高三二輪化學學案：專題七《原電池》

1、專題七 原電池【 學法導航 】1、原電池的電極判斷方法、依據(jù)電極材料:、電流方向或電子流向:、溶液中離子的流向:、根據(jù)反應類型:2.書寫原電池電極反應式的基本思路:、負極:還原劑 -n e- 氧化產(chǎn)物 正極:氧化劑 + n e- 還原產(chǎn)物(注意:分析參與電極反應產(chǎn)生的粒子能否與電解質反應,如能反應,寫反應后的最終產(chǎn)物。 、 H 2在酸性介質中放電生成 H +,在堿性介質中放電,與 OH -結合生成 H 2OO 2在酸性介質中放電與 H+結合生成 H 2O ,在堿性介質中放電生成 OH -、酸性介質不能出現(xiàn) OH -,堿性介質中不能出現(xiàn) H +、氫氧不夠,水來湊3、燃料電池:(1 氫氧燃料電池是

2、一種高效低污染的新型電池,主要用于航天領域。它的電極材料一般為電池的總反 應式為:用鹽酸做電解質溶液。電極反應為:負極:,正極:,若氫氧燃料電池的電解質溶液為 40%的 KOH 溶液。則其電極反應式有何變化?負極:,正極:,2. 甲烷燃燒電池(電解質為 KOH 溶液負極:,正極:【 典例精析 】1. (09廣東理科基礎 34下列有關電池的說法不正確的是A .手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B .銅鋅原電池工作時,電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C .甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能D .鋅錳干電池中,鋅電極是負極【解析】【考點分析】常見的化學電源2. 下列敘述中正確的是12A .構成原電池正極和

3、負極的材料必須是兩種金屬。B .由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負極。C .馬口鐵(鍍錫鐵破損時與電解質溶液接觸錫先被腐蝕。D .銅鋅原電池工作時,若有 13克鋅被溶解,電路中就有 0.4mol 電子通過?！窘馕觥俊究键c分析】電池工作原理3、電子計算機所用鈕扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀,電解質溶液為 KOH 溶液,其電極反應是:Zn + 2 OH- -2e=ZnO + H2OAg 2O +H2O + 2e=2Ag +2 OH- 下列判斷正確的是A .鋅為正極, Ag 2O 為負極。 B .鋅為負極, Ag 2O 為正極。C .原電池工作時,負極區(qū)溶液 PH 不變。 D .原電池工作

4、時,負極區(qū)溶液 PH 增大?！窘馕觥俊究键c分析】本題考查原電池和 PH 的概念。4. (09江蘇卷 12以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。關于該電池的敘述正確的是A .該電池能夠在高溫下工作B .電池的負極反應為:-+612622C H O +6HO-24e =6CO+24HC .放電過程中, +H 從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D . 在電池反應中, 每消耗 1mol 氧氣, 理論上能生成標準狀況下 2CO 氣體 22.46L 【解析】【考點分析】原電池的離子的流向、電極反應、計算5. 下列關于金屬腐蝕的敘述正確的是 ( A. 金屬在潮濕情況下的腐蝕實質是 M+nH2O=M(OHn +

5、2n H 2 B. 金屬的化學腐蝕實質是 M-ne -M n+,電子直接轉移給氧化劑C. 金屬的化學腐蝕必須在酸性條件下進行D. 在潮濕的中性環(huán)境中,金屬的電化學腐蝕主要是吸氫腐蝕【解析】【考點分析】金屬的腐蝕6. 金屬防護的方法不正確的是 ( 3 A. 對健身器材涂油漆以防止生銹B. 對某些工具的 “ 機械轉動部位 ” 選用刷油漆的方法來防銹C. 用犧牲鋅塊的方法來保護船身D. 自行車的鋼圈上鍍上一層鉻防銹【解析】【考點分析】金屬防護的方法7. 銀器皿日久表面逐漸變黑色,這是由于生成硫化銀,有人設計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

6、液中,放置一段時間后,黑色會褪去 而銀不會損失。 試回答:在此原電池反應中, 負極發(fā)生的反應為 _; 正極發(fā)生的反應為 _; 反應過程中產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體,則原電池總反應方程式為 _?！窘馕觥俊究键c分析】電極反應、原電池的總反應式的書寫8. (漢江中學 2009屆高三上學期期末考試有 A 、 B 、 C 、 D 、 E 五種短周期元素,已知:元素的原子序數(shù)按 A 、 B 、 C 、 D 、 E 依次增大 , 原半徑按 D 、 E 、 B 、 C 、 A 順序依次減小; A 、 D 同主族, A 是所有元 中原子半徑最小的元素;通常狀況下, A 2、 B 2、 C 2三種單質均為常見無色氣體

