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.doc

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：了解氧化还原反应的本质是电子的转移。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，概念辨析。考点，认识氧化还原反应与书写。考点，认识氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物。考点，电子转移数目的计算。考点，氧化还原反应的计算。考点，氧化性与还原性 考点，氧化还原反应知识的实际运用。其中考点、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：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Cu2+2-Cu远比Na+ +e-Na容易，即氧化性Cu2+Na+,还原性Na Cu （2）根据非金属活动顺序进行判断（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、变成化合价降低、得电子、变成氧化剂+还原剂还原产物+氧化产物氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物例：已知2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl，2FeCl2+C12=2FeCl3。由知，氧化性Fe3+I2，由知，氧化性C12Fe3+，综合结论，可知氧化性Cl2Fe3+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)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 KMn04Mn02（5）根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断Cu十C12CuCl2，2Cu+SCu2SC12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Cl2S（6）根据元素周期表判断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。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。(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：具有还原性，具有氧化性，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，；Fe与Fe2+、Fe2+与Fe3+不发生反应。(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Fe2+，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Fe2+。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Cu2+反应，然后才与H+反应。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 BCuS04发生了氧化反应 C氧化产物和还原产物的物质的量之比为65 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：KBrO3H3AsO4 b.氧化性：H3AsO4 KBrO3 c.还原性：AsH3X 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FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu + 2Fe3+ Cu2+ + 2Fe2+ BNa2O2与H2O反应制备O2 ：Na2O2 + H2O 2Na+ + 2OH + O2C将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2 + H2O 2H+ + Cl + ClOD用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：2MnO + 6H+ + 5H2O2 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O 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、SiO23（2010广东理综卷7）能在溶液中大量共存的一组离子是ANH4+ 、Ag+、PO43-、Cl- BFe3+、H+、I-、HCO3-CK+、Na+、NO3- 、MnO4- DAl3+、Mg2+ 、SO42- 、CO32-4.（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Li2NHH2LiNH2LiH。下列有关说法正确的是A. Li2NH中N的化合价是1B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂C.Li和H的离子半径相等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，反应不能自发进行，则该反应的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、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 SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HIII 2HI=H2+I2III 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 B.反应I中SO2氧化性比HI强C.循环过程中需补充H2O D.循环过程中产生1molO2的同时产生1molH27.（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请设计实验，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） 提出合理假设 假设1：只存在SO32-；假设2：既不存在SO32-也不存在ClO；假设3：_ 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：3moLL-1H2SO4、1moLL-1NaOH、0.01molL-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moLL-1 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 。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：Fe1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Fe3，验证了假设1成立。请写出Fe3氧化Ag的离子方程式： 。（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）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。思考与交流（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Fe3和NO都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由： 。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20mg50mgkg。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( )A3 mol B2 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：NaBH42H2ONaBO24H2，下列说法中正确的是（NaBH4中H为1价）（ ）A.被氧化的元素与被还原的元素质量比为11 B.NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂C.硼元素被氧化，氢元素被还原 D. NaBH4既是氧化剂又是还原剂5、将3.48 g四氧化三铁完全溶解在100 mL 1 molL-1的硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25 mL，恰好使溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+，Cr2O 全部转化为Cr3+，则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度是( )A0.05 molL-1 B0.1 molL-1C0.2 molL-1 D0.3 molL-16、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DHNO3、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：aTiO2+bCl2+cC aTiCl4+cCO反应：TiCl4+2MgTi+2MgCl2关于反应、的分析不正确的是( )TiCl4在反应中是还原产物，在反应中是氧化剂C、Mg在反应中均为还原剂，被还原在反应、中Mg的还原性大于Ti，C的还原性大于TiCl4 a=1，b=c=2每生成19.2 g Ti，反应、中共转移4.8 mol e-A BC D9、（1）(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：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 BHO2在碱中能稳定存在C氧化产物是HO2 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12滴溴水，振荡后溶液呈黄色。为此提出问题：Fe3+、Br2谁的氧化性更强？(1)猜想甲同学认为氧化性：Fe3+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。乙同学认为氧化性：Br2Fe3+，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：aKMnO4酸性溶液 bCCl4 cNaOH dKSCN溶液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)选用试剂实验现象方案1方案2(3)结论氧化性：Br2Fe3+。故在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入23滴溴水，溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为 。 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：理解原电池、电解原理；初步了解化学电源；了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。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：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：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：电化学腐蚀与防护。考点：电解池的工作原理及其分析；考点：电解产物的判断及电极反应式的书写与计算；考点：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： 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。 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。 