人教版高中化学第二册(必修+选修)原电池原理及其应用1.docVIP

原电池原理及其应用 【考点透视】 一、考纲指要 1．理解原电池原理、构成条件 2．掌握电极判断、电极反应及电极方程式的书写 3．了解化学电源 4．了解化学腐蚀和电化学腐蚀及一般防腐蚀的方法 二、命题落点 本节的命题落点：原电池工作原理及构成条件。电极判断、电极反应和电池反应方程式的书写。常见化学电源。化学腐蚀和电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。电化学是氧化还原反应知识的应用，围绕新型电池的命题是高考化学的命题方向。 【典例精析】 例1：航天技术上使用的氢－氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢－氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应方程式均可表示为：2H2＋O2＝2H2O。酸式氢－氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为：2H2－4e－＝4H＋，则其正极反应为_________________；碱式氢－氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，则其负极反应为____________________。 解析：原电池正极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，在酸性溶液中：4OH－＋4H＋＝4H2O，故正极反应为：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；在原电池负极发生氧化反应：2H2－4e－＝4H＋，在碱性溶液中：4H＋＋4OH－＝4H2O，故负极反应为：2H2＋4OH－―4e－＝4H2O。由此可知，在书写电极反应时要注意电解质参与电极反应。 答案：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；2H2＋4OH－―4e－＝4H2O。 例2：为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 （ ） A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．实验结束时，装置Ⅰ一定比装置Ⅱ左侧液面低 C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 解析：这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题，主要考查的是如何分析铁钉所处的环境，对铁钉的腐蚀起到促进还是保护作用，同时考查了盐酸具有挥发性，浓硫酸具有吸水性等知识点。装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降右铡液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁氧体的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的被侵蚀而放出更多的H2，使左铡液面下降更多，右铡液面上升得更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉 的还是铜 丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。 答案：B 例3：一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料说法正确的是 A．．．．该燃料电池利用丁烷，氧气的反应：2C4H10答案：BC 例4：有关右图装置的叙述不正确的是（ ）。A．这是一个原电池装置B．该装置中Pt为正极，电极反应为：O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－4OH－ C．该装置中Fe为阴极，电极反应为：Fe－2e－＋ 2OH－Fe（OH）2 D． 解析：铁和铂两种活动性不同的金属，放在电解质溶液NaOH溶液中，组成原电池，A正确；通入O2，发生类似于吸氧腐蚀的变化。Fe作负极，电极反应为：Fe－2e－＋ 2OH－Fe（OH）2：O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－4OH－C6Li－xe－===C6Li1－xxLi+（C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料） 正极反应：Li1－xxLi+＋x e－===LiMO2（LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物） 下列有关说法正确的是 A．锂离子电池充电时电池反应为C6Li＋Li1－xLiMO2＋C6Li1－xLi+向负极移动 D．锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1－xxLi+＋x e－===C6Li 解析：在A选项中，应为放电时的总反应。在B选项中，失去1mol电子时，锂、锌、银、铅的各自质量分别为7克、32.5克、108克、103.5克，则锂为最少。在C选项中，锂离子电池放电时电池内部Li+向正极移动。在D选项中，锂离子电池充电时阴极反应即为锂离子电池放电时的负极反应，所以该选项正确。 答案：BD 【常见误区】 1．不了解原电池的工作原理，构成原电池的条件。 2．不会书写电极反应方程式。：原电池电极反应方程式的书写负氧正还要注意溶液的酸碱性要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应 3．混淆析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 4．掌握常见判断电极的方法。 【基础演练】 1．据报道，氢燃料电池公交