专题氧化还原与电化学经典精讲-讲义

1、 氧化还原与电化学经典精讲课程讲义主讲教师：杨老师开心自测题一用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D题二 关于铅蓄电池的说法正确的是（ ）A在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO42（aq）= PbSO4(s) +2eB在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反

2、应是 PbSO4(s)+2e= Pb(s)+ SO42（aq）题三 一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（ ）ACH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e BO2(g)+4H+(aq)+4e=2H2O(1)CCH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H+(aq)+6e DO2(g)+2H2O(1)+4e=4OH主要考点梳理【核心知识】（1）原电池、电解池（电镀池）的构成条件、电极名称与反应类型、电极反应式。（2）根据原电池原理认识几种新型电池的反应原理。（3）根据电极反应判断金属活泼性。（4）

3、根据电解时电极变化判断电极材料和电解质种类。（5）电解规律及pH的变化趋势。有关电解产物的判断及计算。【知识归纳】一、原电池1、电极确定负极：失去电子的极，用 - 表示。发生氧化反应。正极：得到电子的极，用 + 表示。发生还原反应。2、电流方向判断电流方向：正负 电子流向：负正阳离子:向正极区移动 阴离子:向负极区移动3、铅蓄电池： 放电反应： 负极：Pb2e- PbSO4正极：PbO24H+2e- PbSO42H2O充电反应：阳极：PbSO42H2O2e- PbO24H+ 阴极：PbSO42e- Pb 放电 充电 蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O4燃

4、料电池： 甲烷和氧气燃料电池：负极：CH410OH8e- 7H2O；正极：4H2O2O28e- 8OH-。电池总反应式为：CH42O22KOHK2CO33H2O二、电解池1、离子的放电顺序阴极：阳离子在阴极上的放电顺序 (得e-)Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-F-(2) 是活性电极时：电极本身溶解放电2、电解规律：（1）电解水型：电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐。（2）放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸盐，。（3）电解电解质型：电解不活泼金属无氧酸

5、盐。（4）放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐。3、电解中电极附近溶液pH值的变化。电解过程中, 产生H2,又产生O2, 原溶液呈酸性的pH变小,原溶液呈碱性的pH变大。 电解过程中, 无H2和O2产生, pH几乎不变，但CuCl2变大。电解过程中, 只产生H2, pH变大。电解过程中, 只产生O2, pH变小。三、金属的电化学腐蚀和防护1.析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出负极：Fe 2e = Fe2+（氧化反应）正极：2H+ + 2e = H2还原反应）总反应式： Fe + 2H+ = Fe2+ + H22吸氧腐蚀反应过程吸收氧气负极：2Fe 4e = 2Fe2+（氧化反应）正极：2H2O +

6、 O2 +4e = 4OH（还原反应）总反应式：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe（OH）2 金题精讲题一新型的乙醇电池结构如图所示，它用磺酸类质子溶剂，在200左右时供电，其效率比甲醇电池高出32倍，且更安全。已知电池总反应式为C2H5OH +3O2 =2CO2 +3H2O。下列说法不正确的是（ ）Aa极为电池的负极，该电极发生氧化反应B电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极C电池正极的电极反应式为 O2 + 2H2O +4e-= 4OH-D电池工作时，1mol乙醇被氧化转移12 mol电子题二以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是（ ）A该电池

7、能够在高温下工作B电池的负极反应为：C6H12O66H2O24e-6CO224H+C放电过程中，H+从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下 CO2 22.4/6 L题三可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e-4OH B以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH-3e-Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极A 1:3

8、 B 3:1 C1:4 D1:1新题赏析题一下列实验的前后，铜的质量一定发生变化的是（ ）A.铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇 B.铜片放入酸化的硝酸钠溶液C.铜和铁的混合物放入稀硝酸 D.铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电题二下列有关物质的性质与应用不相对应的是（ ）A. 明矾能水解生成Al(OH)3胶体，可用作净水剂B. FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路C. SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆D. Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料题三人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是（ ）A

9、该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D催化剂b表面的反应是CO2 +2H+2e-=HCOOH题四下列应用不涉及氧化还原反应的是（ ）ANa2O2用作呼吸面具的供氧剂 B工业上电解熔融状态的Al2O3制备AlC工业上利用合成氨实现人工固氮D实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3 题五信息时代产生的大量电子垃圾对环境造成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜晶体的路线：回答下列问题：第步Cu

