2012届高三化学第一轮复习 原电池 河南省太康县第一高级中学----乔纯杰
【初试真题】 答案:C 1．(2010江苏) 右图是一种航天器 能量储存系统原理示意图．下 列说法正确的是 ( ) 列说法正确的是 ( ) A．该系统中只存在3种形式的 能量转化 B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－ = 4OH－ C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化 答案:C
答案:A 2.（2010新课标）根据下图，可判断出下列离子方程式中错误 的是( ) 的是( ) A.2Ag（s）+Cd2+（aq）＝2Ag+（aq）+Cd（s） B.Co2+（aq）+Cd（s）＝Co（s）+Cd2+（aq） C.2Ag+（aq）+Cd（s）＝2Ag（s）+Cd2+（aq） D.2Ag+（aq）+Co（s）＝2Ag（s）+Co2+（aq） 答案:A
答案:C 3.(2011新课标)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 下列有关该电池的说法不正确的是（ ） 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe 电池放电时，负极反应为Fe + 2OH- - 2e- =Fe（OH）2 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 电池充电时，阳极反应为： 2Ni（OH）2 + 2OH- -2e- = Ni2O3 + 3H2O 答案:C
一、原电池 1．概念：把 能转化为电能的装置． 2．工作原理(以锌—铜原电池为例) 化学 电极名称 负极 正极 电极材料 电极反应 反应类型 1．概念：把 能转化为电能的装置． 2．工作原理(以锌—铜原电池为例) 化学 电极名称 负极 正极 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 由 沿导线流向 离子运 动方向 阴离子―→ ，阳离子―→ 锌片 锌片 Cu2＋＋2e－―→Cu Zn―→Zn2＋＋2e－ 氧化反应 还原反应 锌片 铜片 负极 正极
3.原电池构成条件 【思考】：(1)盐桥的作用是什么？ (1)两个 的电极(常见为金属或石墨)． (2)将电极插入 中． 活泼性不同 (1)两个 的电极(常见为金属或石墨)． (2)将电极插入 中． (3)两电极间构成 ． 活泼性不同 电解质溶液 闭合回路 【思考】：(1)盐桥的作用是什么？ (2)什么样的化学反应可设计为原电池？ 【解答】： (1)盐桥的作用：避免负极失去的电子不经外电路直接转移给溶液中得电子的微粒，降低发电效率；维持电解质溶液中的电荷平衡，构成闭合回路． (2)自发且放出能量的氧化还原反应．
4．原电池正负极的判断 (1)凡是失电子发生氧化反应的电极为负极，得电子发生 还原反应的电极为正极． (2)依据外电路中电子的流向：电子流出的电极为负极， 电子流入的电极为正极． (3)依据内电路电解质溶液中阴、阳离子的移向：阴离子 移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极． (4)依据反应现象判断：通常负极会逐渐溶解，正极有气 体逸出或有固体析出． (5)原电池的正、负极判断不仅要看两极活性的相对强弱， 还要看电解质溶液的种类．
[例1] 有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极做实验，但甲同学将电极放入6 mol·L－1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1NaOH溶液中，如图所示． (1)写出甲池中正极的电极反应式：_____________________. (2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式． 负极：___________；总反应的离子方程式：__________.
