特训20 原电池原理及其应用-2022届新高考化学二轮备考选择题高频热点特训

2022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 正极：xS＋2e－===S 负极：2Na－2e－===2Na＋ （2）全钒液流电池： 总反应：VO2+＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O 正极：VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 负极：V2＋－e－===V3＋ （3） 锂­铜电池： 总反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 正极：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ 负极：2Li－2e－===2Li＋ （4） Mg­H2O2电池： 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正极：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 负极：Mg－2e－===Mg2＋ （5） Mg­AgCl电池： 总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2 正极：2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag 负极：Mg－2e－===Mg2＋ （二）真题演练 1．（2021·山东）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是 A．放电过程中，K+均向负极移动 B．放电过程中，KOH物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大 D．消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L 【答案】C 【分析】 碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清洁燃料电池总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合价均为-2价，H元素化合价为+1价，所以根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，据此结合原电池的工作原理分析解答。 【解析】 A．放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误； B．根据上述分析可知，N2H4-O2清洁燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗KOH，所以KOH的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量减小，B错误； C．理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为mg，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量（物质的量表达式）分别是：、、，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确； D．根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