应方程式可知，放电时，负极Cd发生氧化反应：Cd－2e－＋2OH－= Cd(OH)2，负极碱性变弱，C不正确。正极反应为2NiOOH＋2e－＋2H2O = 2Ni(OH)2＋2OH－，放电时，OH－由正极向负极移动(内电路)，D不正确。充电时，由电能转化为化学能，B不正确。充电时阳极发生氧化反应，即为Ni(OH)2＋OH――e－= NiOOH＋H2O，A正确。

答案：B。

例12．某一反应体系有反应物和生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2→O2

（1）该反应中的还原剂是____________。

（2）该反应中，发生还原反应的过程是__________→ __________。

（3）写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目

__________________________________________________________。

（4）如反应转移了0.3 mol 电子，则产生的气体在标准状况下的体积为______。

解析：本题是在给出了所有反应物和生成物、H2O2发生氧化反应的基础上，所设计的一个题目。通过H2O2→O2，知氧元素化合价升高，可判断H2O2是还原剂。再根据Cr的化合价降低，可确定还原反应的过程是H2CrO4→Cr(OH)3。由此确定反应物和生成物，最后根据化合价升降总数相等，配平方程式、标出电子转移的方向和数目。（4）中根据电子守恒可确定气体体积。正确答案是：（1）H2O2；（2）H2CrO4→Cr(OH)3；（3）

。

【专题训练与高考预测】

1．在KI和KIO3混合溶液中加入稀硫酸，发生反应，生成碘、硫酸钾和水。此反应中被氧化的碘元素与被还原的碘元素的物质的量比正确的是（）A．5∶1 B．2∶1 C．1∶3 D．1∶5

2．重铬酸铵〔(NH4)2Cr2O7〕受热发生氧化还原反应，下列各组重铬酸铵受热分解产物的判断符合实际的是（）A．CrO3+NH3+H2O B．Cr2O3+NH3+H2O

C．CrO3+N2+H2O D．Cr2O3+N2+H2O

3．有时候，将氧化还原方程式拆开写成两个―半反应‖。下面是一个―半反应‖式：( )

NO+( )H++( )e-====( )NO+( )H2O，该式的配平系数是（）3

A．1，3，4，2，1 B．2，4，3，2，1

C．1，6，5，1，3 D．1，4，3，1，2

4．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：11P+15CuSO4+24H2O====5Cu3P+6H3PO4+15 H2SO4。下列关于该反应的说法正确的是

（）A．CuSO4发生了氧化反应

B．生成1 mol H3PO4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

D．白磷只作还原剂

5．在含有NaI、Na2SO3和FeBr2各1 mol的溶液中通入足量的Cl2，将溶液在空气中加热蒸干并充分灼烧，最终得到剩余的固体物质是（）A．NaCl、FeCl3、Na2SO4B．NaCl、FeBr3

C．NaCl、Fe2O3、Na2SO4D．硫酸锰

6．过氧化氢与硫酸酸化的高锰酸钾溶液进行反应生成硫酸钾、硫酸锰、水和氧气。如果过氧化氢中的氧原子是示踪原子(18O),当反应完成后，含有示踪原子的物质是（）A．硫酸钾B．硫酸锰C．氧气D．水

7．常温下amolFe恰好完全溶解在含bmolHNO3的某浓度硝酸溶液中，生成cmol的气体。

若已知Fe可溶于含Fe3+的溶液中：Fe+2Fe3+=3Fe2+，则下列情况不可能的是（）A．产生红棕色气体，后产生无色气体，有cmolHNO3被还原

B．a与c的比值在下列值之间：1∶3~3∶2

C．当b=2a+c时，b=4c；当b=3a+c时，b=4c

D．当2a+c

8．有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下：

实验次

数 电极材料 水果品种 电极间 距/cm

电压 /mV 1 锌 铜 菠萝 3 900

2 锌 铜 苹果

3 650

3 锌 铜 柑 3 850

4 锌 铜 西红柿 3 750

5 锌 铝 菠萝 3 650

6 锌 铝 苹果 3 450

甲同学提出的问题，乙同学解释不正确．．．

的是 （ ）

甲同学 乙同学 A 实验6中的负极电极反应如何写？ 铝为负极：Al －3e －＝Al 3+

B 实验1,5电流方向为什么相反？ 1中锌为负极，电流由铜经导线到锌，

5中铝为负极，铝失去电子，电流由

锌经导线流向铝

C 水果电池的电压与哪些因素有关？ 只跟水果的类型有关

D 实验中发光二极管不太亮，如何使它更明亮起来？ 可用铜锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来

