高三二轮化学学案：专题七《原电池》

1、专题七 原电池【 学法导航 】1、原电池的电极判断方法、依据电极材料:、电流方向或电子流向:、溶液中离子的流向:、根据反应类型:2.书写原电池电极反应式的基本思路:、负极:还原剂 -n e- 氧化产物 正极:氧化剂 + n e- 还原产物(注意:分析参与电极反应产生的粒子能否与电解质反应,如能反应,写反应后的最终产物。 、 H 2在酸性介质中放电生成 H +,在碱性介质中放电,与 OH -结合生成 H 2OO 2在酸性介质中放电与 H+结合生成 H 2O ,在碱性介质中放电生成 OH -、酸性介质不能出现 OH -,碱性介质中不能出现 H +、氢氧不够,水来凑3、燃料电池:(1 氢氧燃料电池是

2、一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域。它的电极材料一般为电池的总反 应式为:用盐酸做电解质溶液。电极反应为:负极:,正极:,若氢氧燃料电池的电解质溶液为 40%的 KOH 溶液。则其电极反应式有何变化?负极:,正极:,2. 甲烷燃烧电池(电解质为 KOH 溶液负极:,正极:【 典例精析 】1. (09广东理科基础 34下列有关电池的说法不正确的是A .手机上用的锂离子电池属于二次电池B .铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C .甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D .锌锰干电池中,锌电极是负极【解析】【考点分析】常见的化学电源2. 下列叙述中正确的是12A .构成原电池正极和

3、负极的材料必须是两种金属。B .由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。C .马口铁(镀锡铁破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。D .铜锌原电池工作时,若有 13克锌被溶解,电路中就有 0.4mol 电子通过。【解析】【考点分析】电池工作原理3、电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为 KOH 溶液,其电极反应是:Zn + 2 OH- -2e=ZnO + H2OAg 2O +H2O + 2e=2Ag +2 OH- 下列判断正确的是A .锌为正极, Ag 2O 为负极。 B .锌为负极, Ag 2O 为正极。C .原电池工作时,负极区溶液 PH 不变。 D .原电池工作

4、时,负极区溶液 PH 增大。【解析】【考点分析】本题考查原电池和 PH 的概念。4. (09江苏卷 12以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是A .该电池能够在高温下工作B .电池的负极反应为:-+612622C H O +6HO-24e =6CO+24HC .放电过程中, +H 从正极区向负极区迁移D . 在电池反应中, 每消耗 1mol 氧气, 理论上能生成标准状况下 2CO 气体 22.46L 【解析】【考点分析】原电池的离子的流向、电极反应、计算5. 下列关于金属腐蚀的叙述正确的是 ( A. 金属在潮湿情况下的腐蚀实质是 M+nH2O=M(OHn +

5、2n H 2 B. 金属的化学腐蚀实质是 M-ne -M n+,电子直接转移给氧化剂C. 金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D. 在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是吸氢腐蚀【解析】【考点分析】金属的腐蚀6. 金属防护的方法不正确的是 ( 3 A. 对健身器材涂油漆以防止生锈B. 对某些工具的 “ 机械转动部位 ” 选用刷油漆的方法来防锈C. 用牺牲锌块的方法来保护船身D. 自行车的钢圈上镀上一层铬防锈【解析】【考点分析】金属防护的方法7. 银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶

6、液中,放置一段时间后,黑色会褪去 而银不会损失。 试回答:在此原电池反应中, 负极发生的反应为 _; 正极发生的反应为 _; 反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体,则原电池总反应方程式为 _。【解析】【考点分析】电极反应、原电池的总反应式的书写8. (汉江中学 2009届高三上学期期末考试有 A 、 B 、 C 、 D 、 E 五种短周期元素,已知:元素的原子序数按 A 、 B 、 C 、 D 、 E 依次增大 , 原半径按 D 、 E 、 B 、 C 、 A 顺序依次减小; A 、 D 同主族, A 是所有元 中原子半径最小的元素;通常状况下, A 2、 B 2、 C 2三种单质均为常见无色气体

7、; B 、 D 、 E 三者的最高价氧化物对应的水 化物依次为甲、乙、丙,它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水,且所得盐中均含 C 元素。请填写下列空白:(2将 A 2、 C 2按右图所示通入某燃料电池中,其中, b 电极为 极(填 “ 正 ” 或 “ 负 ” ,电极反应式为 。(3 E 单质与乙的溶液反应生成物质丁和 A 2气体,写出反应的离子方程式 。(4用石墨作电极,电解上述丁的水溶液 500mL ,两极产生气泡。持续电解一段时间后停止通电,在 整个过程中阳极附近的溶液还可观察到的现象是 。解释此现象的离子方程式是 。当电路中通过 amol 电子时,阴、阳两极共产生气体 L (标准状况

