浅析氧化还原反应与电化学

氧化还原反应作为贯穿高中阶段的重要反应类型，学生必须熟练牢固掌握。

“化合价升高被氧化，是还原剂；化合价降低被还原，是氧化剂。”这是解析氧化还原反应的总则，亦是总要求。化合价升高，说明该元素失去电子，被氧化，发生了氧化反应，该反应的产物为氧化产物，反应物是还原剂。化合价降低，说明该元素得到电子，被还原，发生了还原反应，该反应的产物为还原产物，反应物是氧化剂。

一、氧化还原反应的“热”和电化学的“冷”

在高中化学阶段，大多数学生对氧化还原反应比较熟悉，化学老师一般把其作为难点和重点，详细讲解，反复纠正练习，直到学生熟练掌握为止。同时，对于高考这个指挥棒，学生和老师不得不听从指挥，不管无机还是有机，牵扯到氧化还原反应的较多，所以氧化还原反应是化学高考的热门话题。

作为电化学，在书本中介绍的不多，篇幅较少，并且只讲原理和部分应用，内容艰涩难懂。在做题过程中容易以偏代全、断章取义，稍不注意细节问题就容易出错，造成学生认为电化学难，成为化学学习中的冷门。

近观化学高考，越来越接近生活，涉及电化学知识的也颇多。例如，日常生活的干电池，电动车和手机的可充电电池，以及将来保护环境的燃烧电池等等。这类题的特点是题型新颖、起点不高、内容难度不大，但学生却失分较多，令人痛惜。结果成考试是热点，成绩是冷门。针对氧化还原反应的“热”和电化学的“冷”，可把二者有机结合起来，进行系统整理和归纳，达到他山之石可以攻玉的目的，造成双赢的局面。

二、电化学本身就属于氧化还原反应的范畴

电化学是氧化还原反应的一个比较特殊的分支。电化学分两大部分，原电池和电解池（电镀池属于电解池）。原电池是把化学能转化为电能的装置，怎么把化学能转化为电能呢？通过电子转移（电子由负极流向正极）。而电子转移就是氧化还原的本质，所以说原电池属于氧化还原反应。

电解就是在电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起的氧化还原过程，借助于电流引起氧化还原反应的装置叫电解池。从定义上就可看出，电解池也属于氧化还原反应。

电化学属于氧化还原反应的范畴，又具有一定的特殊性。首先，原电池和电解池都有电流通过，原电池基本上是自发的，电解池是人为的，并且必须有电源，这是二者的重要区别；同时，原电池的电极有正极、负极之分，而电解池的电极有阴极、阳极之说，包括电源亦有正极、负极之称。这些都是氧化还原所没有的，这就加大了解析电化学的难度。

电极的判断正确与否，是解析电化学的关键，所以运用氧化还原反应解析电化学，必须把电极判断联系上，否则会前功尽弃、满盘皆输，因此电化学是特殊的氧化还原反应。

三、利用氧化还原反应解析原电池

“活性为负被氧化，惰性为正被还原。”这是利用氧化还原反应解析原电池的总则。

一般情况下是比较原电池的两个电极的金属活动性，活泼的电极作为负极，发生了氧化反应；不活泼的电极作为正极，发生了还原反应。例如，铜锌原电池，稀硫酸作为电解质溶液：

电极材料 电极名称 电极反应式 反应类型

锌棒 负极 Zn-2e-=Zn2+氧化反应

铜棒 正极 2H++2e-=H2还原反应

这个例子充分证明总则的正确性，但亦不尽然。如燃料电池，全部是惰性电极（任何情况下都不参与反应的电极叫惰性电极），电极本身不参加反应，但它肯定有燃料和助燃剂，燃料中某一元素的化合价一定升高，化合价升高，发生了氧化反应，该电极就是负极，照样可以把两个惰性电极分清正极和负极，只不过倒过来使用罢了。

还有一些特殊的原电池，也符合这个原则。例如，铜铁原电池，浓硝酸作为电解质溶液。铁虽然比铜活泼，但是铁遇到冷的浓硝酸发生了钝化，很难参加反应；铜反而在常温下，能与浓硝酸发生氧化还原反应。在这种情况下，铜棒作为负极，发生氧化反应，铁棒作为正极，发生还原反应。可见，电极的判断不但与电极的金属活动性有关，还与电解质溶液有关，是两者共同决定的。但不论哪种原电池，负极被氧化、正极被还原这个总则是不变的。

四、利用氧化还原反应解析电解池

作为电解池，肯定有电源，电源分正极和负极。“正极为阳被氧化，负极为阴被还原”，这是利用氧化还原反应解析电解池的总则。

跟电源正极相连的电极称为阳极，阳极吸引阴离子，阴离子失去电子，发生氧化反应；若阳极本身是活性电极，则失去电子，发生氧化反应。与电源负极相连的电极叫阴极，阴极吸引阳离子，阳离子得到电子，发生还原反应。

电源的正极和负极、电解池的阳极和阴极、反应类型的氧化反应（失电子反应）和还原反应（得电子反应），这三个方面六个要点相辅相成，只要抓住其中一点，其他五点就迎刃而解了。例如，知道电解池中一个电极上有金属析出，推出金属是由金属阳离子得到电子而产生的，是还原反应，该电极是阴极，连接的电源为负极，同一电解池的另一电极恰恰相反，一目了然。

大多数学生对氧化还原反应比较熟悉，能够运用自如，而对电化学比较陌生。把氧化还原反应与电化学有机地结合起来，用已经掌握熟练的知识，解析较难较高要点，起到抛砖引玉、事半功倍的效果，能达到良好的教学目的。

（作者单位：河南省郑州市上街实验高级中学）