9．某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时,还原产物是 （ ）

A ．NO 2

B ．NO

C ．N 2O

D ．N 2

10．某学生设计了一个―黑笔写红字‖的趣味实验。滤纸先用氯化钠、

无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，

用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述

正确的是 （ ）

A ．铅笔端作阳极，发生还原反应

B ．铂片端作阴极，发生氧化反应

C ．铅笔端有少量的氯气产生

D ．a 点是负极，b 点是正极

11．ClO 2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求ClO 2将逐渐取代Cl 2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO 2常用NaClO 3和Na 2SO 3溶液混合并加H 2SO 4酸化后反应制得，在以上反应中NaClO 3和Na 2SO 3的物质的量之比为 （ ）

A ．1:1

B ．2:1

C ．1:2

D ．2:3

12．若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生反应的总反应离子方程式是：Cu+2H += Cu 2++H 2↑，则关于该装置的有关说法正确的是 （ ）

A ．该装置可能是原电池，也可能是电解池

B ．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸

C ．该装置只能是电解池，电解质溶液不可能是盐酸

D ．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极

13．在水中加入等物质的量的Ag +、Pb 2+、Na +、SO 42-、NO 3-、Cl -，该溶液放在用惰性电极材料作电极的电解槽中，通电片刻后，氧化产物与还原产物的质量比是 （ ）

A ．35.8∶108

B ．16∶207

C ．8∶1

D ．108∶35.5

14．设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。回答如下问题：

(1) 以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：

(2) 这个电池的正极发生的反应是：负极发生的反应

是：

固体电解质里的O2－的移动方向是：向外电路释放电子的电极是：

15．某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：试根据上表中的实验现象回答下列问题：

编号电极材料电解质

溶液电流计指针偏

转方向

1 Mg、Al 稀盐酸偏向Al

2 Al、Cu 稀盐酸偏向Cu

3 Al、石墨稀盐酸偏向石墨

4 Mg、Al NaOH 偏向Mg

5 Al、Zn 浓硝酸偏向Al

⑴实验1、2中Al所作的电极是否相同？

⑵写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。

⑶实验4中Al做正极还是做负极，为什么？写出Al电极的电极反应式。

⑷解释实验5中电流计指针偏向Al的原因？

⑸根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响。16．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。

（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应，负极反应。17．某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H2S、HNO3、NO、H2O。已知水是反应产物之一。

(1)该反应中的还原剂是________________________。

(2)该反应中的还原产物是______________________。

(3)写出该反应的化学方程式并标出电子转移方向和数目__________________。

(4)若反应过程中转移了0.3 mol电子，则生成水的质量是__________________。

18．反应3BrF3+5H2O====HBrO3+Br2+9HF+O2↑中，氧化剂是_________，氧化产物是_________，生成标准状况下11.2 L O2，则整个反应中转移电子的物质的量是_________mol。

19．古代铁器（埋藏在地下）在严重缺氧的环境中，仍然锈蚀严重（电化腐蚀）。原因是一种叫做硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，可将土壤中的SO42-还原为S2-，该反应放出的能量供给细菌生长、繁殖之需。

①写出该电化腐蚀的正极反应的电极反应式：

②文物出土前，铁器表面的腐蚀产物可能有（写化学式）

20．X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知：

① X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；

② Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。

请回答：⑴Z2Y的化学式是：；

⑵Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是：。

⑶如右图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）

为多孔石墨电极。接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：C(Ⅰ)的电极名称是：（填写正极或负极）；C(Ⅱ)的电极反应式是：。

⑷铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离

子方程式是：。

21．常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合

溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关

系如下图所示(气体体积已换算成标准状况下的体

积)，根据图中信息回答下列问题。

⑴通过计算推测：

①原混合溶液NaCl和CuSO 4的物质的量浓度。

②t2时所得溶液的pH。

⑵实验中发现，阳极产生的气体体积与阴极相比，

明显小于对应时间段的理论值。试简要分析其可能原因。

22．六价铬对人体有毒，含铬废水要经过化学处理后才能排放，方法是用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中六价铬还原成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子生成Cr(OH)3沉淀。

(1)配平下列主要反应的化学方程式。

H2Cr2O7+FeSO4+H2SO4——Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+H2O

(2)处理后的沉淀中有Cr(OH)3外，还有__________________ (用化学式表示)。

(3)现在处理1×103 L含铬(+6)78 mg·L-1的废水，需要绿矾_________ g。

参考答案

1．答案：A

解析：本题中KI 和KIO 3中I 元素化合价都归中为零，由得失电子守恒可知被氧化碘元素与被还原的碘元素的物质的量比为5︰1。

2．答案：.D

解析：本题考查了氧化产物和还原产物的确定。知道化合价有升必然有降是确定本题答案的关键。重铬酸铵中铬元素化合价为+6价，只能降低，氮元素化合价为-3价，只能升高，由此确定答案为D 。

