内容正文:
化学基本理论
——原电池、化学电源、新型化学电源
【考情调研】电化学在高考中属于必考内容,在选择题和非选择题中均会涉及,主要以新型电池或电解池为载体,考查考生在新情境中对电化学原理的应用能力,近三年全国卷所涉及的原电池或电解池如表所示:
考点
考查情况
原电池
2019全国ⅠT12利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成;全国ⅢT13考查采用强碱性电解质的3D-Zn- NiOOH二次电池
2018全国ⅡT12考查室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池;全国ⅢT11考查可充
电锂一空气电池
高考中的电化学命题比较关注新科技及电化学原理的实际应用,涉及的常规考点有电极名称的判断、电极反应式的书写、电子和电流方向的判断及溶液pH的变化等,今后可能会通过考查电化学的相关计算来提升试题综合性和难度。
知识点一 原电池工作原理及应用
1.概念
原电池是把化学能转化为能的装置。
2.构成条件
反应
能自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)
电极
一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)
闭合
回路
①电解质溶液
②两电极直接或间接接触
③两电极插入电解质溶液中
3.工作原理(如锌铜原电池可用简图表示)
总反应离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑
(1)电极
①负极:失去电子,发生氧化反应;
②正极:得到电子,发生还原反应。
(2)电子定向移动方向和电流方向
①电子从负极流出经外电路流入正极;
②电流从正极流出经外电路流入负极;
故电子定向移动方向与电流方向正好相反。
(3)离子移动方向
阴离子向负极移动(如SO),阳离子向正极移动(如Zn2+和H+,溶液中H+在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。
[提醒] ①电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
②无论在原电池中还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液。
4.原电池正、负极的判断
[提醒] 原电池的正极和负极既与电极材料的性质有关,又与电解质溶液有关,不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。
5.单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比
名称
单液原电池
双液原电池
装置
相同点
正、负极电极反应,总反应式,电极现象
不同点
还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,既有化学能转化为电能,