高三化学原电池及其应用专题复习

1、高三化学原电池及其应用专题复习原电池及其应用专题复习 丹阳市第五中学 顾林农 考点分析考点分析 电化学，作为中学化学的重要理论，是历年高考中必考的热点之一。考题主要是以选择题 的形式出现，有时在实验题以及一些推断题中涉及。考查的主要内容有：原电池原理及其应用、 形成的条件、电极名称及电极反应、根据电极变化判断金属活动性强弱、对一些新型电池的电 极反应的认识和书写。电化学反应的实质就是氧化还原反应,还涉及到电解质溶液等知识。因此， 有比较宽的命题背景。 复习目标复习目标 1 了解原电池的工作原理、应用及形成条，能写出电极反应和电池反应方程式。 2 了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与

2、电能转化的意义及其重要应用。 3 能解释金属发生电化学腐蚀的原因及其防护的措施。 例题分析例题分析 1、原电池涉及的环保问题、原电池涉及的环保问题 例例 1：随着人们生活质量的不断提高，废电池必须集中处理的问题被提上议事日程，其首 要原因是 ( ) a 利用电池外壳金属材料 b、防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染。 c、不使电池中渗泄的电解液腐蚀其它物品 d、回收其中石墨。 解析解析：本题属人们生活中所熟悉的环保问题。回收废旧电池的首要原因是防止废电池中滲 漏的重金属离子对土壤和水源的污染，而对废电池的综合利用是第二位的。故 b 项说法正确。 2、原电池形成的条件、原电池形成

3、的条件 例例 2：以下现象与电化学理论无关的是 ( ) a、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜锈 b、生铁比软件铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 c、纯锌与稀硫酸反应时，滴少量硫酸铜溶液后速率加快 d、银质奖牌久置后表面变暗 解析：解析：本题实质上是考查原电池的有关知识。选项 a 中黄铜是铜锌合金，可以构成原电池， 但锌比铜活泼，被腐蚀的是锌而不是铜，故不易产生铜锈；选项 b 中生铁是铁碳合金，可构成 原电池使铁腐蚀生锈，软件铁芯几乎是纯铁，不构成原电池；选项 c 在含锌的硫酸溶液中加入 cuso4溶液后，发生反应：zn +cu so4=cu+z n so4，反应置换出的铜附在锌表面，构成无数 微小

4、的原电池，加速了 h2的产生；d 项中银质奖牌是较纯的银制作的，不构成原电池，久置后 变暗是跟空气中多种物质反应造成的。综上分析，只有 d 项符合题意。 3、原电池工作原理、原电池工作原理 例例 3：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池 分别在充电和放电时发生的反应： fe+nio2 + 2h2o fe（oh）2+ni（oh）2。 下列有关该蓄电池的推断错误的是 ( ) a、放电时 fe 是负极，nio2是正极 b、放电时正极反应是：nio2+h2o+2e-=。ni（oh）2+2oh- c、放电时，电解质溶液中阴离子向正极方向移动 d、蓄电池的电极必须浸入某

5、种碱性电解质溶液中 解析：解析：根据题意可把蓄电池充电过程视为原电池反应，负极应发生氧化反应，正极发生还 原反应。从上述放电反应来看，fe 化合价升高，失去电子发生氧化反应，所以 fe 为负极，而 nio2中，ni 化合价降低，得电子发生还原反应，nio2为正极，故 a。b 项正确；因 fe 失去电 子变为 fe2+进入溶液使得周围的电解液带正电荷，溶液中的阴离子应流向负极，所以 c 项错误； 由题中所给反应式可看出该蓄电池必须浸在碱性溶液中，d 项正确。按题目要求答案为 c。 4、书写电极反应要考虑电解质参与反应、书写电极反应要考虑电解质参与反应 例例：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、

6、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：2h2o22h2o。 酸式氢氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为：2h24e4h，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： o22h2o4e4oh，则其负极反应为_。 解析：解析：原电池正极发生还原反应：o22h2o4e4oh，在酸性溶液中： 4oh4h4h2o，故正极反应为：o24h4e2h2o；在原电池负极发生氧化反应： 2h24e4h，在碱性溶液中：4h4oh4h2o，故负极反应为： 2h24oh4e4h2o。由此可知，在书写电极反应时要注意电解质参与电极反应。 5

7、、信息题、信息题 例例 5：市场上出售的“热敷袋”其主要成分为铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。热 敷袋启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后， 会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题。 （1）热敷袋产生热量的来源是_。 （2）炭粉的主要作用是_。 （3）加入 nacl 的主要作用是_。 （4）写出生成铁锈的有关方程式_。 （按生成过程分步写，不可合并成总式） 解析：解析：本题为一信息给予题，实质上考的是原电池的有关知识。同时考查学生分析信息， 利用信息解决问题的能力。从热敷袋使用前与空气隔绝，启用后却要打开揉搓，说明有空气参 与了热敷袋内的反应。反应后