3．答案：D

解析：本题灵活考查了氧化还原反应中的守恒观。氧化还原反应中遵循质量守恒，得失电子守恒。半反应也不例外。-3NO 中的N 元素由+5价降至+2价，需得到3个电子，再

由O 元素守恒可确定答案为D 。做好此题可为以后书写电化学中的半极反应打好基础。

4．答案：C

解析：该反应中P 的化合价有升有降，所以P 既是氧化剂又是还原剂。Cu 的化合价由+2降到+1被还原，一部分P 的化合价有0降到-3被还原，所以还原产物是Cu 3P 。P 的化合价有0升高到+5，氧化产物是H 3PO 4。生成1 mol H 3PO 4时，有5 mol 电子转移。

解此类题除考虑到得失电子守恒外，还应充分考虑到一种物质部分被氧化或被还原。

5．答案：C

解析：本题综合考查氧化还原反应与元素化合价、盐类水解等知识点。由还原性强弱知：Cl -＜Br -＜Fe 2+＜I -＜-23SO ，强氧化剂Cl 2与粒子-23SO 、I -、Fe 2+、B -

分别依次反应，由于

Cl 2足量，依次发生反应为Na 2SO 3+Cl 2+H 2O====Na 2SO 4+2HCl 、2NaI+Cl 2====2NaCl+I 2、2FeBr 2+3Cl 2====2FeCl 3+2Br 2。当溶液在空气中加热蒸干并充分灼烧时，FeCl 3发生水解生成Fe(OH)3，灼烧得产物Fe 2O 3，而产物Br 2、I 2、HCl 和过量的Cl 2加热挥发，所以最终得到剩余的固体物质为NaCl 、Fe 2O 3、Na 2SO 4。

6．答案：.C

解析：本题考查氧化反应、还原反应的概念，二者同时发生。在反应中，高锰酸钾中+7价的Mn 被还原生成硫酸锰中+2价的Mn ，同时过氧化氢中-1价的O 将被氧化生成0价的O ，所以其氧化产物是氧气(18O 2)。

7．答案：A 、B

解析：常温下能与铁反应放出气体的硝酸溶液只可能是稀硝酸，放出的气体也不可能是NO 2而是NO ，因此，选项A 明显错误。

铁与稀硝酸反应的化学方程式为：Fe+4HNO 3=Fe(NO 3)3+NO ↑+2H 2O

若铁过量，铁还能进一步与生成的硝酸铁反应，化学方程式变为：

3Fe(过量)+8HNO 3=3Fe(NO 3)2+2NO ↑+4H 2O

根据上述反应方程式可知，B 错误而C 、D 正确。

8．答案：C

解析：实验6中铝作负极得电子，A 正确；实验1中锌作负极，实验5中锌作正极所以电流相反；C 中电压除和水果类型有关还和构成原电池的金属等有关，C 不正确。

9．答案：C

解析：设金属变为+x 价，还原产物的N 为+y 价，利用电子守恒得出2x ＝（5－y ）。再

讨论①x＝1，y＝3；②x＝2，y＝1；③x＝3，y＝－1，进而得出C选项符合题意。10．答案：D

解析：根据碱能使无色酚酞变红的知识说明电解过程中铅笔端产生了OH－，即铅笔应与电源的负极相连，作电解池的阴极。

11．答案：B

解析：Na2SO3作还原剂，S从+4价变成+6价，NaClO3作氧化剂，Cl从+5价变成+4价，根据得失电子守恒可求出其物质的量之比。

12．答案：D

解析：该反应不是自发进行的，只可能设计成电解池，由于Cu生成Cu2+，故Cu为该电解池的阳极。

13．答案：C

解析：该题易忽视离子之间的反应而去考虑Ag+、Cl-等离子的放电，其实电解的实质为电解水，m(O2)∶m(H2) ＝8∶1，选C。

14．答案：(1) 2C4H10+13O2＝8 CO2+10 H2O （2）O2+4e–＝2 O2–

C4H10+13O2––26e＝4 CO2+5 H2O 向负极移动；负极。

解析：燃料电池的总反应实质上就是燃料的燃烧，本题中电池的电解质能传导O2－离子，说明一极应产生O2－（O2+4e－＝2 O2－），另一极应消耗O2－（C4H10+13O2––26e－＝4 CO2+5 H2O）。

15．答案：⑴不同；因为两实验中组成原电池的电极金属活动性不同，实验1中Al不活泼作正极，实验2中Al活泼作负极；⑵Al为负极：Al－3e-== Al3+，石墨为正极：2H++2 e-==H2↑，2Al+6H+== 2Al3++3 H2↑；⑶Al作负极，因为Al能与NaOH溶液反应而Mg不能，Al+4OH-－3e-==AlO2-+2H2O；⑷实验5中由于Al在浓硝酸中发生钝化，所以Zn为负极；⑸与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关。