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（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“负氧正还”：负极发生氧化反应正极发生还原反应两极现象：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 Fe2+ + 2e正极：2H+ + 2e H2电池反应为 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2（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 Fe2+ + 2e正极：2H2O + O2 + 4e 4OH 电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2OFe(OH)2 铁生锈的过程：FeFe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3nH2O(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）电解类型物质类型电解反应（两极反应和总反应）电解实质电解质溶液中浓度变化溶液pH变化电解质溶液复原电解溶剂型强碱（NaOH）H2O变大变大水含氧酸（H2SO4）变小活泼金属的含氧酸盐（Na2SO4）不变电解溶质型无氧酸（HCl）HCl变小变大HCl不活泼金属的无氧酸盐（CuCl2）CuCl2CuCl2溶质溶剂同时被电解活泼金属的无氧酸盐（NaCl）H+(H2O)、Cl变大HCl不活泼金属的含氧酸盐（CuSO4）Cu2+、OH(H2O)变小CuO不活泼金属的含氧酸盐（AgNO3）Ag+、OH(H2O)变小Ag2O3、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：金属电极S2IBrClOH含氧酸根离子F阴极：发生还原反应 氧化性强的先反应 放电顺序为：Ag+Fe3+Cu2+H+（酸）Fe2+Zn2+H+（水）Al3+Mg2+Na+Ca2+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CuCu2+2e，阴极反应 Cu2+2eCu，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：电解.电极材料：阳极石墨电极，阴极石墨电极。电极反应及总反应：2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2。阳极：2ClCl22e 阴极：2H+2eH2阴极周围PH 变大 。设备：立式隔膜电解槽粗盐水的精制：粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，为了有效的除去Ca2+、Mg2+和SO42-，可加入的试剂依次是BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、盐酸。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()ALi-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+FeC负极的电极反应式为：Al-3e-=Al3+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).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。 (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”)。.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)。H2Cl2H+Cl-Na+OH-(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：（激发态）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，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 A 正极反应为：Zn2e-=Zn2+ B电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +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：2H2O22H2O，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：O22H2O4e4OHC.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D.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：研读右图，下列判断不正确的是AK 闭合时，d电极反应式：B当电路中转移02mol电子时，I中消耗的为02 molCK闭合时，II中向c电极迁移DK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，反应不能自发进行，则该反应的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、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W W W K S 5 U . C O M 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： 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： 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：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_。 aNH3 bCO2 cNaOH dHNO3 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 ；阴极上观察到的实验现象是 。(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：步骤的操作名称是 ，步骤的操作名称是 。步骤洗涤晶体的目的是 。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( )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 BC D2.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(O2-)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( )A电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e- 2O2-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-D若C2H4作燃料气，接触面上发生的反应为C2H4+6O2-2CO2+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( )AMg2+向正极迁移B正极反应为：Mo3S4+2xe- Mo3S CMo3S4发生氧化反应甲KI溶液FeCl3溶液电流计盐桥石墨石墨乙D负极反应为：xMgxMg2+2xe-5.（09福建理综改编）控制适合的条件，将反应2Fe3+2I2Fe2+I2设计成如右图所示的原电池。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Fe3+2e-Fe2+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（ ）A2Ag（s）+Cd2+（aq）=2Ag+（aq）+ Cd（s） BCo2+（aq）+Cd（s）=Co（s）+Cd2+（aq） C2Ag +（aq）+Cd（s）=2Ag（s）+Cd 2+（aq） D2Ag +（aq）+Co（s）=2Ag（s）+Co2+（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Ca电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色Da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：C6LiC6Li1-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-xB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-C6Li9. （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5060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_。aBaSO4 bCH3CH2OH cNa2SO4 dNaOH（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_；_；（3）电极反应和的生成物反应得到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，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见上图）。A物质的化学式是_；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。第10题图正极反应式： 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）： 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A、B 两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转； A、B 两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转； A极用锌片，B极用铜片，发现电流计指针向左偏转； A极用锌片，B极用石墨，发现电流计指针向左偏转。第11题图结论一：_。实验二：探究溶液的构成甲图，A极用锌片，B极用铜片)液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；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：饱和A溶液纯碱加热LJ贝壳高温BCD通电饱和A溶液空气H分离EFH2OGK(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 ，一段时间后，甲中溶液颜色 ，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 （填“镀层金属”或“镀件”），电镀液是 溶液。当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL），丙中镀件上析出银的质量为 ，甲中溶液的pH （填“变大”、“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6H3P0430e-，所以生成1 mol H3P04时，有10 mol电子转移，有mol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65，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）AsH3H3AsO4 （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AsH3H3AsO4，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1A【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：HClH2O2，HCl先反应)，D错。2AC【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。3C【解析】A中Ag+和PO43-、Cl-因生成沉淀不共存；B中H+和HCO3-离子生成气体不共存，Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存；D中Al3+和CO32-因互促水解不共存。4B【解