基本概念基本理论(竞赛讲座) 专题5 电池设计和电池反应 考点剖析:电化学原理及其应用所涉及的化学理论、元素化合物以及化工生产等,是高考重要知识点之一。题目呈现方式主要以选择题及知识综合考查的传统题型为主,其中应用原电池工作原理设计原电池及电极方程式的书写、溶液的pH的判断或计算是高考热点。
思路主线:负极→主要是活泼金属→氧化→失去电子(电子流出)→不断溶解(阴离子移向) 要点一 能依原理设计: 要求达到温固知新 要点二 能依题分析信息: 要求达到能得分 要点三 能依电池原理应用: 要求达到能应变
2Ag+(aq)+Cu(s) == Cu2+(aq)+2Ag(s) 设计的原电池。请回答问题: 例1.依据氧化还原反应: 2Ag+(aq)+Cu(s) == Cu2+(aq)+2Ag(s) 设计的原电池。请回答问题: (1)银电极为电池的 极,发生的电极反应为 ;电解质溶液可以是 ; (2)外电路中的电子是从 电极流向 电极。 (3) 请画出设计图 化升、失电、氧化 正 Ag+ + e- → Ag AgNO3溶液 Cu Ag
D 例2.(09福建卷11) 控制适合的条件,将反应2Fe3+ + 2I- 2 Fe2++I2设计成如右图所示的原电池。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 D
B A.电池工作时,是将太阳能转化为电能 B.电池工作时, I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电 C.电池中镀铂导电玻璃为正极 D.电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少 从电子流动分析,可知镀铂电极做正极,发生还原反应
从化合价分析 A、Li从零价升至正价,失去电子,作为负极 例4.(09浙江卷12)市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为: Li+2Li 下列说法不正确的是 A.放电时,负极的电极反应式:Li-e-=Li+ B.充电时,Li既发生氧化反应又发生还原反应 C.该电池不能用水溶液作为电解质 D.放电过程中Li+向负极移动 D 从化合价分析 A、Li从零价升至正价,失去电子,作为负极
例5.(2010浙江卷9) 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+Fe C.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: C 从电极反应分析,根据给出的正极得电子的反应
例6.镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸),下列说法不正确的( ) A.此燃料电池的总反应为: Mg + H2O2 == Mg(OH)2 B.工作时,正极周围海水的pH增大 C.正极发生的电极反应为: H2O2 + 2H+ + 2e- →2H2O D.电池工作时,溶液中的H+向正极移动 A 从介质分析,注意酸碱性。
例7.(09海南卷15节选) Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为: 4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。 请回答下列问题: (1)电池的负极材料为 ,发生的电极反应为 ; (2)电池正极发生的电极反应为 ; 锂 从氧化还原角度,再依据正极负极方程式叠加可得到总方程式
例8.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( ) A.有O2放电的a极为电池的负极 B.有H2放电的b极为电池的正极 C.a极对应的电极反应为: O2+2H2O+4e- === 4OH- D.该电池的总反应方程式为: 2H2+O2 === 2H2O D 燃料为负极,通常O2为正极,注意介质的性质
例9.(2008年南京师大附中模拟)铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是( ) 例9.(2008年南京师大附中模拟)铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是( ) A.正极电极反应式为 2H++2e-=H2↑ B.此过程中还涉及反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 C.此过程中铜并不被腐蚀 D.此过程中电子从Fe移向Cu A 铁的腐蚀解题思路——铁为负极,正极看溶液的酸碱性,强酸为析氢腐蚀,中性或弱酸为吸氧腐蚀。