解析：一般情况下，较活泼的金属作原电池的负极，根据实验1、2的结果，自然得出1中Al作正极，2中Al作负极，但在NaOH溶液中Al比Mg活泼，作负极，在浓硝酸中由于Al发生钝化，Zn作负极。

16．答案：（1）2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+

(2)装置图：

正极反应：Fe3++ｅ－＝Fe2+（或2Fe3++2ｅ－＝2Fe2+）

负极反应：Cu＝Cu 2++2ｅ－（或Cu－2ｅ－＝Cu 2+）

解析：（1）Cu与Fe3+反应不可能置换出Fe，只能生成Fe2+和Cu2+。（2）Cu失去电子作原电池的负极，另一极必然没有Cu活泼，可选择C、Pt等，电解液必须含Fe3+。17．答案：(1)H2S (2)NO

(3)

(4)3.6 g

解析：本题为一开放性试题，可根据常见的氧化剂和还原剂来判断HNO3为氧化剂，H2S

为还原剂，则NO 为还原产物，S 为氧化产物。S 元素由-2价升高到0价，N 元素由+5价降到+2价，应用得失电子守恒规律和观察法配平化学方程式。当生成4 mol H 2O 时转移6 mol 电子，当转移0.3 mol 电子生成0.2 mol H 2O ，质量为3.6 g 。

18．答案：BrF 3 HBrO 3、O 2 3

解析：本题考查氧化还原反应基本概念的判断和相关计算。BrF 3中的Br 原子由+3价一部分升高到+5价，一部分降到0价。BrF 3既是氧化剂又是还原剂。H 2O 中的O 原子由-2价升高到0价，H 2O 作还原剂，HBrO 3、O 2是氧化产物。每生成1 mol O 2,转移6 mol 电子，每生成标准状况下11.2 L O 2，则整个反应中转移电子的物质的量是3 mol 。本题中的氧化还原反应属于较复杂的情况。因为氧化产物为两种，计算电子转移数目时不能只算O 元素所得电子，最好以还原产物来进行计算。

19．答案：①SO 42-+8e －+ 4H 2O=S 2-+8OH -；②Fe (OH)2；FeS 。

解析：根据题意可知，正极：SO 42-+8e －+ 4H 2O=S 2-+8OH - ，负极：Fe －2e －＝Fe 2+ ，两

极产物相遇，生成Fe (OH)2 FeS 。 20．答案：（1）Na 2O ；(2) 2Na 2O 2 +2H 2O == 4NaOH + O 2↑；（3）负极Cl 2 + 2e —== 2Cl —；（4）

Cu + H 2O 2 + 2H + == Cu 2+ + 2H 2O 。

解析：在短周期元素中，两元素间形成原子数之比为2∶1、1∶1的化合物是H 、O 间和Na 、O 间，再根据X 2Y 、X 2Y 2、XW 为共价化合物可确定X 为H ，Y 为O ，Z 为Na ，W 为Cl ；当接通S 1后，构成了电解氯化钠溶液的装置，C(Ⅰ)附近溶液变红，说明有OH －，即C(Ⅰ)电极为阴极，产生H 2，另一极为阳极，产生Cl 2，一段时间后，断开S 1，接

通S 2，构成了原电池，C(Ⅰ)应为负极，电极反应式：H 2－2e －+2OH －＝2H 2O ，C （Ⅱ）

为正极，其反应式为：Cl 2+2e －＝2Cl －。由于H 2O 2有强氧化性，在酸性条件下能氧化Cu 。

21．答案：⑴c (NaCl)＝0.1mol/L c (CuSO 4)＝0.1mol/L ②pH ＝1 ⑵产生的氯气和氧气在水中的溶解度明显大于氢气

解析：本题的关健是对图象的解读。刚开始时阴极Cu 2+得电子，无气体放出，Cu 2+反应完后溶液中的H +放电，Ⅰ是H 2，阳极先是溶液中的Cl -放电，反应完后溶液中的OH -放电，计算时抓住电子守恒。

22．答案：(1)1 6 6 3 1 7

(2)Fe(OH)3 (3)1 251

解析：本题考查了氧化还原反应方程式的配平和计算。铬元素的化合价由+6降到+3，铁元素的化合价由+2升高到+3，应用得失电子守恒时要特别注意每个H 2Cr 2O 7含有两个铬原子，再应用观察法配平整个化学方程式。

由H 2Cr 2O 7+6FeSO 4+6H 2SO 4====3Fe 2(SO 4)3+Cr 2(SO 4)3+7H 2O 可知：

2Cr —H 2Cr 2O 7—6FeSO 4·7H 2O

m(FeSO 4·7H 2O)g mol g mol g L g L 125152278)2/6(107810111133=????????=

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