氧化还原反应与电化学问题的解决策略
【考情分析】
1．氧化还原反应知识贯穿于中学化学学习的始终，故每年必考，且题型多样。今后命题将会继续集中在以下2个方面：①氧化还原反应的概念及应用，包括氧化还原反应的配平与计算，②氧化性、还原性强弱的判断。同时也会因涉及知识面广，可能出现新的题型、新的设问方式，特别是与实验应用相结合成为命题的新趋势。
2．电化学内容在工业生产中有着广泛应用，是高考重点考查的内容之一，其主要考点有：①掌握原电池的概念、形成条件、装置中各部分名称、电极反应、导线上电流方向、电子流向、溶液中离子运动方向、对盐桥的认识；②正确认识化学腐蚀、电化学腐蚀、析氢腐蚀、吸氧腐蚀并能加以区别；③了解金属腐蚀的防护方法；④掌握电解的原理及有关规律，能对电极产物进行判断，能对电解后溶液的酸碱性变化加以判断，能正确表示电解的电极反应及总反应；⑤电解原理的应用和基本计算。
【知识交汇】
一、氧化还原反应
1．熟练掌握基本概念
2．会标电子转移的方向和数目 —
失去6e
⑴Cu2S ＋ O2 ＝ 2Cu ＋ SO2
—得到2e — 得到4e 氧化剂 氧化剂 还原产物 氧化产物 还原剂 还原产物
— 2e
⑵CaH2 ＋ 2H2O ＝ Ca(OH)2 ＋ 2H2↑ 还原剂 氧化剂 氧化产物
还原产物
3．氧化产物、还原产物的判断
氧化产物、还原产物是从实验得出的。对于一些我们不熟悉的氧化还原反应，可以根据化合价变化的规律，分析氧化产物、还原产物，如下表。 氧化剂 O3 Fe3 ＋还原剂 I— SO2 H2O2 氧化产物 不能确定 SO42— O2 还原产物 H2O Fe2 ＋MnO4—
不能确定 1
ClO— Cl— Cl2 Cl2 4．氧化反应与还原反应的关系 氧化还原反应中，氧化反应与还原反应总是同时发生的。一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应”，一个是“氧化反应”，一个是“还原反应”。如
－－
2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+的拆写结果是：氧化反应为Cu-2e==Cu2+；还原反应为2Fe3++2e==2Fe3+，又如下表： 氧化还原反应 氧化反应 还原反应 －3NO2+H2O==2H++2NO3+NO 2NO2－2e-＋2H2O=4H+＋2NO2＋2e-＋2H+=NO2NO3— CH4+2O2+2OH—＋H2O 2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ =CO32—+3H2O CH4＋10OH－－8e－＝CO32－＋7H2O 5．氧化还原反应的基本规律
⑴守恒规律：电子得失总数(或化合价升降总数)相等。据此，可用于配平、计算。 ⑵价态规律
①同种元素最高价态只具有氧化性；最低价态只具有还原性；中间价态既具有氧化性，又具有还原性。可简记为：高价氧，低价还，中价全。
②化合物(如H2S)：因既有正价又有负价，所以同时具有氧化性和还原性。
⑶归中不交规律
①若价态相隔(即有中间价)，一般能反应，且生成中间价态，但二者的化合价不会交叉变化。如
+6+4H2S + H2SO4 = S? +SO2?+ 2H2O0－2得2e-失2e-＋1 －2
+6+40－2
②若价态相邻，则不反应。如C～CO、CO～CO2、SO2～SO3等。 ⑷先强后弱规律(反应顺序)
①一种氧化剂遇多种还原剂时，总是按还原性先强后弱的顺序反应。
＋－＋－
例如，把Cl2通入FeBr2溶液中，Cl2可把Fe2、Br氧化，由于还原性Fe2＞Br，
＋－
所以Cl2先氧化Fe2，之后，若还有Cl2，才氧化Br。若n(FeBr2):n(Cl2) = 1:1，其离
＋－＋－
子方程式为：2Fe2＋2Br＋2Cl2 = 2Fe3＋Br2＋4Cl
②同理，一种还原剂遇多种氧化剂时，是按氧化性先强后弱的顺序反应。
＋＋
如Fe与CuCl2～HCl混合液，Fe先与Cu2反应，后与H反应。 ⑸由强变弱规律(反应方向)
氧化还原反应总是向着氧化性和还原性减弱的方向进行，反之不能。据此，可判断两物质能否发生氧化还原反应。 二、原电池
1．常见的原电池有两类：一类是类似伏打电池的普通原电池装置；另一类是产生电流效率较高的带盐桥的原电池装置，如下图所示： G G 盐桥 电流计 Cu Zn Zn Cu H2SO4溶液 ZnSO溶液 稀硫酸
4
2
两装置工作原理是相同的，即总反应方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。盐桥的作用是——使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；平衡电荷；提高电流效率。
2．在原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不反应，不发生反应的可看作金属发生吸氧腐蚀。如图1：
CuCl2溶液 NaCl溶液
图1 图2
3．闭合回路的形成也有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触，如图2。
4．根据原电池的工作原理可得二次电池充电装置图为
。
5．原电池原理的应用
⑴利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源，如锌锰干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等。
⑵原电池原理可用于解决一些实际问题，如加快某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴硫酸铜溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。 三、电解池
1．原电池装置与电解装置的比较——有无外接电源。
要注意到原电池的两极称为正负极，溶液中放电的阴离子向负极移动，放电的阳离子向正极移动，电解池的两极称为阴阳极，阴阳离子在外加电场的作用下分别向阳极和阴极移动。
2．串联装置图比较
图一中无外接电源，两者必有一个装置是原电池装置(相当于发电装置)，为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，如图一中左图为原电池装置，右图为电解装置。图二中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的电流相等。 3．电解的规律
若用惰性电极（如Pt、石墨）进行电解，产物的规律如下（氟化物例外）：
电解质
电 解 产 物 结 论 3