高三化学二轮复习专题_原电池原理及其应用

高三化学二轮复习专题原电池原理及其应用

2012年理综考试说明

1.了解原电池和电解池的工作原理。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3.能正确书写电极反应和电池反应方程式。

4.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。考点分析一原电池工作原理及其应用

主要考查点：

1、原电池反应的特点及正负极反应的特征

2、放电时外电路上电子的流动方向，内电路上阴阳离子的流动方向

3、电极附近溶液的pH变化分析，电解质溶液中的pH变化分析

4、电极反应式的书写尤其是电解质环境对电极反应的影响

5、原电池原理的应用（新型电池、金属腐蚀与防护、原电池原理对反应速率的影响等）题型1、原电池工作状态的分析

考查：原电池反应理解(电极的判断)；

电子、离子的移动方向；

电解质溶液的酸碱性变化；

电极方程式的书写

例（2011海南11，改编）根据下图，回答问题：

（1）烧杯a中发生反应，电极反应式

为：。烧杯b中发生-反应，电极反应式为：。

（2）烧杯a中溶液的pH ，烧杯b中溶液的pH 。（填“升高”或“降低”）

（3）盐桥中阳离子移向烧杯“a”或“b”）

= 2Fe2＋＋I设计成练习1、（09福建卷11，改编）控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2 如下图所示的原电池。下列判断不正确的是

A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原

C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，

乙中石墨电极为负极

E.电流计读数为零后，若向乙中加入KI固体，

则盐桥中的阳离子向甲中移动

F.电流计读数为零后，若向甲中加入铁粉，则乙

中石墨电极为正极

题型2 电极方程式的书写

考查：正确书写电极反应式的方法；

电解质溶液对电极反应式的影响

例现欲以右图所示装置用电化学原理将SO2和O2

转化为重要化工原料H2SO4

①通入的气体A为，气体B为

②负极的电极反应式为。

正极的电极反应式为。

③若以该装置用电化学原理将CO和H2转化成甲醇，

则通入的气体B的电极上发生的电极反应

为：

【方法总结】

书写电极方程式应注意的问题SO2 +2H2O →H2SO4 + 2e- +2H+

注意1：电极反应属离子反应范畴例如：某碱性高铁电池，放电时的电池反应为：2K2FeO4+3Zn = Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，则正极反应式为：2K2FeO4+6e-+5H2O →Fe2O3+10OH-+4K+

注意2：电解质溶液对产物存在形式的影响

例1甲烷碱性燃料电池放电时负极反应式为：CH4+8OH- →CO2+8e-+6H2O

例2（09广东化学14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e-＝Al(OH)3↓

注意3：电解质溶液环境对电极反应的影响

例如：氢氧燃料电池不同环境下的正极反应式的区别

电解质酸性碱性熔融碳酸盐熔融氧化物正极反应式练习2：写出CO燃料电池不同环境下的负极反应式

电解质负极反应式酸性碱性

题型3 溶液酸碱性变化分析熔融氧化物熔融碳酸盐考查：原电池工作原理的理解

例（2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2，电解质溶液为强碱性

(1)电池放电时，负极反应为

正极反应为;

(2)电池放电时，负极附近溶液的正极附近溶液

(3)电池放电一段时间后，溶液的;

【方法指导】

分析电极附近溶液酸碱性变化，应分析电极反应的影响，不考虑阴阳离子的移动的影响分析电解液酸碱性变化，应该分析电池总反应的影响

题型4、设计原电池

考查：原电池反应的理解；原电池原理的灵活应用

例（07年山东理综29（2），改编）

若将2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 设计成原电池，请画出原电池装置图，标出正、负极，并写出电极反应式

正误判断：做原电池负极的金属材料活泼性一定

比做正极的金属强。（）

关闭K1,镁做

关闭K2,镁做

【方法指导】盐酸

1、常规原电池中负极材料的活性一般强于正极材料

2、原电池电极的判断应该基于反应，不能仅依靠活性的差别

问题1

能否将反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu 设计成原电池？

能否将反应Cu+H2SO4 = CuSO4+H2设计成原电池，为什么？

问题2

若要设计一个电化学装置实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2 ，则应该如何设计？

能否将2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计成电解池？

【总结】

原电池反应必须是自发进行的氧化还原反应

电解池反应既可以是自发进行的氧化还原反应，也可以是非自发进行的氧化还原反应

练习3、右图中，两电极上发生的电极反应如下：

a极：Cu2＋＋2e－＝Cu，b极：Fe－2e－＝Fe2＋，则以下说法不正确的是

A. 该装置可能是电解池

B .a极上一定发生还原反应

C. a、b可能是同种电极材料

D .该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能

题型5 原电池原理的综合应用

（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：

O2＋2H2O＋4e－= 4OH－