【答案】： (1)2H＋＋2e－―→H2↑ (2)Al＋4OH－―→[Al(OH)4]－＋3e－ 2Al＋2OH－＋6H2O === 2[Al(OH)4]－＋3H2↑
二、常见的化学电源 1.锌锰干电池 酸性 碱性 负极反应式 正极反应式 电池反应式 Zn＋2OH－―→ZnO＋H2O＋2e－ Zn―→Zn2＋＋2e－ 2NH＋2e－―→2NH3 ＋H2 MnO2＋2H2O＋2e－―→Mn(OH)2＋2OH－ Zn＋MnO2＋H2O=== ZnO＋Mn(OH)2
2．铅蓄电池 铅蓄电池是常见的二次电池，负极材料是 ，正极材料是 . Pb (1)放电时的反应 ①负极反应： PbO2 ②正极反应： 铅蓄电池是常见的二次电池，负极材料是 ，正极材料是 . (1)放电时的反应 ①负极反应： ②正极反应： ③电池反应： Pb PbO2 (2)充电时的反应 ①阴(负)极反应： ②阳(正)极反应： ③电池反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4
3.银锌纽扣电池 负极： Zn+2OH--2e- = ZnO+H2O 正极： Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 总反应： 银锌电池—钮扣电池 该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。发生反应后生成Ag和ZnO,其电极反应式为： 负极： Zn+2OH--2e- = ZnO+H2O 正极： Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 总反应： Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag
4．燃料电池 （1）氢氧燃料电池 酸性 碱性 负极反应式 正极反应式 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 2H2＋4OH－―→4H2O＋4e－ 2H2―→4H＋＋4e－ O2＋2H2O＋4e－―→4OH－ O2＋4H＋＋4e－―→2H2O
（2）甲醇燃料电池 甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质溶液构成的新型手机电池，电量可达现用镍氢或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。据此回答： 负 A. 甲醇在 极反应, 电极反应式是: ; B. 电池反应的离子方程式: 2CH3OH + 16OH- - 12e－ = 2CO32- + 12H2O 2CH3OH + 3O2 + 4OH- = 2CO32- + 6H2O
O2 CH4 CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O a b CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O （3）甲烷燃料电池 氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出图中甲烷燃料电池中a极的电极反应式： ， 此时电池内总的反应式： 。 CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O KOH溶液 O2 H2O a b CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O CH4
正 极: O2+ 2CO2+4e-= 2CO32- 总反应： 2CO＋O2＝ 2CO2 （4）熔融盐燃料电池 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制得650℃下工作的燃料电池，完成下列反应式： 正极： ， 负极：2CO＋2CO32- _ 4e－ =4CO2 总反应： 。 正 极: O2+ 2CO2+4e-= 2CO32- 总反应： 2CO＋O2＝ 2CO2
5.海水电池 4Al - 12e-= 4Al 3+ 3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH - 我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍。电极反应式为： 负极： 正极： 电池总反应： 4Al - 12e-= 4Al 3+ 3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH - 4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3↓
三、金属的腐蚀与防护 1．化学腐蚀与电化学腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 实质 M―→Mn＋＋ne－ 特点 微电流产生 条件 金属与氧化剂直接发生电子转移 不纯金属在电解质溶液中发生原电池反应 关系 (ⅰ)两种腐蚀往往同时发生(ⅱ)电化学腐蚀更普遍，危害性更大 无 有
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 负极反应 Fe―→Fe2＋＋2e－ 正极反应 酸性较强 酸性很弱或呈中性 2H＋＋2e－―→H2↑ 2H2O＋O2＋4e－―→4OH－ 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 其他反应及产物 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 关系 腐蚀更普遍 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2 吸氧
3.金属的防护 (1)电化学防护法 电化学防护法 电化学原理 具体方法 保护法 原电池原理 将被保护的金属作原电池的 极 电解原理 将被保护的金属作电解池的 极 牺牲阳极的阴极 正 外加电流的阴极 阴 (2)其他防护方法 除了电化学防腐蚀外，金属防腐蚀的方法还有很多，例如制成合金、喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化等．
[例2] (2010浙江) LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极电极反应式为：2Li＋＋FeS＋2e－= Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法中，正确的是 ( ) A．LiAl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．充电时阴极发生电极反应式为：Li2S＋Fe－2e－=2Li＋＋FeS 答案：B
【实验探究】金属腐蚀的原因 一、现象探究 [答案] B [例1] 为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在下列所示的三个装置中，再放在玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 ( ) A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 [答案] B
二、实验设计 [例2] 铁及铁的化合物应用广泛，某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显．请从以下提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢腐蚀．有关反应的化学方程式：____、____.劣质不锈钢腐蚀的实验现象：_______________. 【答案】： CuO＋H2SO4 === CuSO4＋H2O Fe＋CuSO4 === Cu＋FeSO4 在不锈钢表面生成红色物质
三、信息处理 [例3] 考古发现中，挖掘出来的古代铁器绝大多数严重生锈，铁锈黑色．原因是有一种叫做硫酸盐还原厌氧菌的细菌，可以作为铁锈蚀的催化剂，同时可以将土壤中的SO还原为S2－，该反应放出的能量供给细菌生长、繁殖之需． (1)铁器发生的腐蚀是___(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)． (2)若是电化学腐蚀，则写出电极反应式：____________. (3)文物出土前，铁器表面的腐蚀产物主要是(写化学式)______. 【答案】： (1)电化学腐蚀 (2)负极：4Fe → 4Fe2＋ ＋ 8e－ 正极：SO42- ＋ 4H2O ＋ 8e－ == S2－ ＋ 8OH－ (3)FeS
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设计说明 为2012届高三学生第一轮复习提供学习思路和方法，紧密联系高考，讲练结合，总结规律，提升能力。 本课件把理论与实验探究内容相结合，使电化学知识更加系统。在使用过程中，本课件也需要取舍。根据学生的水平更换练习内容。