高三化學(xué)原電池及其應(yīng)用專題復(fù)習(xí)

1、高三化學(xué)原電池及其應(yīng)用專題復(fù)習(xí)原電池及其應(yīng)用專題復(fù)習(xí) 丹陽市第五中學(xué) 顧林農(nóng) 考點(diǎn)分析考點(diǎn)分析 電化學(xué)，作為中學(xué)化學(xué)的重要理論，是歷年高考中必考的熱點(diǎn)之一?？碱}主要是以選擇題 的形式出現(xiàn)，有時(shí)在實(shí)驗(yàn)題以及一些推斷題中涉及。考查的主要內(nèi)容有：原電池原理及其應(yīng)用、 形成的條件、電極名稱及電極反應(yīng)、根據(jù)電極變化判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱、對(duì)一些新型電池的電 極反應(yīng)的認(rèn)識(shí)和書寫。電化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是氧化還原反應(yīng),還涉及到電解質(zhì)溶液等知識(shí)。因此， 有比較寬的命題背景。 復(fù)習(xí)目標(biāo)復(fù)習(xí)目標(biāo) 1 了解原電池的工作原理、應(yīng)用及形成條，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。 2 了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)能與

2、電能轉(zhuǎn)化的意義及其重要應(yīng)用。 3 能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因及其防護(hù)的措施。 例題分析例題分析 1、原電池涉及的環(huán)保問題、原電池涉及的環(huán)保問題 例例 1：隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須集中處理的問題被提上議事日程，其首 要原因是 ( ) a 利用電池外殼金屬材料 b、防止電池中的汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染。 c、不使電池中滲泄的電解液腐蝕其它物品 d、回收其中石墨。 解析解析：本題屬人們生活中所熟悉的環(huán)保問題?；厥諒U舊電池的首要原因是防止廢電池中滲 漏的重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染，而對(duì)廢電池的綜合利用是第二位的。故 b 項(xiàng)說法正確。 2、原電池形成的條件、原電池形成

3、的條件 例例 2：以下現(xiàn)象與電化學(xué)理論無關(guān)的是 ( ) a、黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易生銅銹 b、生鐵比軟件鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹 c、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴少量硫酸銅溶液后速率加快 d、銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗 解析：解析：本題實(shí)質(zhì)上是考查原電池的有關(guān)知識(shí)。選項(xiàng) a 中黃銅是銅鋅合金，可以構(gòu)成原電池， 但鋅比銅活潑，被腐蝕的是鋅而不是銅，故不易產(chǎn)生銅銹；選項(xiàng) b 中生鐵是鐵碳合金，可構(gòu)成 原電池使鐵腐蝕生銹，軟件鐵芯幾乎是純鐵，不構(gòu)成原電池；選項(xiàng) c 在含鋅的硫酸溶液中加入 cuso4溶液后，發(fā)生反應(yīng)：zn +cu so4=cu+z n so4，反應(yīng)置換出的銅附在鋅表面，構(gòu)成無數(shù) 微小

4、的原電池，加速了 h2的產(chǎn)生；d 項(xiàng)中銀質(zhì)獎(jiǎng)牌是較純的銀制作的，不構(gòu)成原電池，久置后 變暗是跟空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)造成的。綜上分析，只有 d 項(xiàng)符合題意。 3、原電池工作原理、原電池工作原理 例例 3：蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用，在充電時(shí)起電解池的作用。下式是愛迪生蓄電池 分別在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)： fe+nio2 + 2h2o fe（oh）2+ni（oh）2。 下列有關(guān)該蓄電池的推斷錯(cuò)誤的是 ( ) a、放電時(shí) fe 是負(fù)極，nio2是正極 b、放電時(shí)正極反應(yīng)是：nio2+h2o+2e-=。ni（oh）2+2oh- c、放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子向正極方向移動(dòng) d、蓄電池的電極必須浸入某

5、種堿性電解質(zhì)溶液中 解析：解析：根據(jù)題意可把蓄電池充電過程視為原電池反應(yīng)，負(fù)極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還 原反應(yīng)。從上述放電反應(yīng)來看，fe 化合價(jià)升高，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以 fe 為負(fù)極，而 nio2中，ni 化合價(jià)降低，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，nio2為正極，故 a。b 項(xiàng)正確；因 fe 失去電 子變?yōu)?fe2+進(jìn)入溶液使得周圍的電解液帶正電荷，溶液中的陰離子應(yīng)流向負(fù)極，所以 c 項(xiàng)錯(cuò)誤； 由題中所給反應(yīng)式可看出該蓄電池必須浸在堿性溶液中，d 項(xiàng)正確。按題目要求答案為 c。 4、書寫電極反應(yīng)要考慮電解質(zhì)參與反應(yīng)、書寫電極反應(yīng)要考慮電解質(zhì)參與反應(yīng) 例例：航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、

