走進高考 原電池考查報告

走進高考原電池考查報告一、考情報告原電池原理是建立在氧化還原和電解質(zhì)溶液基礎上，借助氧化還原反應實現(xiàn)化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化，是高考命題重點，題目主要以選擇題為主，主要圍繞原電池的工作原理（如09福建卷11、山東卷29）、電池電極反應的書寫與判斷（如09廣東卷14）、新型電池的開發(fā)與應用（如09江蘇12.、09浙江卷12、2022天津卷10））、，金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因和危害等（如09廣東卷10））進行命題。二、考點詮釋考點1、原電池原理主要涉及形成原電池的條件、原電池裝置的判斷、原電池電極與金屬活動順序的關系、從能量轉(zhuǎn)化、氧化還原、電子或電流流動方向不同角度考查。例1．（原創(chuàng)）用Cu片、Al片、Cu(NO3)2溶液、導線構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述不正確的是（）A．不用導線連接Cu片、Al片不可能構成原電池B．正極反應為：Cu2＋+2e-=CuC．其它條件不變，將Cu片改為Ag片，通過等量電子時，Ag片溶解質(zhì)量大于Cu片D．其它條件不變，將Cu(NO3)2溶液改為FeCl3溶液，負極電極反應為：Al－3 e－＝Al3Cu片、Al片直接接觸并浸入Cu(NO3)2溶液中也可形成原電池。選項B，Al大于Cu，所以Al失去電子為電源負極：Al－3e－＝Al3＋，溶液中Cu2＋在正極（Cu）獲得電子而析出Cu：Cu2＋+2e-＝Cu。選項C，1molCu失去2mol電子，其質(zhì)量為64g，2molAg失去2mol電子，其質(zhì)量為216g，故正確。選項D，由于Al的失電子能力大于Cu，在FeCl3溶液中，仍是Al失去電子為原電池的負極，故正確。答案：A【點撥】本題考查了原電池工作原理、電極反應式的判斷。解答這類試題的關鍵是充分理解形成原電池的條件、電極所發(fā)生的反應。例2新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫為電極，以鈉離子導電的陶瓷為固體電解質(zhì)。該電池放電時為原電池，充電時為電解池，反應原理為2Na+xS＝Na2Sx。下列說法正確的是（）A．放電時S發(fā)生氧化反應，Na作負極B．充電時Na所在電極與直流電源正極相連C．充電時陽極反應為：Sx2－－2e－＝xS，放電時負極反應為：Na－e－＝Na+D．該電池也可在堿性溶液中工作解析：因放電過程為原電池反應過程，故此時Na作負極，被氧化，而硫作正極被還原，其負極反應為：Na－e－＝Na+；充電過程為電解過程，此時鈉與電源負極相連，其陽極反應為：Sx2－－2e－＝xS。因為Na能與H2O反應，所以該電池不能在堿性溶液中工作。答案：C【點撥】解答有關蓄電池充電放電問題的時應善于從氧化還原反應的角度分析充放電過程中對應的電極反應，原電池的負極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反應；原電池的正極和電解池的陰極均發(fā)生還原反應。考點2、分析判斷主要涉及運用原電池原理判斷正、負極、電極反應現(xiàn)象等分析并書寫相應電極反應或電池總反應，判斷電解質(zhì)溶液的離子濃度變化、離子遷移方向、溶液酸堿性變化情況等。例3（09廣東卷14）可用于電動汽車的鋁～空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為點解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．以NaOH溶液為電解液時，負極反應為：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極解析：無論是NaOH還是NaCl，在正極上都是O2得到電子被還原，A正確；生成的Al（OH）3是兩性氫氧化物，在堿溶液中發(fā)生反應生成AlO2—，B錯誤；生成的Al（OH）3與NaOH反應生成NaAlO2，消耗電解質(zhì)中的NaOH，使pH減少，C錯誤；原電池中，電子在外電路的負極流向正極，D錯誤。答案：A【點撥】分析電極反應正誤首先根據(jù)元素價態(tài)變化找出正、負極，然后聯(lián)系電池工作環(huán)境書寫出相對簡單的電極反應（如本題負極），再根據(jù)總反應得出另一電極反應。根據(jù)正、負極電極反應來判斷離子移動方向或電極附近溶液酸堿性變化等。例4（09江蘇卷12）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構示意圖如圖所示。關于該電池的敘述正確的是（）A．該電池能夠在高溫下工作B．電池的負極反應為：C6H12O6＋6H2O－24e－＝6CO2＋24H＋C．放電過程中，H+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D．在電池反應中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標準狀況下CO26L解析：由于是微生物燃料電池，則不可能在高溫下工作，所以A錯誤；放電過程中，H+從負極區(qū)向正極區(qū)遷移，結(jié)合O2－形成H2O，所以C錯誤；消耗1mol氧氣則轉(zhuǎn)移4mole－，由C6H12O6＋6H2O－24e－＝6CO2＋24H＋計算出：轉(zhuǎn)移4mole－則生成1molCO2，即22.4L，所以D錯誤。答案：B【點撥】本題利用原電池原理綜合考查了原電池形成條件、電極反應分析、離子濃度變化及移動、化學基本計算知識，題目基礎靈活且創(chuàng)新度高，體現(xiàn)了學以致用命題理念。解答本題是一是忽視微生物在高溫下失去生命活性導致錯斷A正確。對于選項B的分析，首先根據(jù)O2量得出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目，再根據(jù)電荷守恒、電子守恒得出負極的電極反應。對于離子移動方向的判斷，哪個電極反應中在消耗該離子則該離子就向著哪個電極移動，如本題中的H＋向著正極考點3、實驗考查根據(jù)原電池原理設計原電池裝置或探究原電池原理、形成條件、判斷金屬活動順序、金屬的腐蝕與防護等。例5（2022年福建卷）控制適合的條件，將反應2Fe3＋+2I―2Fe2＋+I2設計成如右圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（）A.反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B.反應開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原C.電流計讀數(shù)為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D.電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨電極為負極解析：乙中I－失去電子放電，故為氧化反應，A項正確；由總反應方程式知，F(xiàn)e3＋被還原成Fe2＋，B項正確；當電流計為零時，即說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可證明反應達平衡，C項正確。加入Fe2＋，導致平衡逆向移動，則Fe2＋失去電子生成F