7、; B 、 D 、 E 三者的最高價氧化物對應的水 化物依次為甲、乙、丙,它們兩兩之間均可反應生成可溶性鹽和水,且所得鹽中均含 C 元素。請?zhí)顚懴铝锌瞻?(2將 A 2、 C 2按右圖所示通入某燃料電池中,其中, b 電極為 極(填 “ 正 ” 或 “ 負 ” ,電極反應式為 。(3 E 單質與乙的溶液反應生成物質丁和 A 2氣體,寫出反應的離子方程式 。(4用石墨作電極,電解上述丁的水溶液 500mL ,兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解一段時間后停止通電,在 整個過程中陽極附近的溶液還可觀察到的現(xiàn)象是 。解釋此現(xiàn)象的離子方程式是 。當電路中通過 amol 電子時,陰、陽兩極共產(chǎn)生氣體 L (標準狀況

8、。【解析】【考點分析】電極判斷反應、電極反應書寫、計算9. (安徽省六安市 08-09年度高三年級第一次調研考學校研究性學習小組設計實驗探究鋁等金屬的性質:將一置于空氣中的鋁片投入濃氯化銅溶液中,鋁片表面出現(xiàn)一層海綿狀暗紅色物質, 接下來鋁片上產(chǎn)生大量氣泡,產(chǎn)生的氣體,具有可燃性,溶液溫度迅速上升。若用同樣的鋁片投入同濃 C 2入 口A 2入 口a 電極 電解液 b KOH 溶 4 度的硫酸銅溶液中,在短時間內鋁片無明顯變化。(1鋁與氯化銅溶液能迅速反應,而與同濃度的硫酸銅溶液在短時間內不反應的原因可能是 _。 (填序號 A .鋁與 Cl 反應,鋁與 SO 42 不反應 B .氯化銅溶液酸性比

9、同濃度的硫酸銅溶液酸性強C .硫酸銅水解生成硫酸使鋁鈍化 D .氯離子能破壞氧化鋁表面薄膜,而硫酸根離子不能 E .生成氯化鋁溶于水,而生成硫酸鋁不溶于水(2鋁片表面出現(xiàn)的暗紅色物質是 。(3放出的氣體是 _,請從有關物質的濃度、能量、是否有電化學作用等分析開始階段產(chǎn)生氣 體的速率不斷加快的原因是 。(4某同學通過其它的實驗操作,也能使鋁片與硫酸銅溶液反應加快,他采取的措施可能是_。A .用砂紙擦去鋁片表面的氧化膜后投入硫酸銅溶液中B .把鋁片投入熱氫氧化鈉溶液中一段時間后,取出洗滌,再投入硫酸銅溶液中C .向硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液,再投入鋁片D .向硫酸銅溶液中加入氯化鈉固體,再投入鋁

10、片(5除去氧化鋁的鋁片與鎂片為電極,在 X 電解質溶液中構成原電池列表如下: 其中正確的是 _ _(填序號 由此推知金屬作電極不僅與本身性質相關而且與 _【解析】【 專題突破 】1.說明 A1的金屬活動性比 Cu 強的事實是( A .以鋁為陽極、銅為陰極電解硫酸銅溶液時,陽極鋁溶解B .與氯氣反應時,鋁失去 3個電子,而銅失去 2個電子C .常溫下,鋁在濃硝酸中鈍化而銅不發(fā)生鈍化 D .常溫下將鋁與銅用導線連接放入到稀鹽酸中,鋁為負極 2. 下圖是某空間站能量轉化系統(tǒng)的局部示意圖,其中燃料電池采用 KOH 為電解液,下列有關說法中不正 . 確 .的是( 5 A .該能量轉化系統(tǒng)中的水也是可以循

11、環(huán)的B .燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量實際上來自于水C .水電解系統(tǒng)中的陽極反應:4OH -4e -=2H2O+O2D .燃料電池放電時的負極反應:H 2-2e -+2OH -=2H2O3. (重慶市瑞山中學 2009屆高三年級第四次考試電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源,各式各樣 電池的發(fā)展是化學對人類的一項重大貢獻。下列有關電池的敘述正確的是( A .鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細B .氫氧燃料電池可將熱能直接轉變?yōu)殡娔蹸 .氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化D .太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅4. (重慶市高 2009級學生學業(yè)質量調研抽理綜用銅片、銀片、 Cu(NO3 2溶液、

