论氧化还原反应在电化学教学中的重要性

摘要：氧化还原反应是高中化学的核心内容，既是高考考查的重点和热点也是认识其他未知物质的重要工具。电化学同样是考高的热点，多以生活实际先联系，题目新颖，要求考生要有基本的知识素养和一定的解题技巧和能力。氧化还原反应是学好电化学的基础与工具，电化学是氧化还原的巩固与深入。

关键词：氧化还原反应；电化学；应用；重要性

中图分类号：G633.8文献标识码：B文章编号：1672-1578（2016）10-0309-01

1.氧化还原反应和电化学在高考中的重要性

氧化还原反应是高中化学的核心内容，既是高考考查的重点和热点也是认识其他未知物质的重要工具。纵观多年的高考命题，氧化还原反应属于分值高、考察方式灵活多样的考点。为了分散难点，在教材中分4次学习氧化还原反应。（1）懂得判断是否是氧化还原反应。（2）基本概念的理解和掌握。如氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。电子转移方向和数目的判断，氧化性和还原性的比较。（3）氧化还原反应的配平。（4）在原电池，电解池中的氧化还原反应综合考察对前面知识点的掌握。这些知识点分别在《必修1》、选修4《化学反应原理》中出现，贯穿于中学化学中。

电化学是研究电能与化学能相互关系的科学，考高的热点，选择题中基本每年都会出一题。多以生活实际先联系，题目新颖，要求考生要有基本的知识素养和一定的解题技巧和能力。高中电化学的教学，大概分两个阶段：（1）掌握基本的原电池原理，了解电解池及吸氧腐蚀，电解精炼铜。（2）掌握带有盐桥的原电池，化学电源，电解池基本原理，电镀，金属的腐蚀与防护。这些知识点分别在《必修2》、选修4《化学反应原理》中呈现。

2.氧化还原反应原理在电化学教学中的应用

2.1掌握氧化还原反应的基本规律。

根据：升失氧化还原剂，降得还原氧化剂的十四字规律可判断氧化还原反应中的某元素价态的变化，从而判断反应的类型，为电化学电极反应的书写打好基础。从宏观的化合价变化，分析电极反应式，判断正负极和阴阳极。

2.2明确电化学的考察内容。

电化学原理：（1）原电池、电解池的判定。（2）电极名称及发生的反应类型。（3）电极反应方程式的书写。（4）电子、离子的移动方向。（5）电子转移的数目相关计算等。

电化学应用：（1）金属的腐蚀与防护。（2）精炼、电镀、电冶金等。

2.3二者的联系。原电池是自发的氧化还原反应，电解池是非自发的氧化还原反应。氧化还原反应是学好电化学的基础与工具，电化学是氧化还原的巩固与深入。在化学学习中要解决好电化学问题，首先要理清氧化还原反应的原理，再将此原理应用到原电池和电解池的工作原理分析中。

3.实例分析

以下实例主要是结合某次测试中，学生的作答情况进行分析。

3.1某电池示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是（ ）

A.铜作正极，发生氧化反应

B.外电路中电子的移动方向为FeCu

C.Fe电极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+

D.盐桥中Cl-向正极移动

【分析】正确选项：B。本题同样属于难度较低的题目，属于带盐桥的原电池的入门题。少数学生会误选A选项。一方面是氧化还原反应原理掌握的不好，另一个方面还是要以氧化还原反应基本规律为工具才能加以辨别。正极得电子，是发生还原反应，而不是氧化反应。

3.2研究人员最近发明了一种"水"电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列"水"电池在海水中放电时的有关说法正确的是（ ）

A.正极反应式：Ag+Cl--e-=AgCl

B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

C.Na+不断向"水"电池的负极移动

D.AgCl是还原产物

【分析】正确选项：B。令笔者比较意外的是，有不少学生误选D。综合看本题，对氧化还原反应的综合能力要求比较高。选项B，主要考察学生正确判断氧化还原反应中，电子转移的方向和数目。而选项D，主要考察学生对氧化产物，还原产物的判断。本题的考察，可以很好的考察出学生对氧化还原反应的掌握情况，同时也体现了氧化还原反应在电化学解题中的重要性。

3.3在理论上不能用于设计原电池的化学反应是（ ）

A.H2SO4（aq）+BaCl2（aq）=2HCl（aq）+BaSO4（s） ΔH

B.2CH3OH（l）+3O2（g）2CO2（g）+4H2O（l） ΔH

C.4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）=4Fe（OH）3（s） ΔH

D.3Cu（s）+8HNO3（aq）=3Cu（NO3）2（aq）+2NO（g）+4H2O（l） ΔH

【分析】正确选项：A。要设计成原电池，首先要是自发的氧化还原反应，其次大多数放热反应是能自发进行。本题主要考察学生设计原电池以及氧化还原反应的判断。

3.4用下图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时，控制溶液PH为9～10，阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（ ）

A.用石墨作阳极，铁作阴极

B.阳极的电极反应式为：Cl-+ 2OH--2e-= ClO- + H2O

C.阴极的电极反应式为：2H2O + 2e- = H2 + 2OH-

D.除去CN-的反应：2CN-+ 5ClO- + 2H+ = N2 + 2CO2 + 5Cl-+ H2O

【分析】正确选项：D。本题属于比较新颖的题目，注重了试题题材的生活化、实用化、情景化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，这与新课标所倡导的提高国民科学素养与探究、创新、灵活解决实际问题的能力极为相符。本题要求学生要有比较好的综合能力，既能正确判断阳极反应物，又能结合氧化还原反应的配平，判断D选项。有部分学生仍然会因为审题不清或是原理不通，误选A选项。

4.总结

原电池原理和电解池原理等电化学知识点的考察都是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主。主要围绕工作原理、电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。越是综合性强的题目，对氧化还原反应和电化学知识点的考察越细，要求越要。电化学题目的分析离不开氧化还原反应原理，氧化还原反应是高中最重要的知识点之一。

参考文献：

[1]涂妮，巧用氧化还原反应原理解决电化学相关问题，科学中国人，2016

[2]张达德，用氧化还原反应的原理解决电化学问题，中学化学教学参考，2014