氧化还原反应与电化学问题的解决策略.
氧化还原反应与电化学的探究实验
![氧化还原反应与电化学的探究实验](https://img.taocdn.com/s3/m/853fb6aa988fcc22bcd126fff705cc1755275f0c.png)
氧化还原反应与电化学的探究实验在化学领域中,氧化还原反应是一种常见且重要的化学反应类型。
通过氧化还原反应,电子的转移和物质的电荷变化带来了化学反应的进行。
同时,氧化还原反应也与电化学密切相关,电化学研究了电荷转移的过程以及与之相关的能量转化。
本文将探讨氧化还原反应与电化学的关系,并介绍一些相关的实验。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指在化学反应中,物质中的电子从一种物质转移到另一种物质,从而引发物质的电荷变化。
反应中电子的转移可以分为两个过程:氧化和还原。
氧化指物质失去电子,而还原则是指物质获得电子。
氧化还原反应的发生需要存在氧化剂和还原剂。
氧化剂是一种可以接受电子的物质,它会导致其他物质失去电子而被氧化。
还原剂则是一种可以提供电子的物质,它会将电子转移给其他物质从而使其还原。
在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂是相互作用的反应物。
二、电化学的基本原理电化学研究了电荷转移的过程以及与之相关的能量转化。
在电化学中,氧化还原反应是重要的研究对象。
电化学反应可以使化学反应与电荷转移相结合,实现能量的转化和储存。
电化学实验一般采用电化学池,包括两个电极:阳极和阴极。
阳极是氧化反应发生的地方,而阴极则是还原反应发生的地方。
两个电极之间通过电解质溶液或盐桥进行电荷的传递。
在电化学实验中,电流是衡量电化学反应的重要参数。
电流的大小取决于电化学反应物质的浓度、电极的面积和电极之间的距离等因素。
通过测量电流的变化,可以获得反应速率等信息。
三、氧化还原反应与电化学实验氧化还原反应在电化学实验中发挥着重要的作用。
以下是一些与氧化还原反应相关的电化学实验:1. 电解水实验:电解水是一种常见的电化学实验,它通过施加电流使水分解为氢气和氧气的氧化还原反应。
在电解水实验中,将两个电极(通常是铂电极)插入水中,并施加适当的电压。
水中的氧化还原反应将电子从阴极转移到阳极,产生氢气和氧气。
2. 铜的电镀实验:电镀是一种常见的氧化还原反应应用。
氧化还原与电化学探索氧化还原反应与电化学的应用
![氧化还原与电化学探索氧化还原反应与电化学的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/defb9884ba4cf7ec4afe04a1b0717fd5370cb259.png)
氧化还原与电化学探索氧化还原反应与电化学的应用氧化还原与电化学探索氧化还原反应和电化学是化学领域中重要的研究方向。
本文将深入探讨氧化还原反应的概念和机制,并探索电化学在实际应用中的意义和作用。
一、氧化还原反应概述氧化还原反应是指化学物质中的电荷转移过程。
在氧化还原反应中,一种化学物质失去电子,被氧化成为正离子或者中性原子,而另一种物质则获得电子,被还原成为负离子或者中性原子。
换言之,氧化是指某一原子或原子团失去电子,还原是指某一原子或原子团获得电子。
氧化还原反应通常伴随着电子的转移和能量的释放。
常见的氧化还原反应包括金属与酸的反应、金属与非金属的反应、还原剂与氧化剂之间的反应等。
二、氧化还原反应的机制氧化还原反应的机制可以通过电子的转移来解释。
在氧化反应中,某一物质失去电子,该物质的原子核电荷增加,同时其氧化数增加。
在还原反应中,某一物质获得电子,该物质的原子核电荷减少,同时其氧化数减少。
换言之,氧化数是指反应物中某一原子的电子数的变化。
氧化还原反应机制也可以通过氧化还原半反应来描述。
氧化半反应中电子的失去被表示为右上角的电子数,还原半反应中电子的获得被表示为左下角的电子数。
通过将氧化半反应和还原半反应结合在一起,就可以得到完整的氧化还原反应。
三、电化学的应用1. 电化学电池电化学电池是将化学能转化为电能的装置。
电化学电池由负极(阳极)和正极(阴极)以及电解质溶液组成。
在电池中,氧化还原反应发生在负极和正极之间。
电化学电池的应用非常广泛。
其中,最常见的应用是将化学能转化为电能,以供各种电子设备使用。
电池在家庭、工业、农业和交通等领域都有广泛的应用。
2. 电解与电镀电解是指通过电流使电解质溶液中的化合物分解。
电解质溶液中的阳离子会移向阴极,还原成为金属沉积。
而阴离子则会移向阳极,氧化成为新的化合物。
电解广泛应用于电镀工业。
电镀是一种将金属沉积在另一种金属表面上的方法,以增加其抗氧化和美观性。
电镀对于提高金属耐蚀性、改善外观以及减少摩擦等方面具有重要意义。
氧化还原反应中的电化学
![氧化还原反应中的电化学](https://img.taocdn.com/s3/m/5dac219b5122aaea998fcc22bcd126fff7055d32.png)
氧化还原反应中的电化学氧化还原反应是化学反应中非常重要的一类反应,其中电化学是研究和应用氧化还原反应的重要分支。
本文将重点探讨氧化还原反应中的电化学原理、应用以及相关实验技术。
一、电化学基础电化学是研究电荷传递和电流的性质与变化的学科,它与化学反应密切相关。
氧化还原反应中的电化学可以通过观察和控制电子的转移和离子的迁移来实现。
在电化学中,通过两个电极之间的电子流和离子流来实现电荷转移。
在氧化还原反应中,氧化剂接受电子并发生还原,而还原剂失去电子并发生氧化。
这个过程中,氧化剂和还原剂通过电子的转移,来传递电荷并发生化学反应。
这一过程可以通过电池或电解槽实现。
二、电化学反应类型根据氧化还原反应的不同特点,电化学反应可以分为两种类型:电解和电池。
1. 电解反应电解是通过外加电流来促使非自发性反应发生的过程。
在电解过程中,通过外部电源提供电流,使得化学反应在电解槽中发生。
