氧化还原

一、氧化还原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：,,,,,,,,,(),,,K Ca Na Mg Al Zn Sn Fe Pb H Hg Pt Au −−−−−−−−−−−−−→金属的活动性逐渐减弱(还原性逐渐减弱)2232222,,,,,,,,,(),,K Ca Na Mg Al Zn Sn Fe Pb H Hg Ag +++++++++++−−−−−−−−−−−−−−−−−→氧化性逐渐增强（2）根据非金属活动顺序进行判断 ,,,,,F O Cl Br I S −−−−−→氧化性逐渐减弱2,,,,F Cl Br I S -----−−−−−−→还原性逐渐增强（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：氧化性：氧化剂＞氧化产物还原性：还原剂＞还原产物【例1】硫——碘循环分解水制氢主要涉及下列反应I SO 2+2H 2O+I 2→H 2SO 4+2HIII 2HI →H 2+I 2III 2H 2SO 4→2SO 2+O 2+2H 2O(1)分析上述反应，下列判断正确的是化合价升高、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H2OD.循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2【例2】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 B．CuS04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6︰5 D．白磷只作还原剂【例3】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：KBrO3＞H3AsO4b.氧化性：H3AsO4＞ KBrO3c.还原性：AsH3＞Xd.还原性：X＞ AsH3【例4】ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。

工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为A．1︰1 B．2︰1 C．1︰2 D．2︰3【例5】在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O72－和Pb2＋，则与1mol Cr3＋反应所需PbO2的物质的量为A．3.0mol B．1.5mol C．1.0mol D．0.75mol【例6】R、X、Y和Z是四种元素，它们常见化合价均为+2，且X2+与单质R不反应；X2+ + Z→X + Z2+；Y + Z2+→Y2+ + Z。

这四种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合A．R2+>X2+>Z2+>Y2+ B．X2+>R2+>Y2+>Z2+C．Y2+>Z2+>R2+>X2+ D．Z2+>X2+>R2+>Y2+【例7】已知硫酸锰（MnSO4）和过硫酸钾（K2S2O8）两种盐溶液在银离子催化下可发生氧化还原反应，生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。

（1）请写出并配平上述反应的化学方程式。

（2）此反应的还原剂是，它的氧化产物是。

（3）此反应的离子反应方程式可表示为：。

（4）若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰，当它跟过量的过硫酸钾反应时，除有高锰酸钾、硫酸钾、硫酸生成外，其他的生成物还有。

【例8】氯酸钾是一种强氧化剂，多用来制造火柴和烟花等。

制取氯酸钾的方法有两种：第一种，无隔膜电解热的氯化钾水溶液，电解的生成物相互反应制得氯酸钾。

①电解池中电极反应的方程式是阴极：，阳极：。

②写出生成氯酸钾的离子方程式，并标明电子转移的方向和数目。

第二种，无隔膜电解热的氯化钠水溶液，然后用电解后溶液中的一种产物与等物质的量的氯化钾水溶液混合制得氯酸钾。

③第二种方法中制得氯酸钾的化学方程式是，该反应能够进行的原因是。

从经济效益分析，上述方法中的第种方法更好，理由是。

【例9】物质的氧化性或还原性主要决定于物质本身的性质，但与外界条件也有一定的关系。

如浓度、温度等。

现有下列两个常见反应：①5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O②3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O分析两个反应中，NaBrO3与Br2的氧化性的强弱：；如果排除温度和浓度的因素，而且已知在两个反应中Br2的氧化性相等，则你认为造成NaBrO3氧化性变化的外界因素是。

二、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：①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。

3.构成原电池的条件⑴不同的两极：较活泼的作负极，较不活泼的作正极。

⑵有电解质溶液。

⑶构成闭合回路。

2.原电池的电极判断4．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．．．．化学反应）．．．产生（直接发生（2）电化学腐蚀：腐蚀过程中有电流．．．反应）．．．产生（发生原电池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：_______________________________正极：______________________________________电池反应为_______________________________________（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： _______________________________正极：__________________________________电池反应为 ___________________________________铁生锈的过程：_____________________________(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）例题讲解实验一：实验探究电极的构成〈甲图〉①A、B 两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转；② A、B 两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转；③ A极用锌片，B极用铜片，发现电流计指针向左偏转；④ A极用锌片，B极用石墨，发现电流计指针向左偏转。

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)①液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；②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。

四、电解1、电解反应中的“放电顺序”当电解池中可能被氧化或可能被还原的物质不止一种时，一般按以下顺序先后反应： 阴极放电顺序： Ag +→Hg 2+→Cu 2+→Fe 2+→Zn 2+→H +→（Al 3+、Mg 2+、Na +、Ca 2+、K +）排序原理是氧化性强的阳离子先反应，基本排序是金属活动性的反序，但氢离子排在Zn 2+以后，可解释为盐溶液中氢离子浓度小。

H +离子以后的活泼金属离子在水溶液中不能电解。

阳极放电顺序：金属单质（Au 和Pt 不反应）S 2ˉ→I ˉ→Br ˉ→Cl ˉ→OH ˉ（含氧酸根、F ˉ）如有几种金属单质，则活泼的先反应，OH ˉ之后的含氧酸根和F ˉ在水溶液中不能电解。

3、氯碱工业：①.电极材料：阳极石墨电极，阴极石墨电极。

②电极反应及总反应：2NaCl ＋2H 2O 2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。

阳极：_______________________________阴极：__________________________________阴极周围PH _________________________。

③设备：立式隔膜电解槽④粗盐水的精制：粗盐水中含有Ca 2+、Mg 2+、SO 42-等杂质，为了有效的除去Ca 2+、Mg 2+和SO 42-，电解可加入的试剂依次是BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、盐酸。

[例1]Ⅰ.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”)。

Ⅱ.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)。