6、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。氫氧 燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的電池總反應(yīng)方程式均可表示為：2h2o22h2o。 酸式氫氧燃料電池中的電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)為：2h24e4h，則其正極反應(yīng)為 _；堿式氫氧燃料電池中的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)為： o22h2o4e4oh，則其負(fù)極反應(yīng)為_。 解析：解析：原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)：o22h2o4e4oh，在酸性溶液中： 4oh4h4h2o，故正極反應(yīng)為：o24h4e2h2o；在原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)： 2h24e4h，在堿性溶液中：4h4oh4h2o，故負(fù)極反應(yīng)為： 2h24oh4e4h2o。由此可知，在書寫電極反應(yīng)時(shí)要注意電解質(zhì)參與電極反應(yīng)。 5

7、、信息題、信息題 例例 5：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”其主要成分為鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等。熱 敷袋啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)打開塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量，使用完后， 會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。請(qǐng)回答下列問題。 （1）熱敷袋產(chǎn)生熱量的來源是_。 （2）炭粉的主要作用是_。 （3）加入 nacl 的主要作用是_。 （4）寫出生成鐵銹的有關(guān)方程式_。 （按生成過程分步寫，不可合并成總式） 解析：解析：本題為一信息給予題，實(shí)質(zhì)上考的是原電池的有關(guān)知識(shí)。同時(shí)考查學(xué)生分析信息， 利用信息解決問題的能力。從熱敷袋使用前與空氣隔絕，啟用后卻要打開揉搓，說明有空氣參 與了熱敷袋內(nèi)的反應(yīng)。反應(yīng)后

8、有大量鐵銹生成，說明有 o2參加，而放出的熱量是鐵被氧化時(shí)釋 放的。從啟用到放出熱時(shí)間很短，顯然不是鐵的緩慢氧化所能形成的現(xiàn)象，會(huì)很容易想到熱敷 袋內(nèi)發(fā)生的是原電池反應(yīng)，其中鐵做負(fù)極，炭粉為正極，nacl 與水構(gòu)成了電解質(zhì)溶液。輕輕揉 搓的作用是使鐵屑與炭粉、氯化鈉、水以及空氣充分接觸，以促使原電池反應(yīng)的發(fā)生，熱敷袋 中主要發(fā)生以下反應(yīng)：fe2e-=fe2+，；2h2o+o2+4e-=4oh-；fe 2+2oh-=fe（oh）2 ；4fe（oh）2+o2 +2h2 o=4fe（oh）3 ；2fe（oh）3 =fe2o3+3h2o。 專題訓(xùn)練專題訓(xùn)練 一、選擇題：一、選擇題： 1、 鋼鐵發(fā)生吸氧

9、腐蝕時(shí),正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是 ( ) a、2h+ +2 e-= h 2 b、fe2+ +2e- =fe c、2h2 o+o2+4e- =4oh- d、fe3+e- =fe2+ 2、下列敘述中，可以說明金屬甲的活動(dòng)性比金屬乙的活動(dòng)性強(qiáng)的是 ( ) a、在氧化-還原反應(yīng)中，甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多 b、同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng) c、甲能跟稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣而乙不能 d、將甲、乙作電極組成原電池時(shí)，甲是負(fù)極 3、家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是 ( ) a、4fe(oh)2+2h2o+o24fe(oh)3 b、2fe+2h2o+o2

10、2fe(oh) c、2h2o+o2+4eoh- d、fe3efe3+ 4、x、y、z、m代表四種金屬元素.金屬x和z用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中時(shí),x溶解,z極上有氫氣 放出;若電解y2+和z2+ 離子共存的溶液時(shí),y先析出;又知m2+ 離子的氧化性強(qiáng)于y2+離子.則這四種 金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?( ) a、xzym b、xyzm c、mzxy d、xzmy 5、實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng): 負(fù)極 pb+so42-=pbso4+2e- 正極 pbo2+4h+ so42-+2e-=pbso4+2h2o 今若制得cl2l0.050摩,這時(shí)電池內(nèi)消

11、耗的h2 so4的物質(zhì)的量至少是 ( ) a、0.025摩 b、0.050摩 c、0.10摩 d、0.20摩 6、下列關(guān)于銅電極的敘述，正確的是 ( ) a、銅鋅原電池中銅是正極 b、用電解法精煉粗銅時(shí)精銅作陽極 c、在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽極 d、電解稀硫酸制 h2、o2時(shí)銅作陽極 7、將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.052(5.2%)的 naoh 溶液 1 升（密度為 1.06 克/毫升）用鉑電極電解，當(dāng)溶液 中的 naoh 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變了 0.010(1.0%)時(shí)停止電解，則此時(shí)溶液中應(yīng)符合的關(guān)系是( ) naoh 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)陽極析出物的質(zhì)量（克）陰極析出物的質(zhì)量（克） a0.062(6.2%