这种电化学反应对于一些化学分析、合成和电镀等领域非常重要。
2. 电池反应电池是将化学反应中释放的化学能转化为电能的装置。
电池反应是自发性的反应,可以通过将氧化剂和还原剂分离并通过导线连接来产生电流。
根据电池反应类型的不同,电池可以分为原电池和电解池。
原电池内部的反应是自发的,产生电能;而电解池通过外部电源来推动非自发的电化学反应。
三、电化学实验技术在研究和应用氧化还原反应中的电化学,各种实验技术被广泛应用。
1. 极化曲线极化曲线是评估电化学电极性能的重要实验技术。
通过测量电极在不同电位下的电流和电势,可以得到极化曲线。
这些曲线提供了有关于电极在特定条件下的电流传输和反应速率等信息。
2. 循环伏安技术循环伏安技术是一种用于研究电化学反应和材料表征的常用实验方法。
通过变化电极电位来研究反应机理、动力学和电化学性能等方面的信息。
3. 电动势测量电动势测量是用于评估电化学反应的重要实验技术。
电动势测量可以帮助我们了解反应的热力学特征,包括电动势的大小和反应的方向。
高中化学如何解决氧化还原反应问题
![高中化学如何解决氧化还原反应问题](https://img.taocdn.com/s3/m/877f12c8f80f76c66137ee06eff9aef8941e48b4.png)
高中化学如何解决氧化还原反应问题在高中化学学习中,氧化还原反应是一个重要的内容。
它不仅在化学中具有广泛的应用,而且在日常生活中也有着重要的意义。
因此,掌握氧化还原反应的解题技巧对于高中学生来说至关重要。
本文将从常见的氧化还原反应题型入手,结合具体例子,介绍如何解决这类问题。
一、氧化还原反应的基本概念在开始解决氧化还原反应问题之前,我们首先需要了解氧化还原反应的基本概念。
氧化还原反应是指物质中的原子或离子的氧化态和还原态发生变化的化学反应。
其中,氧化是指物质失去电子或增加氧原子,还原是指物质获得电子或减少氧原子。
在氧化还原反应中,发生氧化的物质称为还原剂,发生还原的物质称为氧化剂。
二、氧化还原反应的题型及解题技巧1. 氧化还原反应的平衡氧化还原反应的平衡是氧化还原反应中一个常见的题型。
在这类题目中,我们需要根据给定的反应方程式,确定反应物和生成物的氧化态和还原态,进而判断哪些物质发生了氧化和还原。
解决这类问题时,我们可以按照以下步骤进行:(1) 确定反应物和生成物的氧化态和还原态;(2) 根据氧化还原反应的定义,判断哪些物质发生了氧化和还原;(3) 根据氧化还原反应的平衡原则,平衡反应方程式,使得反应物和生成物的氧化态和还原态相等。
例如,假设有如下氧化还原反应:Fe2O3 + Al → Al2O3 + Fe我们可以先确定反应物和生成物的氧化态和还原态:Fe2O3:Fe的氧化态为+3,O的氧化态为-2;Al:Al的氧化态为0;Al2O3:Al的氧化态为+3,O的氧化态为-2;Fe:Fe的氧化态为0。
根据氧化还原反应的定义,我们可以发现Fe2O3中的Fe发生了还原,Al发生了氧化。
因此,我们可以将反应方程式平衡如下:2Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 4Fe2. 氧化还原反应的计算在氧化还原反应的计算中,我们需要根据给定的反应方程式,计算反应物和生成物的物质的量或质量。
解决这类问题时,我们可以按照以下步骤进行:(1) 确定反应物和生成物的氧化态和还原态;(2) 根据氧化还原反应的定义,判断哪些物质发生了氧化和还原;(3) 根据反应物和生成物的物质的量或质量之间的关系,计算所需的物质的量或质量。
氧化还原反应与电化学实验
![氧化还原反应与电化学实验](https://img.taocdn.com/s3/m/70a02c8cdb38376baf1ffc4ffe4733687f21fc50.png)
氧化还原反应与电化学实验氧化还原反应(简称氧化反应)是化学反应中非常重要的一种类型,它涉及到电子的转移。
电化学实验是一种用电流来驱动化学反应的实验,通过测量电流与反应物浓度之间的关系,可以研究氧化反应的动力学和热力学性质。
本文将探讨氧化还原反应与电化学实验。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指化学反应中电子的转移过程。
在氧化反应中,氧化剂获得电子,而还原剂失去电子。
氧化还原反应是化学反应中最常见的类型,它包括许多重要的反应,如金属腐蚀、火焰燃烧、电池放电等。
二、氧化还原反应的电子转移在氧化还原反应中,电子的转移是关键步骤。
氧化剂接受电子来完成还原,而还原剂失去电子而被氧化。
电子的转移过程可以通过半反应方程式来描述。
例如,在铁离子与铜离子反应中,铁离子是氧化剂,铜离子是还原剂。
反应可写为:Fe2+ + Cu → Fe3+ + Cu2+铁离子从+2价被氧化为+3价,铜离子从+2价被还原为+1价,电子由铁离子转移到铜离子。
三、电化学实验的原理电化学实验是利用电流来驱动化学反应的实验。
经典的电化学实验是电解实验和电池实验。
在电解实验中,电流通过电解质溶液,使其发生氧化还原反应。
在电池实验中,化学反应的自发方向被逆转,通过外电源提供电流,使反应发生于非自发方向。
电化学实验可以研究氧化还原反应的动力学和热力学性质。
通过测量电流与反应物浓度之间的关系,可以确定反应速率的指数关系。
通过测量电压与电流之间的关系,可以确定反应的电动势。
这些实验数据可以帮助我们理解氧化还原反应的机理和规律。
四、电化学实验的应用电化学实验在许多领域有重要的应用。
其中最典型的应用是电池。
电池是利用化学能转化为电能的装置。
常见的电池有干电池、锂离子电池、铅酸蓄电池等。
电池的工作原理基于氧化还原反应,通过将反应物与电解质隔离,在外电源的作用下产生电流。
电化学实验还可以用于制备金属、电镀和腐蚀等。
在金属制备中,电解法是一种常见的方法。
通过在电解槽中使金属离子还原,可以得到纯净的金属。
酸碱中的氧化还原反应及其电化学性质的认识与实践
