2012 届高三化学第一轮复习原电池原电池河南省太康县第一高级中学 ---- 乔纯杰

【初试真题】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 ( 　　 )

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

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 ( )

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

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（ ）A.电池的电解液为碱性溶液，正极为 Ni2O3 、负极为 FeB.电池放电时，负极反应为 Fe + 2OH- - 2e- =Fe （ OH ） 2

C.电池充电过程中，阴极附近溶液的 pH 降低D.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Zn―→Zn2 ＋＋ 2e － Cu2 ＋＋ 2e －―→ Cu

氧化反应 还原反应锌片 铜片

负极 正极

3. 原电池构成条件(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↑

酸性 碱性负极反应式正极反应式电池反应式

Zn―→Zn2 ＋＋ 2e －

2NH ＋ 2e －―→ 2NH3

＋ H2

Zn ＋ 2OH －―→ ZnO ＋

H2O ＋ 2e －MnO2 ＋ 2H2O ＋ 2e －

―→ Mn(OH)2 ＋ 2OH －

Zn ＋ MnO2 ＋ H2O===

ZnO ＋ Mn(OH)2

二、常见的化学电源1. 锌锰干电池

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 .

(1) 放电时的反应①负极反应：②正极反应：③电池反应：

PbPbO2

Pb＋SO2－4 ― → PbSO4＋2e－

PbO2＋4H＋＋SO2－4 ＋2e－― → PbSO4＋2H2O

Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O (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

PbSO4＋2e－― → Pb＋SO2－4

PbSO4＋2H2O― → PbO2＋4H＋＋SO2－4 ＋2e－

3.银锌纽扣电池 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―→4H ＋＋ 4e －2H2 ＋ 4OH －

―→ 4H2O ＋ 4e －

O2 ＋ 4H ＋＋ 4e

－―→ 2H2O

O2 ＋ 2H2O ＋ 4e

－―→ 4OH －

（ 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： 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

负

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： 。

KOH 溶液O2

H2O

a bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O

CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

（ 3 ）甲烷燃料电池

CH4

（ 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 ＋ 2CO3

2- _ 4e － =4CO2总反应： 。正 极 : O2+ 2CO2+4e-= 2CO3

2-

总反应： 2CO ＋ O2 ＝ 2CO2

5.海水电池 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 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

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

Fe2 ＋＋ 2OH － ===Fe(OH)2

2Fe ＋ O2 ＋

2H2O===2Fe(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

保护法 电解原理 将被保护的金属作

电解池的 极

牺牲阳极的阴极

外加电流的阴极正

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 ) Li Al/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 ． 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 ．充电时阴极发生电极反应式为： Li2S ＋ Fe － 2e － =2Li ＋＋

FeS 答案： B

一、现象探究[ 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 ( 　　 )

【实验探究】金属腐蚀的原因

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： SO4

2- ＋ 4H2O ＋ 8e － == S2 － ＋ 8OH －

(3)FeS

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。