(讲练测)2017年高考化学一轮复习专题7.2原电池化学电源(讲)(含解析) 联系客服

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负极——电子流出极,电流流入极或阴离子定向移向极 正极——电子流入极,电流流出极或阳离子定向移向极 (3)根据两极发生的变化判断

负极——失去电子,化合价升高,发生氧化反应 正极——得到电子,化合价降低,发生还原反应 (4)根据反应现象判断

负极——会逐渐溶解,质量减小 正极———有气泡逸出或质量增加

【特别提示】 原电池正负极判断的基础是氧化还原反应。如果给出一个方程式让判断正、负

极,可以直接根据化合价的升降变化来判断,发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极。 2、电极反应式书写

原电池反应的基础是氧化还原反应,正极发生还原反应,负极发生氧化反应,据此书写电极反应式的步骤如下:

(1)确定原电池的正、负极,以及两电极上发生反应的物质。在原电池中,负极是还原性材料

失去电子被氧化,发生氧化反应。正极反应要分析电极材料的性质:若电极材料是强氧化性材料,则是电极材料得电子被还原,发生还原反应;若电极材料是惰性的,再考虑电解质溶液中的阳离子是否能与负极材料反应。能发生反应则是溶液中的阳离子得电子,发生还原反应;若不能与负极材料反应,则考虑空气中的氧气,氧气得电子,发生还原反应。 (2)弱电解质、气体或难溶解物均以化学式表示,其余以离子符号表示,保证电荷守恒,质量

守恒及正、负极得失电子数相等的规律,一般用“=”而不用“―→”。

(3)正负极反应式相加得到原电池总反应式,通常将总反应式减去较易写出的电极反应式,从

而得到较难写出的电极反应式。

【典型例题4】【百强校·2016届会宁县一中第四次月考】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如

图。下列有

关该电池的说法正确的是 ( )

点燃通电电解催化剂= ======= A .反应 ======= 4 + ======== 3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子 CHH2O

△B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH-2e=2H2O C.电池工作时,CO32-向电极B移动

D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-

【答案】D

--

【考点定位】原电池的工作原理和电极反应式书写。

【名师点睛】考查原电池的工作原理及电极反应式书写,负极上失电子,正极上得电子,阴离

子一般向负极移动,阳离子向正极移动,电极反应式书写,先写化合价变化的物质以及得失电子数,然后根据所给条件配平其他,也可以用总电极反应式减去简单的电极反应式,但要注意还原剂不出现在正极上,氧化剂不出现在负极上。

【点评】书写电极反应时,正负极的判断是关键,看两极与电解质溶液得、失电子而快速推断

出正、负极,同时还应充分注意介质与电极生成物的反应:(1)负极生成的金属离子在碱性溶液中能与OH反应生成难溶性碱,如在碱性条件下,钢铁腐蚀中负极生成的Fe与溶液中的OH结合生成Fe(OH)(2)在碱性条件下电极析出的CO2能与OH反应生成CO3等。 2;【迁移训练4】【百强校·2016届上高县第二5月月考】在固态金属氧化物电解池中,高温共电

解H2O﹣CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示.下列说法不正确的是( )

2-

2+

A.X是电源的负极

B.阴极的反应式是:H2O+2e═H2+O,CO2+2e═CO+O C.总反应可表示为:H2O+CO2

通电 ﹣

2﹣

2﹣

H2+CO+O2

D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1:1

【答案】D

考点:考查电解原理及其应用、电极判断、电极反应式书写、电极产物判断与计算等。

考点二:燃料电池

1、化学电源中电极反应式书写的一般程序——“加减法”书写电极反应式

(1)先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。 (2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶

液中的阴离应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且O2生成OH,若电解质溶液为酸性,则H必须写入正极反应式中,O2生成水。

(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较易

书写的一极的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的一极的电极反应式,即得到较难写出的另一极的电极反应式。 2、燃料电池电极反应式的书写

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,随着电解质溶液的不同,其电极反应有所不同,其实,我们只要熟记以下四种情况: (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式:O2+4H+4e===2H2O (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式:O2+2H2O+4e===4OH (3)固体电解质(高温下能传导O)环境下电极反应式:O2+4e===2O (4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下电极反应式:O2+2CO2+4e===2CO3。 根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式

电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系:电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式

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。

【典型例题5】【百强校·2016届大庆实验考前训练二】液体燃料电池相比于气体燃料电池具有

体积小,无需气体存储装置等优点。一种以肼( N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池

2-

2-

2-

用空气中的氧气作为氧化剂,KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述正确的是 ( )

A.电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B.负极发生的电极反应式为:N2H4 - 4e=N2+4H

C.该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触

D.该燃料电池持续放电时.K从负极向正极迁移,因而离子交换膜需选用阳离子交换膜 【答案】C

+

-+

【考点定位】本题主要是考查化学电源的有关知识,燃料电池的工作原理。

【点评】该题侧重考查燃料电池的工作原理和电极判断,电极反应,注意电解质环境不同,电

极反应式不同,注意总结燃料电池电极反应式的书写方法:(1)写出电池总反应: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,则总反应为加合后的反应。(2)写出电池的正极反应:①酸性电解质溶液环境下:O2+4H+4e=2H2O;②碱性电解质溶液环境下:O2+4e+2H2O =4OH;③固体电解质(高温下能传导O)环境下:O2+4e=2O

2-

2

;(3)根据电池总反应和正极反应写出电池的负极反应:电池总反应=电池正极反应+电池

负极反应。

【迁移训练5】【百强校·2016届六安一中适应性考试】将甲烷设计成燃料电池,其利用率更高,

如图所示(A, B为多孔性碳棒)。持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL,则下列说法错误的是 ( )