![酸碱中的氧化还原反应及其电化学性质的认识与实践](https://img.taocdn.com/s3/m/0acdee0c842458fb770bf78a6529647d2728340a.png)
酸碱中的氧化还原反应及其电化学性质的认识与实践酸碱中的氧化还原反应是化学领域中的重要概念,它涉及到物质的电子转移和能量转化过程。
本文将介绍酸碱中的氧化还原反应的基本概念和电化学性质,并通过实践案例深入认识和理解。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指化学反应中的电子转移过程,包括氧化和还原两个基本过程。
在氧化过程中,物质失去电子,增加氧化态;而在还原过程中,物质获得电子,减少氧化态。
氧化还原反应需要在一个介质中进行,这个介质可以是酸、碱或其他电解质溶液。
二、酸碱中的氧化还原反应在酸碱溶液中,氧化还原反应常常伴随着酸碱中的质子转移,形成具有特定性质的氧化还原体系。
酸碱溶液中的氧化还原反应不仅涉及电子转移,还涉及质子转移和离子在溶液中的运动。
以酸性介质为例,酸中的H+质子可以与其他物质发生氧化还原反应。
当H+质子被氧化还原剂接受,它们可以转变为H2气体,或者与酸中的金属离子生成金属沉淀。
另一方面,当酸中的H+质子被还原剂转移,它们可以形成已还原的物质,并放出电子。
同样地,碱性介质中的氧化还原反应也有类似的特点。
碱性溶液中的OH-离子可以与其他物质发生氧化还原反应,包括质子转移和电子转移过程。
例如,OH-离子可以与氧化剂发生反应,生成氧气和水;或者与还原剂发生反应,生成氢气和水。
三、氧化还原反应的电化学性质氧化还原反应涉及电子的转移,因此它具有明显的电化学性质。
其中最重要的概念是氧化还原电位和标准电极电位。
氧化还原电位是指氧化还原反应在标准条件下的电势差。
它可以用来衡量氧化还原反应的强度和方向。
标准电极电位则是指相对于标准氢电极的氧化还原电位。
标准氢电极被定义为氧化还原反应电位为0的参考电极,其他电极的电位与标准氢电极的电位之差可以用来判断氧化还原反应的进行方向。
实践案例:为了更好地理解酸碱中的氧化还原反应和电化学性质,我们可以通过实践来观察和验证相关现象。
实验一:金属的活动性排序可以选择几种常见金属,如铜、锌、铁等,在酸性和碱性溶液中逐个浸入,并观察其变化。
实验十三氧化还原反应与电化学
![实验十三氧化还原反应与电化学](https://img.taocdn.com/s3/m/ded1c97c4b73f242326c5f04.png)
三、关键的操作
向试管中滴加试剂的操作;正确地振荡试管的操作; 要注意仔细地观察现象。
滴加试剂
滴管要垂直,以保 证滴加体积的准确。
试管振荡
拇指和食指拿试管中上部, 试 管略微倾斜, 手腕用力左右振 荡或用中指轻轻敲打试管。
四、实验现象及反应方程式
五、注意事项 1、仔细观察实验现象,认真分析现象 产生原因。 2、液体药品和固体药品的取用,注意 操作规范。
例如根据表中的标准电极电势值查得
(Cr2O72/Cr 3 ) 1.33 V (Fe 3/Fe 2 ) 0.77 V 可知 Cr2O72 能氧化Fe 2 。即反应 Cr2O72 6 Fe 2 14 H 2Cr 3 6 Fe 3 7 H2O 能正向进行(否则不能正向进行)。
因为电极电势与标准电极电势 有如下关系:
氧化还原反应的基本规律: 电极电势高的氧化态物质能把电极电势低 的还原态物质氧化。
那么,什么是电极电势呢?因为此部分内 容理论课还没有学到,所以让我们先从中 学已熟悉的内容讲起:
比如以下铜锌原电池:
左杯是一个半电池,也叫电极,它由
金属 Zn 与 Zn2+ 这一对
物质组成。
显然, Zn 与 Zn2+ 接
实验十三 氧化还原反应与电化学
一、实验目的 1、掌握原电池的原理及其电动势的测量方法。 2、熟悉常用的氧化剂和还原剂。 3、通过电池和电极电势的测量,加深理解可逆 电池的电动势及可逆电极电势的概念。 4、学习电极电势的应用。 5、掌握浓度、介质的酸碱性对电极电势及氧化 还原反应自发方向的影响。
二、关键的理论问题
0.0592 V n
lg
cr (氧化态) cr (还原态)
例如 H3AsO4 2 H 2e H3AsO3 H2O
化学教案:氧化还原反应与电化学反应
![化学教案:氧化还原反应与电化学反应](https://img.taocdn.com/s3/m/c2601a4202d8ce2f0066f5335a8102d277a26178.png)
化学教案:氧化还原反应与电化学反应氧化还原反应与电化学反应一、引言氧化还原反应和电化学反应是化学领域中的重要概念。
它们在日常生活中广泛应用于许多领域,例如电池技术、电解过程和腐蚀现象等。
本文将详细介绍氧化还原反应和电化学反应的概念、原理和应用。
二、氧化还原反应的概念氧化还原反应是指物质中的电子在反应中的转移过程。
在氧化还原反应中,氧化剂接受电子,发生氧化反应,而还原剂失去电子,发生还原反应。
反应过程中电子的转移导致物质的氧化和还原,因此称为氧化还原反应。
氧化还原反应可以表征为以下反应方程式:一般反应方程式:氧化剂 + 还原剂→ 氧化物 + 还原物其中,氧化剂是接受电子的物质,还原剂是失去电子的物质。
氧化物是被氧化剂形成的物质,还原物是被还原剂形成的物质。
三、电化学反应的概念电化学反应是指在电解质溶液中,通过外加电压使物质发生氧化还原反应的过程。
电化学反应包括两个部分:电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应的过程称为半反应;两种半反应相互结合并与外电路相连,使电荷得以平衡的过程称为全反应。
电化学反应可以分为两类:在电解池内,正极发生氧化反应,负极发生还原反应,称为电解反应;在电池内,正极发生还原反应,负极发生氧化反应,称为电池反应。
四、氧化还原反应和电化学反应的联系氧化还原反应和电化学反应之间存在着紧密的联系。
在电化学反应中,电流的产生和流动涉及到电子的转移,即氧化还原反应的发生。
