走進(jìn)高考 原電池考查報(bào)告

走進(jìn)高考原電池考查報(bào)告一、考情報(bào)告原電池原理是建立在氧化還原和電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)上，借助氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，是高考命題重點(diǎn)，題目主要以選擇題為主，主要圍繞原電池的工作原理（如09福建卷11、山東卷29）、電池電極反應(yīng)的書寫與判斷（如09廣東卷14）、新型電池的開發(fā)與應(yīng)用（如09江蘇12.、09浙江卷12、2022天津卷10））、，金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因和危害等（如09廣東卷10））進(jìn)行命題。二、考點(diǎn)詮釋考點(diǎn)1、原電池原理主要涉及形成原電池的條件、原電池裝置的判斷、原電池電極與金屬活動(dòng)順序的關(guān)系、從能量轉(zhuǎn)化、氧化還原、電子或電流流動(dòng)方向不同角度考查。例1．（原創(chuàng)）用Cu片、Al片、Cu(NO3)2溶液、導(dǎo)線構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述不正確的是（）A．不用導(dǎo)線連接Cu片、Al片不可能構(gòu)成原電池B．正極反應(yīng)為：Cu2＋+2e-=CuC．其它條件不變，將Cu片改為Ag片，通過等量電子時(shí)，Ag片溶解質(zhì)量大于Cu片D．其它條件不變，將Cu(NO3)2溶液改為FeCl3溶液，負(fù)極電極反應(yīng)為：Al－3 e－＝Al3Cu片、Al片直接接觸并浸入Cu(NO3)2溶液中也可形成原電池。選項(xiàng)B，Al大于Cu，所以Al失去電子為電源負(fù)極：Al－3e－＝Al3＋，溶液中Cu2＋在正極（Cu）獲得電子而析出Cu：Cu2＋+2e-＝Cu。選項(xiàng)C，1molCu失去2mol電子，其質(zhì)量為64g，2molAg失去2mol電子，其質(zhì)量為216g，故正確。選項(xiàng)D，由于Al的失電子能力大于Cu，在FeCl3溶液中，仍是Al失去電子為原電池的負(fù)極，故正確。答案：A【點(diǎn)撥】本題考查了原電池工作原理、電極反應(yīng)式的判斷。解答這類試題的關(guān)鍵是充分理解形成原電池的條件、電極所發(fā)生的反應(yīng)。例2新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫?yàn)殡姌O，以鈉離子導(dǎo)電的陶瓷為固體電解質(zhì)。該電池放電時(shí)為原電池，充電時(shí)為電解池，反應(yīng)原理為2Na+xS＝Na2Sx。下列說法正確的是（）A．放電時(shí)S發(fā)生氧化反應(yīng)，Na作負(fù)極B．充電時(shí)Na所在電極與直流電源正極相連C．充電時(shí)陽極反應(yīng)為：Sx2－－2e－＝xS，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Na－e－＝Na+D．該電池也可在堿性溶液中工作解析：因放電過程為原電池反應(yīng)過程，故此時(shí)Na作負(fù)極，被氧化，而硫作正極被還原，其負(fù)極反應(yīng)為：Na－e－＝Na+；充電過程為電解過程，此時(shí)鈉與電源負(fù)極相連，其陽極反應(yīng)為：Sx2－－2e－＝xS。因?yàn)镹a能與H2O反應(yīng)，所以該電池不能在堿性溶液中工作。答案：C【點(diǎn)撥】解答有關(guān)蓄電池充電放電問題的時(shí)應(yīng)善于從氧化還原反應(yīng)的角度分析充放電過程中對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)，原電池的負(fù)極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)；原電池的正極和電解池的陰極均發(fā)生還原反應(yīng)?？键c(diǎn)2、分析判斷主要涉及運(yùn)用原電池原理判斷正、負(fù)極、電極反應(yīng)現(xiàn)象等分析并書寫相應(yīng)電極反應(yīng)或電池總反應(yīng)，判斷電解質(zhì)溶液的離子濃度變化、離子遷移方向、溶液酸堿性變化情況等。例3（09廣東卷14）可用于電動(dòng)汽車的鋁～空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為點(diǎn)解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D．電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極解析：無論是NaOH還是NaCl，在正極上都是O2得到電子被還原，A正確；生成的Al（OH）3是兩性氫氧化物，在堿溶液中發(fā)生反應(yīng)生成AlO2—，B錯(cuò)誤；生成的Al（OH）3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，消耗電解質(zhì)中的NaOH，使pH減少，C錯(cuò)誤；原電池中，電子在外電路的負(fù)極流向正極，D錯(cuò)誤。答案：A【點(diǎn)撥】分析電極反應(yīng)正誤首先根據(jù)元素價(jià)態(tài)變化找出正、負(fù)極，然后聯(lián)系電池工作環(huán)境書寫出相對(duì)簡單的電極反應(yīng)（如本題負(fù)極），再根據(jù)總反應(yīng)得出另一電極反應(yīng)。根據(jù)正、負(fù)極電極反應(yīng)來判斷離子移動(dòng)方向或電極附近溶液酸堿性變化等。例4（09江蘇卷12）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)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(fù)極反應(yīng)為：C6H12O6＋6H2O－24e－＝6CO2＋24H＋C．放電過程中，H+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移D．在電池反應(yīng)中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO26L解析：由于是微生物燃料電池，則不可能在高溫下工作，所以A錯(cuò)誤；放電過程中，H+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)遷移，結(jié)合O2－形成H2O，所以C錯(cuò)誤；消耗1mol氧氣則轉(zhuǎn)移4mole－，由C6H12O6＋6H2O－24e－＝6CO2＋24H＋計(jì)算出：轉(zhuǎn)移4mole－則生成1molCO2，即22.4L，所以D錯(cuò)誤。答案：B【點(diǎn)撥】本題利用原電池原理綜合考查了原電池形成條件、電極反應(yīng)分析、離子濃度變化及移動(dòng)、化學(xué)基本計(jì)算知識(shí)，題目基礎(chǔ)靈活且創(chuàng)新度高，體現(xiàn)了學(xué)以致用命題理念。解答本題是一是忽視微生物在高溫下失去生命活性導(dǎo)致錯(cuò)斷A正確。對(duì)于選項(xiàng)B的分析，首先根據(jù)O2量得出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目，再根據(jù)電荷守恒、電子守恒得出負(fù)極的電極反應(yīng)。對(duì)于離子移動(dòng)方向的判斷，哪個(gè)電極反應(yīng)中在消耗該離子則該離子就向著哪個(gè)電極移動(dòng)，如本題中的H＋向著正極考點(diǎn)3、實(shí)驗(yàn)考查根據(jù)原電池原理設(shè)計(jì)原電池裝置或探究原電池原理、形成條件、判斷金屬活動(dòng)順序、金屬的腐蝕與防護(hù)等。例5（2022年福建卷）控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋+2I―2Fe2＋+I2設(shè)計(jì)成如右圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（）A.反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3+被還原C.電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨電極為負(fù)極解析：乙中I－失去電子放電，故為氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；由總反應(yīng)方程式知，F(xiàn)e3＋被還原成Fe2＋，B項(xiàng)正確；當(dāng)電流計(jì)為零時(shí)，即說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可證明反應(yīng)達(dá)平衡，C項(xiàng)正確。加入Fe2＋，導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)，則Fe2＋失去電子生成F