8、有大量铁锈生成，说明有 o2参加，而放出的热量是铁被氧化时释 放的。从启用到放出热时间很短，显然不是铁的缓慢氧化所能形成的现象，会很容易想到热敷 袋内发生的是原电池反应，其中铁做负极，炭粉为正极，nacl 与水构成了电解质溶液。轻轻揉 搓的作用是使铁屑与炭粉、氯化钠、水以及空气充分接触，以促使原电池反应的发生，热敷袋 中主要发生以下反应：fe2e-=fe2+，；2h2o+o2+4e-=4oh-；fe 2+2oh-=fe（oh）2 ；4fe（oh）2+o2 +2h2 o=4fe（oh）3 ；2fe（oh）3 =fe2o3+3h2o。 专题训练专题训练 一、选择题：一、选择题： 1、 钢铁发生吸氧

9、腐蚀时,正极上发生的电极反应是 ( ) a、2h+ +2 e-= h 2 b、fe2+ +2e- =fe c、2h2 o+o2+4e- =4oh- d、fe3+e- =fe2+ 2、下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 ( ) a、在氧化-还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 b、同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强 c、甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能 d、将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极 3、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是 ( ) a、4fe(oh)2+2h2o+o24fe(oh)3 b、2fe+2h2o+o2

10、2fe(oh) c、2h2o+o2+4eoh- d、fe3efe3+ 4、x、y、z、m代表四种金属元素.金属x和z用导线连接放入稀硫酸中时,x溶解,z极上有氢气 放出;若电解y2+和z2+ 离子共存的溶液时,y先析出;又知m2+ 离子的氧化性强于y2+离子.则这四种 金属的活动性由强到弱的顺序为 ( ) a、xzym b、xyzm c、mzxy d、xzmy 5、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应: 负极 pb+so42-=pbso4+2e- 正极 pbo2+4h+ so42-+2e-=pbso4+2h2o 今若制得cl2l0.050摩,这时电池内消

11、耗的h2 so4的物质的量至少是 ( ) a、0.025摩 b、0.050摩 c、0.10摩 d、0.20摩 6、下列关于铜电极的叙述，正确的是 ( ) a、铜锌原电池中铜是正极 b、用电解法精炼粗铜时精铜作阳极 c、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 d、电解稀硫酸制 h2、o2时铜作阳极 7、将质量分数为 0.052(5.2%)的 naoh 溶液 1 升（密度为 1.06 克/毫升）用铂电极电解，当溶液 中的 naoh 的质量分数改变了 0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是( ) naoh 的质量分数阳极析出物的质量（克）阴极析出物的质量（克） a0.062(6.2%

12、)19152 b0.062(6.2%)15219 c0.042(4.2%)1.29.4 d0.042(4.2%)9.41.2 8、用两支惰性电极插入 500mlagno3溶液中，通电电解。当电解液的 ph 从 6.0 变为 3.0 时 （设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略） ，电极上析出银的质 量大约是 ( ) a27mg b54mg c108mg d216mg 9、下列关于实验现象的描述不正确的是 ( ) a、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 b、用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 c、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片

13、表面出现一层铁 d、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 10、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的 总反应式是 根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 ( ) a、电池放电时，电池负极周围溶液的 ph 不断增大 b、电池放电时，镍元素被氧化 c、电池充电时，氢元素被还原 d、电池放电时，h2是负极 二填空题：二填空题： 11、锌锰干电池是普遍使用的化学电池，其中含有 mno2、nh4cl、zncl2等糊状物。以锌筒 为负极材料，石墨为正极材料。工作时反应方程式是： zn2mno2nhzn+mnonhho （1）试写出干电池放

14、电时的正、负电极反应式： 正极：_负极：_ 干电池用久了就会变软，其原因是 _。 （2）正极反应中，前后经历下列反应： 2nh42e2nh3h2；2mn2h2mn2o3h2o，如果没有 mno2参与，干电池将难于 持续稳定工作。 试说明理由： _。 12、将特殊材料制成的惰性电极插入 koh 溶液中，在两极上通入 ch4和 o2，可组成一种燃料 电池试写出有关电极反应。 正极：_负极：_ 13、熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。可用 li2co3和 na2co3熔融盐混合物作电解质， co 为阳极燃气，空气与 co2的混合气作为阴极助燃气，制得在 650下工作的燃料电池。完 成有关的电池反应

15、式。 阳极反应式：2co2co324co24e 阴极反应式：_。 14、银器皿日久表逐渐变成黑色，这是由于生成了 ag2s，有人设计了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液中与容器 接触，放置一段时间，黑色就会褪去而不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为：_，正极反应为： _，反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，则原电池总反应方程式为： _。 15、据报道，最近摩托罗拉（motorola）公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质 溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的 10 倍，可连续使用 1 个月充电一次。

16、假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的 co2被充分吸收生成 co32 （1）该电池反应的总离子方程式为_。 （2）甲醇在_极发生反应（填正或负） ，电池在放电过程中溶液的 ph 将_（填降低 或上升、不变） ；若有 16 克甲醇蒸气被完全氧化,产生的电能电解足量的 cuso4溶液， （假设整 个过程中能量利用率为 80） ，则将产生标准状况下的 o2_升。 （3）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。 电池的正极反应式为_。 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） 。 参考答案参考答案 一、选择题：一、选择题： 1、c 2、c、d 3、d 4、a 5、c 6、a、c 7、b 8、b 9、c 10、c、d 二、填空题：二、填空题： 11、（1）2nh4+2mno2+2e-=2nh3+mn2o3+h2o zn-2e-=zn2+ 电池放电过程中有水