8、。【解析】【考点分析】电极判断反应、电极反应书写、计算9. (安徽省六安市 08-09年度高三年级第一次调研考学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质:将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中,铝片表面出现一层海绵状暗红色物质, 接下来铝片上产生大量气泡,产生的气体,具有可燃性,溶液温度迅速上升。若用同样的铝片投入同浓 C 2入 口A 2入 口a 电极 电解液 b KOH 溶 4 度的硫酸铜溶液中,在短时间内铝片无明显变化。(1铝与氯化铜溶液能迅速反应,而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是 _。 (填序号 A .铝与 Cl 反应,铝与 SO 42 不反应 B .氯化铜溶液酸性比

9、同浓度的硫酸铜溶液酸性强C .硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化 D .氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能 E .生成氯化铝溶于水,而生成硫酸铝不溶于水(2铝片表面出现的暗红色物质是 。(3放出的气体是 _,请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气 体的速率不断加快的原因是 。(4某同学通过其它的实验操作,也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快,他采取的措施可能是_。A .用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中B .把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后,取出洗涤,再投入硫酸铜溶液中C .向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,再投入铝片D .向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体,再投入铝

10、片(5除去氧化铝的铝片与镁片为电极,在 X 电解质溶液中构成原电池列表如下: 其中正确的是 _ _(填序号 由此推知金属作电极不仅与本身性质相关而且与 _【解析】【 专题突破 】1.说明 A1的金属活动性比 Cu 强的事实是( A .以铝为阳极、铜为阴极电解硫酸铜溶液时,阳极铝溶解B .与氯气反应时,铝失去 3个电子,而铜失去 2个电子C .常温下,铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化 D .常温下将铝与铜用导线连接放入到稀盐酸中,铝为负极 2. 下图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用 KOH 为电解液,下列有关说法中不正 . 确 .的是( 5 A .该能量转化系统中的水也是可以循

11、环的B .燃料电池系统产生的能量实际上来自于水C .水电解系统中的阳极反应:4OH -4e -=2H2O+O2D .燃料电池放电时的负极反应:H 2-2e -+2OH -=2H2O3. (重庆市瑞山中学 2009届高三年级第四次考试电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样 电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( A .锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B .氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C .氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D .太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅4. (重庆市高 2009级学生学业质量调研抽理综用铜片、银片、 Cu(NO3 2溶液、

12、AgNO 3溶液、导线和盐 桥 (装有琼脂一 KNO 3的 U 型管 构成 个原电池 (如图 。以下有关该原电池的叙述正确的是在外电路中,电流由铜电极流向银电极正极反应为:Ag + + e- = Ag实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作将铜片浸入 AgNO 3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A . D . C D .5. (09年广东卷出土的锡青铜(铜锡合金文物常有 Cu 2(OH3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是A. 锡青铜的熔点比纯铜高B .在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用C .锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D .生成 Cu 2(OH3Cl 覆盖物是电化学腐蚀

13、过程,但不是化学反应过程6. 下列说法正确的是 ( A. 钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀B. 原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀C. 钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的 pH 不同,引起的正极反应 不同D. 无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被还原7. (长春市实验中学 2009届高三理科综合钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应:2Fe+2H2O+O2 2Fe 2+4OH-。以下说法正确的是 ( A .负极发生的反应为:Fe-2e -Fe 2+ B .正极发生的反应为:2H 2O+O2+2e-4OH -C .原电池是将电能转变为化

14、学能的装置D .钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀8. 钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时,正极的反应式为 ( A.Fe-2e -Fe 2+B.2H +2e-H 2 C. -+e O O H 42224-OHD.Fe-3e-Fe 3+ 9. (09届蚌埠二中如下图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。(1中反应的离子方程式为 , (2中的电极反应:Fe :、 Sn :、 Sn 极附近溶液的 pH (填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” (3中被腐蚀的金属是、其电极反应式为。 比较 (1 、 (2 (3中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 10. 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新

15、型发电装置。下图为电池示意图,该电池电 极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:(1氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为 (用 a 、 b 表示 。(2负极反应式为 。(3电极表面镀铂粉的原因为 。(4该电池工作时, H 2和 O 2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技 术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下: .2Li+H22LIH .LiH+H2O=LiOH+H2反应中的还原剂是 ,反应中的氧化剂是 。 【 体验高考 】1. (2011浙江高考 10将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段

