高三复习原电池.

2．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法错误的是()A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极反应为2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)C．电池工作时，负极附近溶液碱性增强D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g答案：C3．燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2H2－4e－===4H＋2H2＋4OH－－4e－===4H2O正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－电池总反应式2H2＋O2===2H2O[认知无盲区](1)化学电源的电极反应式一般较为复杂。正、负极反应的加和是总反应方程式，总反应方程式减一极反应方程式可得另一极反应方程式。(2)可充电电池充电时，电池的正极接外接电源的正极，电池的负极接外接电源的负极。(3)可充电电池的放电反应和充电反应不互为可逆反应。(4)书写燃料电池的电极反应式时，一定要注意溶液的酸碱性。[练习点点清]3．下列有关电池的叙述不．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：锂离子电池可以充电，再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错误；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，作负极，D项正确。答案：B4．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：(1)高铁电池的负极材料是________。(2)放电时，正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应；已知负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，则正极反应为_________________________________。(3)放电时，________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=====放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题：解析：电池的负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知，负极材料应为作还原剂的Zn。由电池的总反应方程式－负极反应式＝正极反应式可知，正极反应式为FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，正极生成了OH－，碱性增强。答案：(1)Zn(2)还原FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－(3)正[考点一原电池电极反应式的书写][动态课件＋flash演示见光盘]1．从氧化还原角度分析，原电池负极上的材料常作________剂，正极上的材料常作________剂，二者________数目相等。答案：还原氧化得失电子2．若电解质溶液呈酸性，电极反应中能否生成OH－？若电解质溶液呈碱性，电极反应中能否生成H＋、CO2?答案：不能不能超链接3．锂离子电池的总反应为Li＋LiMn2O4放电充电Li2Mn2O4，你能写出该电池的正极反应吗？答案：LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O44．你能写出碱性条件下甲烷燃料电池的电极反应式吗？答案：负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－书写原电池的电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。1．电极反应式书写的一般方法(1)拆分法：①写出原电池的总反应。如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，并注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，负极：Cu－2e－===Cu2＋。(2)加减法：①写出总反应。如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)。如Li－e－===Li＋(负极)。③利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。2．燃料电池电极反应式的书写第一步：写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为：CH4＋2O2===CO2＋2H2O①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。第二步：写出电池的正极反应式：根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，电解质溶液不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：a．酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。b．碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。c．固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－。d．熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3。第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式：电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。[例2](2012·四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是()A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应是：O2＋4e－＋2H2O===4OH－[答案]C3）最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：钇）的ZrO2（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O2－离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。①电池的正极反应式为____________________________________________。②放电时固体电解质里的O2－离子的移动方向是向____________极移动（填正或负）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，可制得在650℃下工作的燃料电池。已知该电池总反应为：2CO+O2＝2CO2。则下列说法中正确的是A．通CO的一极是电池的正极B．正极反应式为：2CO+2CO32－→4CO2+4e－C．负极反应式为：O2+2CO2+4e－→2CO32－D．该电池工作过程中需不断补充CO和O2，CO2可循环利用1．(2013·沈阳六校联考)根据下图判断，下列说法正确的是A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大D2．(2010·浙江高考)Li－Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法中，正确的是()A．Li－Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价B．该电池的电池反应式为：2Li＋FeS===Li2S＋FeC．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS答案：B[考点二原电池原理的应用][动态课件更形象，见配套光盘]1．实验室用Zn与稀H2SO4反应制备H2时，用粗锌反应速率快，还是用纯锌反应速率快？为什么？答案：粗锌快，因Zn、杂质和电解质溶液能形成原电池2．X、Y两种金属用导线连接置于稀H2SO4中，发现X极溶解，Y极上有气泡产生，则X、Y的活动性谁强？答案：X金属的活动性强超链接3．为了保护海水中的钢铁闸门，需要连接某种金属，你认为该金属的活动性应比铁的活动性强还是弱？答案：比铁的活动性强4．你能依据原电池原理将反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2设计成一个原电池吗？答案：见右图[考点师说]顺利解答原电池应用问题的关键就是理清原电池的工作原理，原电池的应用是多方面的，现破解如下：1．比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属)作正极。如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A极溶解，而B极上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，则可以判断金属活动性AB。2．加快化学反应速率由于形成了原电池，导致反应速率加快。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快反应进行。3．用于金属的防护使需要被保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。4．设计制作化学电源设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件。(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料(负极就是失电子的物质，正极用比负极活动性差的金属即可，也可以用石墨)及电解质溶液。(3)按要求画出原电池装置图。如根据2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计原电池：负极：Cu－2e－===Cu2＋正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋[例2](2012·全国卷高考)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是()A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④[解析]①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极；①③相连时，①为负极；②④相连时，②上有气泡，说明④为负极；③④相连时，③的质量减少，说明③为负极。综上所述可知，这四种金属活动性由大到小的顺序为①③④②，选项B正确。[答案]B4．某原电池总反应为：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是()解析：由题意知，Cu为负极材料，由正极材料的金属活性必须小于Cu，其中B、D项符合该条件；由Fe3＋得电子生成Fe2＋知，电解质溶液中必须含有Fe3＋，同时符合上述两条件的只有D项。ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3答案:D(2012·福建高考)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c(SO2－4)增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色锌铜原电池装置[高考源于教材]了解原电池的工作原理是考试大纲中明确要求的考点，该考点在教材必修2、选修4中都进行了阐述。近年来高考对原电池的工作原理频繁考查，原电池形成闭合回路的分析，大部分学生都能掌握，但解题时，判断失误、概念混淆却非常容易导致丢分，如正、负极反应，电子的流向，离子的迁移方向等。高考命题在教材原图的基础上，变化创新，源于教材但高于教材，很好地考查了考生对原电池工作原理的理解和应用。一、高考还可能这样考在上述高考题题干不变的情况下，命