12、AgNO 3溶液、導線和鹽 橋 (裝有瓊脂一 KNO 3的 U 型管 構成 個原電池 (如圖 。以下有關該原電池的敘述正確的是在外電路中,電流由銅電極流向銀電極正極反應為:Ag + + e- = Ag實驗過程中取出鹽橋,原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入 AgNO 3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同A . D . C D .5. (09年廣東卷出土的錫青銅(銅錫合金文物常有 Cu 2(OH3Cl 覆蓋在其表面。下列說法正確的是A. 錫青銅的熔點比純銅高B .在自然環(huán)境中,錫青銅中的錫對銅起保護作用C .錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快D .生成 Cu 2(OH3Cl 覆蓋物是電化學腐蝕

13、過程,但不是化學反應過程6. 下列說法正確的是 ( A. 鋼鐵因含雜質而容易發(fā)生電化學腐蝕,所以合金都不耐腐蝕B. 原電池反應是導致金屬腐蝕的主要原因,故不能用來減緩金屬的腐蝕C. 鋼鐵電化學腐蝕的兩種類型主要區(qū)別在于水膜的 pH 不同,引起的正極反應 不同D. 無論哪種類型的腐蝕,其實質都是金屬被還原7. (長春市實驗中學 2009屆高三理科綜合鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕,發(fā)生的原電池反應:2Fe+2H2O+O2 2Fe 2+4OH-。以下說法正確的是 ( A .負極發(fā)生的反應為:Fe-2e -Fe 2+ B .正極發(fā)生的反應為:2H 2O+O2+2e-4OH -C .原電池是將電能轉變?yōu)榛?/p>

14、學能的裝置D .鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕8. 鋼鐵在很弱的酸性或中性條件下發(fā)生電化學腐蝕時,正極的反應式為 ( A.Fe-2e -Fe 2+B.2H +2e-H 2 C. -+e O O H 42224-OHD.Fe-3e-Fe 3+ 9. (09屆蚌埠二中如下圖所示,燒杯中都盛有稀硫酸。(1中反應的離子方程式為 , (2中的電極反應:Fe :、 Sn :、 Sn 極附近溶液的 pH (填 “ 增大 ”“ 減小 ” 或 “ 不變 ” (3中被腐蝕的金屬是、其電極反應式為。 比較 (1 、 (2 (3中純鐵被腐蝕的速率由快到慢的順序是 10. 氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新

15、型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電 極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質穩(wěn)定,請回答:(1氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是 ,在導線中電子流動方向為 (用 a 、 b 表示 。(2負極反應式為 。(3電極表面鍍鉑粉的原因為 。(4該電池工作時, H 2和 O 2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關鍵技 術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下: .2Li+H22LIH .LiH+H2O=LiOH+H2反應中的還原劑是 ,反應中的氧化劑是 。 【 體驗高考 】1. (2011浙江高考 10將 NaCl 溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段

16、時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓 周中心區(qū) (a已被腐蝕而變暗, 在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán) (b, 如圖所示。 導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之 下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是 A .液滴中的 Cl 由 a 區(qū)向 b 區(qū)遷移B .液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應為:O 2+2H 2O +4e -4OH -C . 液滴下的 Fe 因發(fā)生還原反應而被腐蝕, 生成的 Fe 2+由 a 區(qū)向 b 區(qū)遷移, 與 b 區(qū)的 OH 形成 Fe(OH2, 進一步氧 化、脫水形成鐵 銹D .若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加 NaCl 溶液,則負極發(fā)生的電極反應為:Cu -2e -Cu 2+2. (2011北

17、京高考 8結合下圖判斷,下列敘述正確的是 A .和中正極均被保護 B. 和中負極反應均是 Fe -2e -=Fe 2+C. 和中正極反應均是 O 2+2H 2O +4e -=4OH -D. 和中分別加入少量 K 3Fe(CN6溶液,均有藍色沉淀3. (2011海南根據(jù)下圖,下列判斷中正確的是 A. 燒杯 a 中的溶液 pH 降低 B. 燒杯 b 中發(fā)生氧化反應C. 燒杯 a 中發(fā)生的反應為 2H +2e-=H2 D. 燒杯 b 中發(fā)生的反應為 2Cl -2e -=Cl24.( 2011江蘇高考 13, 12分 Ag2O 2是銀鋅堿性電池的正極活性物質,可通過下列方法制備:在 KOH 加入適量

