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2021年新高考化学二轮备考选择题高频热点特训
特训20 原电池原理及其应用
考向分析:新型化学电源:(1)正、负极判断;(2)离子移动方向;
(3)电极反应式、总原电池方程式的正误判断;(4)电极及电解液转移电子计算。
(一)必备知识和方法
1.构建原电池模型,分析原电池工作原理
构建如图Zn—Cu—H2SO4原电池模型,通过类比模型,结合氧化还原反应知识(如:化合价的变化、得失电子情况等),能迅速判断原电池的正、负极,弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况,准确书写电极反应式和电池总反应式,掌握原电池的工作原理。
2.原电池正、负极的判断
(1)依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应;正极发生还原反应。
(3)依据电子流动方向或电流方向判断。电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。
(4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
(5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
3.解答新型化学电源的步骤
(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子离子移动方向。
(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。
(3)充电电池→放电时为原电池→失电子的为负极反应。
(4)电极反应式→总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式→另一电极反应式。
注意:(1)在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系。
(2)电池电极反应式书写:H+在碱性环境中不存在;O2-在水溶液中不存在,在酸性环境中结合H+,生成H2O,在中性或碱性环境中结合H2O,生成OH-。
(3)阳离子趋向正极,在正极上参与反应,在负极上生成(如H+);阴离子趋向负极,在负极上参与反应,在正极上生成(如OH-、O2-、CO32—)。
(4)“-ne-”相当于正电荷,“+ne-”相当于负电荷,依据电荷守恒配平其他物质的系数。
4.燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例)
5.其他新型一次电池
(1)钠硫电池: 总反应:2Na+xS===Na2Sx