10、与酸反应的离子方程式为 ；得到滤渣1的主要成分为 。第步加入H2O2的作用是 ，使用H2O2的优点是 ；调节pH的目的是使 生成沉淀。用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是 。由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中， 方案不可行，原因是 ；从原子利用率角度考虑， 方案更合理。探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(Mr=250)含量。取a g 试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol/L EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2+ H2Y2-CuY

11、2-+ 2H+写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式 ；（6）下列操作会导致CuSO45H2O含量测定结果偏高的是 。a未干燥锥形瓶 b滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c未除静可与EDTA反应的干扰离子题六（1）电镀时镀件与电源的 极连接。（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用 （填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如右图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法： 。（3）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：步骤（i）中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式

12、为 。步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是 (填离子符号)。在步骤（iii）发生的反应中，1 mol MnO2转移2个mol电子，该反应的离子方程式为 。步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为过滤后母液的pH=2.0，c（）=a molL-1，c（）=b molL-1，c（）=d molL-1，该反应的平衡常数K= （用含a、b、d的代数式表示）。课后拓展练习题一把图31(b)的碎纸片补充到图(a)中，可得到一个完整的离子方程式。对该离子方程式说法正确的是()图31A配平后的化学计量数依次为3、1、2、6、3B若有1 mol的S被氧化，则生成2 mol S2C氧化剂与还原剂的物质的量之

13、比为12D2 mol的S参加反应有3 mol的电子转移题二用惰性电极电解1 L某浓度的氯化钠溶液，一段时间后，停止电解。此时若加入100 g 36.5%的浓盐酸，所得溶液恰好与原溶液完全相同。下列说法正确的是()A电解过程中，阴阳两极产生的气体体积相同(同温同压时)B电解后的溶液中c(NaOH)1 mol/LC电解过程中，转移电子的物质的量约为8 molD原溶液中含有117 g NaCl题三研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaClNa2Mn5O102AgCl。下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法

14、正确的是()A正极反应式：AgCleAgClB每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子CNa+不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物课后练习题一下列关于右图装置的说法正确的是A银电极是负极B铜电极上发生的反应为Cu-2e=Cu2C外电路中的电子是从银电极流向铜电极。D该装置能将电能转化为化学能题二关于下图装置的叙述，正确的是A.镁片为负极，镁片上产生黄绿色气体B.铁片为阳极，铁片上产生无色气体C.溶液中铁片与镁片之间产生白色沉淀D.溶液的pH将逐渐增大题三甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如下图。下列有关叙述正确的是AH +从正极区通

15、过交换膜移向负极区B负极的电极反应式为：CH3OH(l) + H2O(l)6eCO2(g) + 6H + Cd导出的是CO2 D图中b、c分别是O2、甲醇题四查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中,理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH3CH2OH2e-X+2H+。下列说法中正确的是 A电池内部H+由正极向负极移动B另一极的电极反应式为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-C乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极D电池总反应为：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 题五生物体的细胞膜内的葡萄

16、糖与细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关电极反应及其产物的判断正确的是A、负极反应可能是：O2 + 2 H2O + 4e- = 4 OH-B、负极反应的产物主要是：CO32-、HCO3-、H2O C、正极反应可能是：6 C6H12O6 + 24 OH- 24e- = 6 CO2 + 18 H2OD、正极反应的产物主要是：CO2、CO32-、H2O题六有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应为：2H2 + O22H2O，负极反应为H2 + CO322e= H2O + CO2。下列说法中正确的A正极反应为4OH4e= 2H2O

17、 + O2B电池放电时，电池中CO32的物质的量将逐渐减少C放电时CO32向负极移动D电路中的电子经正极、负极、熔融的K2CO3后再加到正极，形成闭合回路题六工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾(FeSO47H2O)。(1)若用98% 1.84 gcm-3的浓硫酸配制生产用28%的硫酸溶液，则浓硫酸与水的体积比约为1_。(2)为测定某久置于空气的绿矾样品中Fe2+的氧化率，某同学设计如下实验：取一定量的样品溶于足量的稀硫酸中，然后加入5.00 g铁粉充分反应，收集到224 mL(标准状况)气体，剩余固体质量为3.88 g，测得反应后的溶液中Fe2的物质的量为0.14 mol(不含Fe