电化学反应可以通过外加电压来驱动氧化还原反应,因此可以将电化学反应看作是氧化还原反应在电解质溶液中发生的过程。
五、氧化还原反应和电化学反应的应用1. 电池技术电池是将化学能转化为电能的设备。
其中,氧化还原反应是电池技术的基础。
例如,常见的干电池就是通过氧化还原反应产生电能的。
在干电池中,锌电极发生氧化反应,放出电子,而二氧化锌是氧化产物;而在负极的电解质中,二氧化锰接受电子,发生还原反应,产生锰酸锌。
这种氧化还原反应使得电池能够持续地产生电能。
化学反应中的氧化还原与电化学原理详细实验讲解
![化学反应中的氧化还原与电化学原理详细实验讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/f6e3055b2379168884868762caaedd3383c4b52c.png)
化学反应中的氧化还原与电化学原理详细实验讲解在化学研究中,氧化还原反应和电化学原理是重要的概念。
通过实验可以更好地理解这些原理,并且揭示出一些有趣而实用的现象和应用。
本文将详细讲解化学反应中的氧化还原与电化学原理的相关实验。
实验一:金属溶液的氧化还原反应材料:- 铜片- 锌片- 硫酸溶液- 盐桥- 毛细管- 多巴胺溶液实验步骤:1. 将铜片和锌片分别放入两个不同的容器中。
2. 在每个容器中加入少量硫酸溶液。
3. 将两个容器连接起来,使用盐桥和毛细管连接它们。
4. 将多巴胺溶液滴入盐桥中。
5. 观察实验现象。
实验结果与讨论:在这个实验中,铜片被锌片氧化还原。
铜是一个较为活泼的金属,而锌是一个较不活泼的金属。
当它们接触并浸入硫酸溶液中时,铜离子被还原为金属铜,而锌则被氧化为锌离子。
在此过程中,多巴胺溶液可以起到指示剂的作用,它会变色显示反应发生。
这个实验证明了氧化还原反应的存在,并展示了金属在溶液中的氧化还原特性。
实验二:电解质溶液的电导率实验材料:- 盐酸溶液- 硫酸溶液- 纸褶- 电导仪实验步骤:1. 分别取一些盐酸溶液和硫酸溶液放入两个容器中。
2. 在每个容器中插入电导仪的电极。
3. 测量并记录电导仪显示的电导率数值。
4. 将两个溶液混合在一起,并再次测量电导率。
实验结果与讨论:在这个实验中,我们使用了电导仪测量了盐酸溶液和硫酸溶液的电导率。
电导率是衡量溶液中离子浓度的一种方法,溶液中的离子浓度越高,电导率就越大。
结果显示硫酸溶液的电导率明显高于盐酸溶液,说明硫酸溶液中的离子浓度较高。
当两种溶液混合在一起时,电导率也会增加,表明混合溶液中离子浓度的增加。
实验三:电堆的实验材料:- 锌片- 铜片- 盐桥- 盐酸溶液- 活性炭- 线圈铁芯- 电流表- 电压表实验步骤:1. 将锌片和铜片放入一个容器中。
2. 使用盐桥连接容器和另一个装有盐酸溶液的容器。
3. 将活性炭放入装有盐酸溶液的容器中。
4. 用线圈铁芯围绕容器形成一个电堆。
氧化还原反应的地位及解题策略
![氧化还原反应的地位及解题策略](https://img.taocdn.com/s3/m/3b7fd5a564ce0508763231126edb6f1aff007148.png)
氧化还原反应的地位及解题策略氧化还原反应的地位及解题策略⾼三化学组秦洪强氧化还原反应是历年⾼考的热点,再现率达100%。
分析近⼏年全国各地的⾼考试题不难发现,氧化还原反应的考查除了常见题型外,还与离⼦共存、电化学、热化学、化学实验、化学计算等紧密结合,加⼤了考查⼒度,全⽅位综合体现学科内知识的理解及应⽤能⼒。
【考纲解读】:①了解氧化还原反应的本质是电⼦的转移。
了解常见的氧化还原反应。
掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
②理解盖斯定律,并能运⽤盖斯定律进⾏有关反应焓变的简单计算。
③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。
⼀、基本概念的直接考查这类题型主要有判断氧化还原反应类型,标电⼦转移的⽅向和总数,指出氧化剂和还原剂,指出被氧化的元素或被还原的产物,指出或选择具有氧化性或还原性的物质或离⼦等。
[例1](2011上海18)氧化还原反应中,⽔的作⽤可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂⼜是还原剂、既⾮氧化剂⼜⾮还原剂等。
下列反应与Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr相⽐较,⽔的作⽤不相同的是( )A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3C.2F2+2H2O=4HF+O2D.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑【解析】反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr中,⽔既⾮氧化剂⼜⾮还原剂。
A中⽔既⾮氧化剂⼜⾮还原剂;B中⽔既⾮氧化剂⼜⾮还原剂;C中⽔还原剂;D中⽔作氧化剂。
答案:CD [例2](08⼴东33)氮化铝(AlN)⼴泛应⽤于电⼦、陶瓷等⼯业领域。
在⼀定条件下,AlN可通过反应Al2O3++N2+3C⾼温2AlN+3CO合成。
下列叙述正确的是()A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂B.上述反应中,每⽣成1molAlN需转移3mol电⼦C.AlN中氮元素的化合价为+3D.AlN的摩尔质量为41g【解析】由题中反应可知, N 的化合价由0→-3 价, 化合价降低, 故N2作氧化剂;C 的化合价由0→+2 价, 化合价升⾼, 故C作还原剂;Al和O的化合价⽆改变, 故Al2O3既不是氧化剂也不是还原剂;每⽣成1mol AlN需转移3 m ol电⼦。
高三化学教学中如何帮助学生理解化学氧化还原和电化学
