高三化学二轮复习教学案专题 氧化还原反应与电化学原理

专题三氧化还原反应与电化学原理

【考情分析】

一、考纲要求

1.理解氧化还原反应的本质和特征

2.从多个角度理解氧化剂和还原剂等概念

3.会比较与判断氧化性或还原性强弱

4.知道常见的氧化剂和还原剂

5.能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目

6.能配平化学方程式

7.能运用氧化还原反应的规律进行有关计算

8．理解原电池原理。熟记金属活动性顺序。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。

9.通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

10.知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。

二、命题趋向

(1)由氧化还原反应方程式判断氧化性、还原性强弱。(2)由氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应方程式的正误。(3)由氧化还原反应方程式判断氧化还原反应方程式的正误。

【考点剖析】

普通的氧化还原反应在一处进行，不形成电流，化学能转变成热能或光能。原电池中发生的反应具有两个特点：①是自发的氧化还原反应，②该反应在两处进行，分别叫正极和负极，其结果是化学能转变成电能。电解池中发生的反应也具有两个特点：①是被迫发生的氧化还原反应，②该反应在两处进行，分别叫阴极和阳极，其结果是电能转变成化学能。我们把研究电能与化学能相互转化的化学，叫做电化学。

氧化还原反应和电化学，作为高中化学中的基本概念和基础理论，在高考中占有非常重要的地位。前者主要的考查点有：氧化剂、还原剂等概念的理解，氧化性、还原性强弱的判断，依据电子守恒进行配平和计算等。后者的基本要求是：（1）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；（2）理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施；（3）应用电解知识理解电镀铜、电解精炼铜、氯碱工业等化工生产原理。氧化剂、还原剂等概念的理解，氧化性、还原性强弱的判断，依据电子守恒进行配平和计算等。氧化还原反应的计算是高考的重点也是高考的难点。

【知识归纳】

一、氧化还原反应

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

[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Cu 2++2-→Cu 远比Na + +e -→Na 容易，即氧

化性Cu 2+>Na +,还原性Na> Cu

（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：已知①2FeCl 3+2KI=2FeCl 2+I 2+2KCl ，②2FeCl 2+C12=2FeCl 3。由①知，氧化性Fe 3+>I 2，由

②知，氧化性C12>Fe 3+，综合①②结论，可知氧化性Cl 2>Fe 3+>I 2

（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)△MnCl 2+C12↑+2H 20，2KMn04十16HCl(浓)=2MnCl 2+5C12↑+8H 2O

后者比前者容易(不需要加热)，可判断氧化性 KMn04>Mn02

（5）根据被氧化或被还原的程度的不同进行判断

Cu 十C12 △ CuCl 2，2Cu+S △

Cu 2S

C12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Cl 2>S

（6）根据元素周期表判断

①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。

②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

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：3

3N H -具有还原性，53H N O +具有氧化性，42N O +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：H 2S+H 2SO 4(浓)====S↓+SO 2↑+2H 2O ，反应中202H S S -−−

→，64

242()H S O S O ++−−→浓；Fe 与Fe 2+、Fe 2+与Fe 3+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：

Cl 2与FeBr 2溶液的反应，先考虑Cl 2氧化Fe 2+，再考虑Cl 2氧化Br -；Cl 2与FeI 2溶液的反应，

先考虑Cl 2氧化I -，再考虑Cl 2氧化Fe 2+。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H 2SO 4和CuSO 4组成的混合溶液中，Fe 先与Cu 2+反应，然后才与H +反应。 二、电化学原理

（一）构成原电池的条件

1．要有活动性不同的两个电极（一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物）；

2．要有电解质溶液；

3．两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。

（二）原电池、电解（镀）池电极名称的确定

1．确定原电池电极名称的方法

方法一：根据电极材料的性质确定。通常是

（1）对于金属——金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；

（2）对于金属——非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；

（3）对于金属——化合物电极，金属是负极，化合物是正极。

方法二：根据电极反应的本身确定。

失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极。

2．确定电解（镀）池电极名称的方法

方法一：与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。

方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。