寧夏 陳敏芳
氧化還原反應在高考中的考查趨勢
寧夏 陳敏芳
氧化還原反應理論是高中化學的基礎和重點,在生產(chǎn)實踐中的應用十分廣泛,貫穿于高中化學的全過程,基本概念的理解、電子數(shù)目的判斷等知識幾乎年年考查。這類題目在高考中主要以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)。本文主要以氧化還原反應在高考中的考試形式做一簡單例解。
氧化還原反應經(jīng)常是和離子反應、原電池、電解池綜合在一起考查,這類題目的解題原則都要遵循化學中的三大規(guī)律:
(1)質(zhì)量守恒:反應前后元素的種類和質(zhì)量不變。
(2)電子守恒:氧化劑得電子的總數(shù)等于還原劑失電子的總數(shù),這是配平氧化還原反應方程式的依據(jù),也是有關氧化還原反應計算的依據(jù)。
(3)電荷守恒:離子方程式中,反應物中各離子的電荷總數(shù)與產(chǎn)物中各離子的電荷總數(shù)相等。
離子反應是高中化學的核心內(nèi)容,離子方程式的書寫及正誤判斷、離子共存是歷年高考化學命題的焦點,也是必考點,高考常將離子反應和氧化還原融合在一起考查,即書寫離子方程式時往往要用到氧化還原反應理論,一般以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)。
【例1】(2015浙江,節(jié)選)完成以下氧化還原反應的離子方程式。
【方法總結】這類題目的解答方法和步驟可歸納為:第一步,根據(jù)氧化還原反應規(guī)律寫出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物,并根據(jù)電子守恒首先配平參與氧化還原反應物質(zhì)的化學計量數(shù)。第二步,應用電荷守恒規(guī)律,根據(jù)題目信息補上OH-、H+或H2O。第三步,應用原子守恒配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)并檢查書寫是否正確。
【例2】(2015安徽)下列有關NaClO和NaCl混合溶液的敘述正確的是( )
D.向該溶液中加入濃鹽酸,每產(chǎn)生1mol Cl2,轉(zhuǎn)移電子約為6.02×1023個
【方法總結】本題考查離子共存問題,涉及離子方程式的書寫,氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計算等問題,解決本題關鍵在于掌握一些離子的水解反應和一些離子的氧化性比較。在離子共存問題的解決中要熟記物質(zhì)的溶解性,在離子方程式書寫過程中要注意電荷、原子是否守恒,還要注意反應是否符合客觀事實,既要考慮到反應物的水解又要考慮到它的氧化性,是綜合性比較強的題型。
電化學部分,尤其是原電池、電解池的電極反應式的書寫,可以說是對氧化還原反應的靈活運用。原電池原理和電解池原理都是建立在氧化還原和電解質(zhì)溶液基礎上,借助氧化還原反應實現(xiàn)化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化,是高考命題重點,題目主要以選擇題和填空題為主,主要圍繞工作原理、電極反應的書寫、電極產(chǎn)物的判斷與計算、新型電池的開發(fā)與應用等進行命題。
1.選擇題(主要考查新型電池):
【例3】(2015江蘇)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是( )
A.反應CH4+H2O3H2+CO,每消耗1mol CH4轉(zhuǎn)移12mol電子
【方法總結】解答與燃料電池有關的題目需要掌握如下知識點:燃料均為負極,負極失去電子發(fā)生氧化反應,氧氣(或空氣)均作正極,正極得到電子發(fā)生還原反應;電子由外電路從負極移向正極,電流與電子方向相反;內(nèi)電路中,陽離子向正極移動,陰離子向負極移動;電池總反應為燃料燃燒方程式(酸性介質(zhì))。根據(jù)這些知識,用排除法很容易快速得到正確答案。
2.填空題(主要考查電極反應式的書寫):
【例4】(2014海南,16節(jié)選)鋰錳電池的體積小,性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示,其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2?;卮鹣铝袉栴}:
(1)外電路的電流方向是由___b___極流向___a___極。(填字母)
(2)電池正極反應式為________。
【方法總結】關于電極反應式的書寫方法和步驟:
(1)根據(jù)氧化還原方程式分析化合價變化,確定正負極。
(2)根據(jù)化合價變化確定反應中得失的電子數(shù)。
(3)分析電解質(zhì)溶液的環(huán)境,分析有關物質(zhì)是否參加電極反應。
(4)利用電荷守恒和原子守恒最后進行配平。
綜合以上,氧化還原反應原理在高考中的考查方式多樣,解答這種類型的題目要想得心應手,必須熟練掌握氧化還原反應的相關理論,充分利用三個守恒(質(zhì)量守恒、電子守恒、原子守恒),掌握規(guī)律,最后通過分析具體問題,加深對概念和規(guī)律的理解和應用,并且歸類練習,就能達到事半功倍的效果。
(作者單位:寧夏育才中學)