![高三化学教学中如何帮助学生理解化学氧化还原和电化学](https://img.taocdn.com/s3/m/94621262cdbff121dd36a32d7375a417876fc15a.png)
高三化学教学中如何帮助学生理解化学氧化还原和电化学化学氧化还原和电化学是高中化学中重要的学习内容,对于学生来说,理解这些概念往往是一大挑战。
在高三化学教学中,我们需要通过一系列的教学方法和策略,帮助学生更好地理解化学氧化还原和电化学。
本文从理论学习和实验操作两个方面,提出了一些有效的教学方法。
一、理论学习方面:构建知识体系,注重实例解析1. 知识体系构建:在教学过程中,我们首先要构建一个清晰的知识体系,将化学氧化还原和电化学的概念、原理、公式、实验操作等有机地连接起来。
可以通过思维导图、知识框架等形式,帮助学生整理思路,形成完整的知识结构。
2. 实例解析:通过实际案例和实际应用,引导学生深入理解化学氧化还原和电化学的原理和应用。
可以选取与学生生活相关的例子,如金属腐蚀、电解铜水等,让学生通过分析实例,理解氧化还原反应以及电解过程中的化学变化和能量转化。
同时,可以引导学生进行思考,从中找出规律和规则。
3. 教学案例:在教学中,可以结合一些经典的氧化还原反应和电化学实验进行讲解,如电池的工作原理、电解槽中氯气、氢气和氢氧化钠的制备等。
通过展示这些实验的步骤、反应和结论,帮助学生更加生动地理解氧化还原和电化学的知识。
二、实验操作方面:培养实践能力,锻炼探究意识1. 实验操作:在课堂中,可以设置一些简单的实验操作,让学生通过亲自动手实验的方式,亲身体验化学氧化还原和电化学的过程。
例如,利用电极和电解液制作简单的电池,让学生观察和探究其工作原理。
2. 探究意识培养:在实验操作中,应引导学生主动发现问题、提出猜想、设计实验,并通过实验结果进行验证。
通过这种方式,培养学生的实践能力和探究意识,激发他们对化学氧化还原和电化学的兴趣和好奇心。
3. 实验结果分析:在实验结束后,引导学生分析实验结果,总结实验中的规律和规则。
通过实验结果的解读,帮助学生进一步巩固和理解化学氧化还原和电化学的知识。
综上所述,高三化学教学中,我们需要通过理论学习和实验操作相结合的方式,帮助学生更好地理解化学氧化还原和电化学。
氧化还原反应的应用电化学与电池技术
![氧化还原反应的应用电化学与电池技术](https://img.taocdn.com/s3/m/cd3318564531b90d6c85ec3a87c24028915f8520.png)
氧化还原反应的应用电化学与电池技术氧化还原反应是化学反应中常见的一种类型,也是电化学与电池技术中应用最广泛的一种反应。
本文将围绕氧化还原反应在电化学和电池技术中的应用展开讨论。
一、电化学中的氧化还原反应应用1. 电解过程中的氧化还原反应电解是一种将电能转化为化学能的过程,其中涉及到氧化还原反应。
典型的例子是水的电解,当使用电流通过水时,水会发生氧化还原反应,产生氢气和氧气。
这种氧化还原反应不仅在实验室中得到应用,也在工业生产中用于制氢、制氧等过程。
2. 电池中的氧化还原反应电池是将化学能转化为电能的设备,其中的反应过程也属于氧化还原反应。
典型的例子是锌-铜电池,在这种电池中,锌发生氧化反应,而铜发生还原反应,通过电子转移,产生电流。
这种电池广泛应用于家用电器、电子设备等领域。
3. 腐蚀与防腐技术腐蚀是金属与氧化剂或还原剂接触时所发生的氧化还原反应,导致金属表面的损坏。
而防腐技术则是利用氧化还原反应的原理,采取措施来保护金属材料免受腐蚀的侵害。
例如,电镀技术就是将一层金属沉积在另一种金属表面上,通过氧化还原反应形成保护膜,以达到防腐的目的。
二、电池技术中的氧化还原反应应用1. 锂离子电池锂离子电池是目前最为广泛应用的可充电电池,其中涉及到氧化还原反应。
当电池放电时,锂离子从锂金属负极中脱嵌出来进行氧化反应,而正极材料则发生还原反应。
通过电子的流动,电能被储存起来。
而充电时,氧化还原反应则反转,电池内的化学反应使锂离子重新嵌入金属负极,实现了电能的储存和释放。
2. 燃料电池燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,其中的反应也是氧化还原反应。
最常见的是氢氧燃料电池,其中氢气在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,通过电子的流动,产生电压和电流。
燃料电池具有高能量密度、零排放等优点,广泛应用于汽车、航空航天等领域。
3. 太阳能电池太阳能电池是将太阳光的能量直接转化为电能的装置,其中利用了氧化还原反应的原理。
氧化还原反应和电化学问题探究
![氧化还原反应和电化学问题探究](https://img.taocdn.com/s3/m/3e1887bb760bf78a6529647d27284b73f242362c.png)
氧化还原反应和电化学问题探究氧化还原反应,简称氧化反应和还原反应,是化学反应中最重要的两种类型之一。
它们在自然界和人类生活中起着重要的作用。
同时,电化学问题涉及到电解和电池等方面的内容,是与氧化还原反应密切相关的领域。
本文将探究氧化还原反应和电化学问题,分析其原理、应用和研究现状。
一、氧化还原反应的原理与应用1. 氧化还原反应的基本概念与定义氧化还原反应是指化学物质中发生电子转移的过程。
其中,氧化是指物质丧失电子,还原是指物质获得电子。
在氧化还原反应中,氧化剂接受电子,并发生还原,而还原剂失去电子,发生氧化。
这种电子的转移过程导致了化学物质的结构和性质的改变。
2. 氧化还原反应的应用氧化还原反应广泛应用于多个领域。
在生产中,氧化还原反应被用于金属的提炼、燃料的燃烧以及化学品的合成等过程。
在环境保护中,氧化还原反应被用于废水处理、空气净化和土壤修复等方面。
此外,氧化还原反应也在电化学、生物化学和药物研发等领域中发挥着重要的作用。