12、)19152 b0.062(6.2%)15219 c0.042(4.2%)1.29.4 d0.042(4.2%)9.41.2 8、用兩支惰性電極插入 500mlagno3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的 ph 從 6.0 變?yōu)?3.0 時(shí) （設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略） ，電極上析出銀的質(zhì) 量大約是 ( ) a27mg b54mg c108mg d216mg 9、下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是 ( ) a、把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡 b、用鋅片做陽極，鐵片做做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅 c、把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片

13、表面出現(xiàn)一層鐵 d、把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快 10、氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的 總反應(yīng)式是 根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是 ( ) a、電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液的 ph 不斷增大 b、電池放電時(shí)，鎳元素被氧化 c、電池充電時(shí)，氫元素被還原 d、電池放電時(shí)，h2是負(fù)極 二填空題：二填空題： 11、鋅錳干電池是普遍使用的化學(xué)電池，其中含有 mno2、nh4cl、zncl2等糊狀物。以鋅筒 為負(fù)極材料，石墨為正極材料。工作時(shí)反應(yīng)方程式是： zn2mno2nhzn+mnonhho （1）試寫出干電池放

14、電時(shí)的正、負(fù)電極反應(yīng)式： 正極：_負(fù)極：_ 干電池用久了就會(huì)變軟，其原因是 _。 （2）正極反應(yīng)中，前后經(jīng)歷下列反應(yīng)： 2nh42e2nh3h2；2mn2h2mn2o3h2o，如果沒有 mno2參與，干電池將難于 持續(xù)穩(wěn)定工作。 試說明理由： _。 12、將特殊材料制成的惰性電極插入 koh 溶液中，在兩極上通入 ch4和 o2，可組成一種燃料 電池試寫出有關(guān)電極反應(yīng)。 正極：_負(fù)極：_ 13、熔融鹽燃料電池因具有高效率而受重視?？捎?li2co3和 na2co3熔融鹽混合物作電解質(zhì)， co 為陽極燃?xì)?，空氣與 co2的混合氣作為陰極助燃?xì)?，制得?650下工作的燃料電池。完 成有關(guān)的電池反應(yīng)

15、式。 陽極反應(yīng)式：2co2co324co24e 陰極反應(yīng)式：_。 14、銀器皿日久表逐漸變成黑色，這是由于生成了 ag2s，有人設(shè)計(jì)了用原電池原理加以除去， 其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中與容器 接觸，放置一段時(shí)間，黑色就會(huì)褪去而不會(huì)損失。 試回答：在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：_，正極反應(yīng)為： _，反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，則原電池總反應(yīng)方程式為： _。 15、據(jù)報(bào)道，最近摩托羅拉（motorola）公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì) 溶液的新型手機(jī)電池，電量是現(xiàn)用鎳氫電池和鋰電池的 10 倍，可連續(xù)使用 1 個(gè)月充電一次。

16、假定放電過程中，甲醇完全氧化產(chǎn)生的 co2被充分吸收生成 co32 （1）該電池反應(yīng)的總離子方程式為_。 （2）甲醇在_極發(fā)生反應(yīng)（填正或負(fù)） ，電池在放電過程中溶液的 ph 將_（填降低 或上升、不變） ；若有 16 克甲醇蒸氣被完全氧化,產(chǎn)生的電能電解足量的 cuso4溶液， （假設(shè)整 個(gè)過程中能量利用率為 80） ，則將產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的 o2_升。 （3）最近，又有科學(xué)家制造出一種固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高。一個(gè)電極通入 空氣，另一電極通入汽油蒸氣。其中固體電解質(zhì)是摻雜了 y2o3（y：釔）的 zro2（zr：鋯）固 體，它在高溫下能傳導(dǎo) o2離子（其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全） 。以丁烷（c4h10）代表汽油。 電池的正極反應(yīng)式為_。 放電時(shí)固體電解質(zhì)里的 o2離子的移動(dòng)方向是向_極移動(dòng)（填正或負(fù)） 。 參考答案參考答案 一、選擇題：一、選擇題： 1、c 2、c、d 3、d 4、a 5、c 6、a、c 7、b 8、b 9、c 10、c、d 二、填空題：二、填空題： 11、（1）2nh4+2mno2+2e-=2nh3+mn2o3+h2o zn-2e-=zn2+ 電池放電過程中有水