16、时间后发现液滴覆盖的圆 周中心区 (a已被腐蚀而变暗, 在液滴外沿形成棕色铁锈环 (b, 如图所示。 导致该现象的主要原因是液滴之 下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是 A .液滴中的 Cl 由 a 区向 b 区迁移B .液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O 2+2H 2O +4e -4OH -C . 液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀, 生成的 Fe 2+由 a 区向 b 区迁移, 与 b 区的 OH 形成 Fe(OH2, 进一步氧 化、脱水形成铁 锈D .若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液,则负极发生的电极反应为:Cu -2e -Cu 2+2. (2011北

17、京高考 8结合下图判断,下列叙述正确的是 A .和中正极均被保护 B. 和中负极反应均是 Fe -2e -=Fe 2+C. 和中正极反应均是 O 2+2H 2O +4e -=4OH -D. 和中分别加入少量 K 3Fe(CN6溶液,均有蓝色沉淀3. (2011海南根据下图,下列判断中正确的是 A. 烧杯 a 中的溶液 pH 降低 B. 烧杯 b 中发生氧化反应C. 烧杯 a 中发生的反应为 2H +2e-=H2 D. 烧杯 b 中发生的反应为 2Cl -2e -=Cl24.( 2011江苏高考 13, 12分 Ag2O 2是银锌碱性电池的正极活性物质,可通过下列方法制备:在 KOH 加入适量

18、AgNO 3溶液 , 生成 Ag 2O 沉淀,保持反应温度为 80,边搅拌边将一定量 K 2S 2O 8溶液缓慢加到上述 混合物中, 反应完全后, 过滤、 洗涤、 真空干燥得到固体样品。 反应方程式为 2AgNO 3+4KOH +K 2S 2O 8 Ag 2O 2 +2KNO 3+K 2SO 4+2H 2O回答下列问题:(1上述制备过程中,检验洗涤是否完全的方法是。(2银锌碱性电池的电解质溶液为 KOH 溶液,电池放电时正极的 Ag 2O 2转化为 Ag ,负极的 Zn 转化为 K 2Zn(OH4,写出该电池反应方程式:。【备考提示】原电池的题是历届常考点,老知识换新面孔,万变不离其宗,关键的

19、知识内容一定要让 学生自己想懂,而不是死记硬背。学生把难点真正 “ 消化 ” 了就可以做到一通百通,题目再怎么变换形式, 学生也能回答。关于充电电池的氧化还原问题是常考点,这类题有规律。原电池时,先要分析氧化剂与还 原剂,氧化剂被还原、还原剂被氧化;充电时(电解池 ,原电池负极反应反着写为还原过程,发生在阴 极,原电池中的正极反应反着写为氧化过程,发生在阳极。原电池【典例精析答案】 1B 2D 3 B4B 高温条件下微生物会变性,所以 A 错; 5B6B 机械转动部位应涂油脂防锈, 油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀, 还能使转动部位灵活 7【解析】要善于抓住题示信息, “ 黑色褪去而银不会损

20、失 ” ,必然发生变化:Ag 2S Ag , 显 然 这 是 原 电 池 的 正 极 反 应 , Ag 2S+2e-2Ag+S2-, 负 极 反 应 为 活 泼 金 属 发 生 氧 化 反 应 :Al-3e-Al 3+。 正 极 生 成 的 S 2-和 负 极 生 成 的 Al 3+在 溶 液 中 发 生 双 水 解 :2Al 3+3S2-+6H2O2Al(OH3+3H2S ,与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的加合: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 有白色沉淀产生 , 又逐渐溶解 (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 ;随着反应进行生成铝离子浓度增大,水解程度增大,产生 H +的浓度增大,该反应放 热,升高温度反应加快,铜与铝构成原电池,加快铝溶解。 (3分 (4A、 B 、 D (3分 (5A(1分 ,电解质性质(合

22、理解答同样给分 (1分 【专题突破答案】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负极为失去电子的一极,即 H 2失电子生成 H +,由于溶液是碱性的,故电极反应式左右应 各加上 OH -。 (3铂粉的接触面积大,可以加快反应速率。 (4 I.Li 从零价升至 +1价,作还原剂。 II.H 2O 的 H 从 +1降至 H 2中的零价, 作氧化剂。 由反应 I , 当吸收 10mo