二、电化学问题的性质与应用1. 电解的基本原理与应用电解是指通过外加电源,使电解质溶液中的化学物质发生氧化还原反应的过程。
在电解中,阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应。
通过电解,可以制备纯度较高的金属、分离和提纯化学物质以及进行电镀等应用。
2. 电池的基本原理与应用电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质组成。
在电池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应。
通过电子在外部电路中的流动,产生电流。
电池的种类有很多,包括原电池、干电池和蓄电池等。
电池广泛应用于电子产品、交通工具、能源储备等方面。
三、氧化还原反应与电化学问题的研究现状1. 氧化还原反应的研究现状氧化还原反应是化学研究的重要方向之一。
目前,研究人员对氧化还原反应进行了深入的探索。
他们研究氧化还原反应的机制、动力学和热力学等方面的问题,以期进一步揭示其规律和应用价值。
2. 电化学问题的研究现状电化学问题的研究也取得了显著进展。
提升教育功能的“氧化还原反应与电化学应用”教学新策略
![提升教育功能的“氧化还原反应与电化学应用”教学新策略](https://img.taocdn.com/s3/m/4e765997370cba1aa8114431b90d6c85ec3a881b.png)
提升教育功能的“氧化还原反应与电化学应用”教学新策略提升教育功能的“氧化还原反应与电化学应用”教学新策略引言:在当今社会中,科学技术的迅猛发展对教育提出了更高的要求。
为提升学生的理论学习能力和实际应用能力,教学方法也需要不断创新与改进。
本文将介绍一种新型的“氧化还原反应与电化学应用”教学策略,旨在提高学生的学习效果和兴趣,培养学生的批判性思维和创新能力。
一、了解教学目标要培养学生的综合能力,首先需要明确教学目标。
在“氧化还原反应与电化学应用”教学领域,学生需要理解氧化还原反应的概念和机理,掌握化学电池和电解池的原理,了解电化学在实际生活中的应用。
因此,整个教学过程应以这些目标为导向。
二、激发学生的兴趣在教学开始前,激发学生对“氧化还原反应与电化学应用”这一主题的兴趣至关重要。
可以通过一些生动有趣的实验、视频和案例引入,例如展示一个简单的电化学实验或者讲述一些与电池应用相关的故事。
这样,学生可以在短时间内对这一主题产生浓厚的兴趣,为后续学习打下良好的基础。
三、概念讲解与示范实验在学生已经产生兴趣的基础上,教师可以开始对关键概念进行讲解。
这些概念包括氧化还原反应的概念、电化学反应的基本原理、电池和电解池的结构和作用等。
讲解过程中要注重结合实例和图表进行说明,使学生更好地理解和记忆。
为了更好地巩固概念,可以进行一些示范实验。
例如,利用铁钉和铜片制作一个简易的原电池,让学生观察和推测产生电流的原理。
通过操作实际实验,学生可以加深对电池的理解和掌握。
四、探究式学习与实践应用在学生对基本概念有了一定的了解之后,可以引导学生进行探究式学习和实践应用。
教师可以提供一些实际问题,让学生通过实验和研究,自己探索出解决问题的方法和思路。
例如,给定一组电解池中的半反应,学生可以通过实验测得标准电极电势,进而利用电极电势计算反应的标准电动势。
同时,可以让学生自主设计和实施一些与电化学有关的实验。
例如,设计一个能够恢复废旧电池的装置,让学生通过实验探索并验证电池内部发生的化学反应。
化学反应中氧化还原与电化学的关系研究
![化学反应中氧化还原与电化学的关系研究](https://img.taocdn.com/s3/m/5c365cbdbdeb19e8b8f67c1cfad6195f302be84d.png)
化学反应中氧化还原与电化学的关系研究随着科学技术的不断发展,化学反应中的氧化还原与电化学的关系越来越受到人们的关注。
在化学反应中,氧化还原反应是一种常见的反应类型,而电化学反应则是对氧化还原反应进行研究的手段之一。
一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应,简称氧化还原或红氧反应,是指在化学反应中,发生了氧化作用和还原作用的过程。
氧化指原来物质中某元素或化合价降低,而还原则指原来物质中某元素或化合价升高。
因此,氧化还原反应也可以简单地理解为电荷转移反应,即原子或离子之间的电子转移。
在氧化还原反应中,有两种重要的反应物,即氧化剂和还原剂。
氧化剂是一种能够接受电子的物质,它能够氧化其他物质;而还原剂则是一种能够提供电子的物质,它能够还原其他物质。
在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂的作用是互相促进的,氧化剂接受了还原剂提供的电子,而还原剂则失去了电子。
二、电化学的基本概念电化学是一门研究物质在电场和电流作用下的变化和反应的学科。
在电化学中,经常研究的是电解和电池。
电解是指将电能转化为化学能的过程,而电池则是将化学能转化为电能的装置。
在电解过程中,通常会使用电解质溶液和电极。
电解质溶液中含有电解质,它们能够在电场作用下离解成离子,形成导电溶液。
而电极则是连接电源的两个极端,一般分为阳极和阴极。
在电解过程中,阳极上的离子被氧化,阴极上的离子被还原,同时在电解质溶液中还会产生氧化与还原的反应。
电池则是利用化学反应的放电产生电能的装置。
通常由正电极、负电极和电解质组成。
正电极是电池中能够接受电子的电极,它是氧化剂;负电极是电池中能够提供电子的电极,它是还原剂。
在电池中,氧化还原反应由化学能转化为电能,同时也符合热力学第一定律。
三、氧化还原反应与电化学的关系氧化还原与电化学是密切相关的。
在电化学中,电子是强有力的催化剂,能够促进氧化还原反应的发生。
在电解质溶液中,电子从阳极移动到阴极,形成了电流。
这种电流可以促进氧化还原反应的速率,从而增加反应物的转化率。
氧化还原反应的电化学研究