18、3+)。则该样品中Fe2+的氧化率为_。(3)硫酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO46H2O(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液。现取0.4 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40 mL 0.150 molL1KMnO4溶液处理，发生反应如下：8MnO5Cu2S44H+=10Cu2+5SO28Mn2+22H2O6MnO5CuS28H+=5Cu2+5SO26Mn2+14H2O反应后煮沸溶液，赶尽SO2，剩余的KMnO4恰好与V mL 0.2 molL-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。已知：MnOFe2+H+Mn2+Fe3+H2O(未配平

19、)。V的取值范围为_；若V35，则混合物中CuS的质量分数为_。题一下列说法中，正确的是()A铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O22e-2H2O=4OH-C给铁钉镀铜可采用Cu2+的溶液作电镀液D生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀题二下列说法正确的是()ANa、Fe分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性BNa2O2与水反应，红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱CNaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三种固体受热后均能生成气体D镁条在空气中燃烧生成的氧化物是固体MgO，钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O2题三2010年在上海举办的世博会主打环保牌，20辆氢燃料电池公

20、交车、300辆氢燃料电池出租车投入运行，它们以氢气为能源，实现了真正的零污染。氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是()A正极反应式为：O22H2O4e=4OHB工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量浓度不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2OD用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.2 mol电子转移题四化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应是四种基本化学反应类型。下列变化属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型的是()COCuOCO2Cu 2AlFe2O3Al2O32Fe2O33O2 Cl22FeCl2=2Fe

21、Cl3A B C D题五氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式：NO4H+3e-=NO2H2OKMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。(1)写出并配平该氧化还原反应的化学方程式_。(2)反应中硝酸体现了_、_的性质。(3)反应中若产生0.2 mol气体，则转移电子的物质的量为_mol。(4)若1 mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是_。题六图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸

22、反应。回答下列问题：(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是_；M中存在的化学键类型为_；R的化学式是_。(2)一定条件下，Z与H2反应生成ZH4，ZH4的电子式为_。(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(所有物质均为固体)，放出a kJ热量。写出该反应的热化学方程式：_。(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：_。(5)向含4mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2)的最大值。本讲大闯关题一下图为一原电池的结构示意图，下列说法不正确的是A原电池工作时的总反应为Zn+Cu2+=Zn2+C

23、u，该反应一定为放热反应B原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应C原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深D如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极题二锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其它材料电池，其成本低，便于大量推广，且对环境无污染。电池总反应式为：V2O5+xLi=LixV2O5。下列说法不正确的是A、正极材料为锂，负极材料为V2O5B、向外供电时，锂离子在凝胶中向正极移动C、正极的电极反应式为：V2O5 + xe= LixV2O5D、负极的电极反应式为：xLixe=xLi+题三我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车已在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧

24、燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是（设NA代表阿伏加德罗常数）A该氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源B该电池工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C该氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 LCl2（标准状况）时，理论上有0.1NA电子转移题四以多孔的铂为电极，采用下图装置在两极分别通入CH3OH和O2，使其在KOH溶液中发生反应产生电流，经测定，电子运动方向由a到b。下列叙述中正确的是AA处通入O2B正极的电极反应为12OH+12e=3O2+6H2OC负极的电极反应为2CH3OH+16OH12e=2CO32+12H2

25、OD总反应的化学方程式为2CH3OH+3O2=2+4H2O题五甲醇（CH3OH）燃料电池可用于笔记本电脑、汽车等，一极通入甲醇，另一极通入氧气，电池工作时，H+由负极移向正极。下列叙述正确的是A氧气为负极 B甲醇为负极C正极反应为：O2+4H+4e-= 2H2OD负极反应为：CH3OH+H2O+6e- = CO2+ 6H+题六我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4A13O26H2O4A1(OH)3，下列说法不正确的是A电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极B正极反应式为：O22H2O4e4OHC以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D该电池通常只需更换铝板就可继续使用题一某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置。下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+2e-=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动题二下列有关物质性质或应用的说法正确的是()A二氧化锰具有强氧化性，能将双氧水氧化为氧气B浓硫酸具有较强酸性，常用作淀粉水解的催化剂C炭具有还原性，高温下能将二氧化硅还原为硅D二氧化硫具有漂