18、AgNO 3溶液 , 生成 Ag 2O 沉淀,保持反應溫度為 80,邊攪拌邊將一定量 K 2S 2O 8溶液緩慢加到上述 混合物中, 反應完全后, 過濾、 洗滌、 真空干燥得到固體樣品。 反應方程式為 2AgNO 3+4KOH +K 2S 2O 8 Ag 2O 2 +2KNO 3+K 2SO 4+2H 2O回答下列問題:(1上述制備過程中,檢驗洗滌是否完全的方法是。(2銀鋅堿性電池的電解質溶液為 KOH 溶液,電池放電時正極的 Ag 2O 2轉化為 Ag ,負極的 Zn 轉化為 K 2Zn(OH4,寫出該電池反應方程式:?！緜淇继崾尽吭姵氐念}是歷屆?？键c,老知識換新面孔,萬變不離其宗,關鍵的

19、知識內容一定要讓 學生自己想懂,而不是死記硬背。學生把難點真正 “ 消化 ” 了就可以做到一通百通,題目再怎么變換形式, 學生也能回答。關于充電電池的氧化還原問題是?？键c,這類題有規(guī)律。原電池時,先要分析氧化劑與還 原劑,氧化劑被還原、還原劑被氧化;充電時(電解池 ,原電池負極反應反著寫為還原過程,發(fā)生在陰 極,原電池中的正極反應反著寫為氧化過程,發(fā)生在陽極。原電池【典例精析答案】 1B 2D 3 B4B 高溫條件下微生物會變性,所以 A 錯; 5B6B 機械轉動部位應涂油脂防銹, 油脂既防水又能防止氣體對金屬的腐蝕, 還能使轉動部位靈活 7【解析】要善于抓住題示信息, “ 黑色褪去而銀不會損

20、失 ” ,必然發(fā)生變化:Ag 2S Ag , 顯 然 這 是 原 電 池 的 正 極 反 應 , Ag 2S+2e-2Ag+S2-, 負 極 反 應 為 活 潑 金 屬 發(fā) 生 氧 化 反 應 :Al-3e-Al 3+。 正 極 生 成 的 S 2-和 負 極 生 成 的 Al 3+在 溶 液 中 發(fā) 生 雙 水 解 :2Al 3+3S2-+6H2O2Al(OH3+3H2S ,與題意產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體相吻合。原電池的總反應為上述三個反應的加合:3Ag 2S+2Al+6H2O6Ag+2Al(OH3+3H2S 。【答案】 Al-3e -Al 3+ Ag 2S+2e-2Ag+S2-3Ag 2S+2

21、Al+6H2O6Ag+2Al(OH3+3H2S8 、 (2 正(1分 ,O 2+4e-+2H2O=4-OH (2分 (3 2Al+2H2O+2-OH =2-2AlO +3H2 (2分 (4 有白色沉淀產(chǎn)生 , 又逐漸溶解 (2分 -2AlO +H+ + H2O=Al(OH 3 (2分Al(OH3+3H+=Al3+3H2O (2分 16.8aL 9 (1D(2分 (2Cu(1分 (3H2(1分 ;隨著反應進行生成鋁離子濃度增大,水解程度增大,產(chǎn)生 H +的濃度增大,該反應放 熱,升高溫度反應加快,銅與鋁構成原電池,加快鋁溶解。 (3分 (4A、 B 、 D (3分 (5A(1分 ,電解質性質(合

22、理解答同樣給分 (1分 【專題突破答案】1. D2.B 3. C 4. C (5. B 6.C 7. A 8. C 9. Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 Fe - 2e- = Fe2+ , 2H + + 2e- = H2 ,增大 Zn , Zn - 2e- = Zn2+ , 10【解析】 (2負極為失去電子的一極,即 H 2失電子生成 H +,由于溶液是堿性的,故電極反應式左右應 各加上 OH -。 (3鉑粉的接觸面積大,可以加快反應速率。 (4 I.Li 從零價升至 +1價,作還原劑。 II.H 2O 的 H 從 +1降至 H 2中的零價, 作氧化劑。 由反應 I , 當吸收 10mo