![氧化还原反应的电化学研究](https://img.taocdn.com/s3/m/a13b00eccf2f0066f5335a8102d276a20029603c.png)
氧化还原反应的电化学研究氧化还原反应,即物质之间电子的转移反应,是一种非常基本的化学反应类型。
它在自然界中广泛存在,如生物体内的代谢过程、大气中的氧化反应以及许多工业过程中的重要反应等等。
因此,对氧化还原反应的研究显得尤为重要。
电化学研究是氧化还原反应中一种重要的研究方法。
它是研究物质在电极上的反应规律和电化学性质的一门科学。
通过电化学实验,可以深入研究氧化还原反应中的物质转化机理、反应速率、电极及介质的性质等方面的问题,从而提高我们对氧化还原反应的认识和控制能力。
一、氧化还原反应基本概念氧化还原反应(Reduction-Oxidation Reaction,简称Redox反应)是指在化学反应中物质之间电子的转移作用。
在这种反应中,一个物质失去电子而被氧化,同时另一个物质获得电子而被还原。
简单来说,氧化是指原子或者离子失去电子,而还原则是指原子或者离子获得电子。
二、电化学研究基本原理电化学研究,是指利用电化学方法研究化学反应过程中物质转化、反应速率、电极及介质的物理化学性质等的一门学科。
在电化学研究中,电化学电池是一个重要的实验工具。
电化学电池一般由两个半电池组成,即氧化半反应和还原半反应。
在电化学电池中,氧化半反应的电子从试剂或电极的表面向外传输,被导向还原半反应上,这样两者相互关联形成了一个完整的电路。
在这个电路中,电子流通过导体(电极)进入氧化半反应,推动化学反应的进行并漫游到还原半反应,从而完成氧化还原反应。
三、电化学研究方法电化学研究中,常采用电位-电流法、循环伏安法、恒电位法、计时电位法等方法。
通过这些方法,可以对反应中的电学与化学性质进行研究,例如电解质的电导、电极材料的稳定性等。
其中,电位-电流法(Potentiostat-Galvanostat research)是一种较为综合的电化学研究方法。
该方法将电势和电流的测量结合,有利于建立反应过程图和研究反应机理,应用广泛。
该方法可以检测电极表面实时的电位并控制电流。
氧化还原反应与电化学分析方法
![氧化还原反应与电化学分析方法](https://img.taocdn.com/s3/m/a5b0745ba66e58fafab069dc5022aaea998f41dc.png)
局限性:对电极材 料和电解液有一定 的要求,有时会受 到其他物质的干扰
定义:通过在电解过程中测量 电流-电位曲线来研究物质的电 化学性质的分析方法
应用领域:在环境监测、生物 医学、化学和电化学工业等领 域有广泛应用
优点:灵敏度高、选择性好、 操作简便
局限性:对溶液的均匀性和稳 定性要求较高
灵敏度高:能够检测出低浓度 的物质
定义:电极电位 是表示电极反应 的电化学势的物 理量,是电极反 应的重要参数之 一。
测量方法:通过 测量电极与参比 电极之间的电位 差来计算电极电 位,常用的测量 仪器是电位差计。
影响因素:电极电 位受到多种因素的 影响,如溶液的组 成、温度、压力等, 因此需要控制实验 条件以获得准确的 结果。
应用:电极电位 的测量在电化学 分析中具有广泛 的应用,如电导 测量、电位滴定 等。
快速:分析速度较快,适合于 快速检测
选择性好:对某些特定物质有 较高的选择性
操作简便:分析过程相对简单, 易于实现自动化分析
干扰物质多,测量精度低 测量范围较窄,难以满足多种分析需求 稳定性较差,易受环境因素影响 仪器设备成本较高,维护成本也较高
开发新型电极材料:提高电极的响应性能和选择性 优化电极制备技术:降低成本,提高电极的稳定性和寿命
汇报人:XX
电解池的组成:电解池由电源、电解液、电极和导线组成
电解池的类型:根据电极材料的不同,电解池可分为金属电极电解池和非金属电极电解池;根据电极数量的不同,电解池可分为单电极电解池 和多电极电解池
电极反应速率与反应物浓度之间的关系 电极反应的活化能对反应速率的影响 电极反应过程中的电荷传递和物质传递 电极反应的动力学模型及其应用
氧化还原反应 在电化学分析 中有着广泛的 应用,如伏安 法、电位分析
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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⑴氧化剂 氧化剂 还原产物 氧化产物 还原剂 还原产物⑵22O = Ca(OH)2 + 2H 2↑ 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-3+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21SH2-+):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H22↑+ 2H2O-+6+400-2②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:H2SO4溶液稀硫酸ZnSO4溶液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23.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):4.电解原理的应用①氯碱工业:即电解饱和食盐水(制取烧碱和氯气)的工业。
其反应原理是:阳极2Cl--2e-=Cl2↑,阴极2H++2e-=H2↑,总反应2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑。
②电镀:是特殊的电解。
电镀时,用镀层金属做阳极、待镀金属(镀件)做阴极,用含含镀层金属阳离子的电解质溶液。
理论上讲,电镀时,电解质溶液的成分是不变的。
位于金属活动顺序铜之后的Ag、Au等金属,因为给出电子能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成离子溶解下来,当阳极上的Cu失去电子变成离子溶解后,它们以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥。
④电冶金:电解法冶炼活泼金属。
电解法冶炼活泼金属时,电解液是用熔融的金属化合物(通常是氯化物或氧化物),以制取金属钠为例,电解过程中,电极反应式分别是:阳极2Cl--2e-=Cl2↑,阴极2Na++2e-=2Na,总反应式为2NaCl2Na+Cl2↑。
【思想方法】【例1】1986年,人们成功的用如下反应制得了氟:①2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2=2K2MnF6+8H2O+3O2②K2MnF6+2SbF5=2KSbF6+MnF4③2MnF4=2MnF3+F2↑。
下列说法中正确的是A.反应①、②、③都是氧化还原反应B.反应①H2O2既是还原剂又是氧化剂C.氧化性:H2O2>KMnO4D.每生成1mol F2,上述反应共转移8mol 电子【分析】本题主要考查氧化还原反应中的基本概念。
反应①是氧化还原反应,氧化剂是KMnO4,双氧水作还原剂,选项B错。
由氧化剂的氧化性大于还原剂的氧化性,可知选项C错,同时可知当有2molK2MnF6生成时转移6mol电子。
题中反应②反应前后无元素化合价的升降,是非氧化还原反应,故选项A错。
每生成1molF2,反应③转移2mol 电子,根据3个反应式可列出关系式1molF2~2molMnF4~2molK2MnF6,结合前面分析:可知反应①转移6mol电子,因此每生成1mol F2,上述反应共转移8mol电子。
本题应选D【例2】在一定条件下有下列反应:X2 + Y2 + H2O → HXO3 + HY⑴配平上述氧化还原反应的方程式,并标出电子转移的方向和数目。
⑵反应中还原剂是 ,若有转移2mol 电子,则生成HXO 3的物质的量为 mol 。
⑶①X 2、Y 2可能的组合是 (填编号,下同)。
a .Br 2 F 2b .I 2 Cl 2c .Cl 2 O 2d .N 2 Br 2 ②若用KX 制取HX ,则应该选用的酸是 。
a .稀H 2SO 4b .稀HNO 3c .浓H 2SO 4d .浓H 3PO 4 原因是 。
【分析】本题对氧化还原反应进行了综合考查。
X 2(0→+5)↗5×2×1(1为系数),Y 2(0→-1)↘1×2×5 (5为系数),再根据质量守恒定律可知水前面的化学计量数为6,反应的化学方程式表示为X 2 + 5Y 2 + 6H 2O =2HXO 3 + 10HY 。
⑶①反应中Y 2作氧化剂,X 2作还原剂,由于反应在水溶液中进行,因此Y 2不可能是F 2,a 错,由于Y 2的还原产物是HY ,因此Y 2不可能是O 2,c 错,若选项d 成立,据题意N 2的氧化产物HXO 3是HNO 3,Br 2的还原产物HY 是HBr ,很显然HNO 3和HBr 在溶液中不能大量共存,因此d 错。
②若用KX 制取HX ,由于X 是I ,根据HI 的性质,易挥发,具有强还原性,因此只能选用难挥发性酸(沸点高)和非氧化性酸,因此只有d 成立。
答案:⑴⑵X 2 0.4 ⑶①b ②d 磷酸是非氧化性酸,难挥发性酸【例3】控制适合的条件,将反应2Fe 3++2I-2Fe 2++I 2设计成如图所示的原电池。
下列判断不正确...的是 A .反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B .反应开始时,甲中石墨电极上Fe 3+被还原 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FeCl 2固体,乙中石墨电极为 负极【分析】本题中涉及的是带有盐桥的原电池,是课标中的新增内容,盐桥的存在可使氧化还原反应在同时而不同地进行,大大提高电 流的效率。
但其工作原理和不带盐桥的原电池的一样的,即负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应。
对于本题,甲中石墨作正极,发生还原反应,电极反应式为2Fe 3++2e - 2Fe 2+,乙中石墨作负极,发生氧化反应,电极反应式为2I -—2e - I 2。
当反应达到平衡时,正逆反应的速率相等,此时电路中电流强度的和为0,故电流计的读数为0,反之也成立,选项A 、B 、C 均正确。
当电流计读数为零后,在甲中再溶入FeCl 2固体,导致化学平衡逆向移动,即把该反应的逆反应设置成原电池,甲中石墨作负极,发生氧化反应,电极反应式为2Fe 2++2e - 2Fe 3+,乙中石墨作正极,发生还原反应,电极反应式为2I 2—2e - 2I -,D错。
本题应选D 。
【例4】如图装置中,U 型管内为红墨水,a 、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。
下列有关描述错误的是 A .生铁块中的碳是原电池的正极 B .红墨水柱两边的液面变为左低右高KI甲 乙C.两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e-= Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀【分析】粗看装置虽感到陌生,但仔细分析得知该实验是简单吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简单综合。
a试管内盛装食盐水,溶液呈中性,发生的是吸氧腐蚀,负极反应式为Fe-2e-Fe2+,正极反应式为O2 + 2H2O + 4e-4OH—,显然a装置内气体的物质的量减少,压强减小。
b试管内盛装氯化铵,溶液呈酸性,发生的吸氢腐蚀,负极反应式为Fe-2e-Fe2+,正极反应式为2H++2e-H2↑,气体的物质的量增加,压强增大。