内容正文:
大单元三
化学反应与能量变化
第15讲
原电池及其应用
高考总复习 一轮复习导学案 · 数学(提高版)
一轮提优导学案·化学
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目标 1. 能辨识简单原电池的构成要素,从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理,能举出化学能转化为电能的实例。
2. 了解常见化学电源的工作原理,能写出电极反应式和总反应式。
3. 了解燃料电池的应用。体会研制新型电池的重要性。
4. 了解金属发生电化学腐蚀的本质、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
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策略 从近几年高考来看,电化学知识属于高考必考内容。
1. 由于能源问题是社会热点,要关注新型电池。
2. 着重原电池电极的判断及电极反应方程式的书写(要注意溶液的酸、碱性)、电子的转移方向和离子的定向移动方向以及电解质溶液组成的变化等。
3. 要关注各种新型燃料电池的电极反应。
课前思考 问题1 原电池正、负极判断方法有哪些?
【答案】 (1) 由原电池的电极材料判断:如果两极是由活动性不同的金属作电极,一般情况下相对活泼的金属是负极,活动性较弱的金属是正极(要注意特殊条件,如Mg-Al-NaOH电池,Al是负极;Al-Cu- 浓硝酸电池,Cu是负极);如果两个电极是由金属和非金属导体(或金属氧化物导体)作电极,金属是负极,非金属导体(或金属氧化物导体)是正极。(2) 根据氧化还原反应判断:发生氧化反应的电极为负极;发生还原反应的电极为正极。(3) 根据电子或电流的流向判断:电子流出或电流流入的电极为负极,反之为正极。(4) 根据原电池里电解质溶液中离子的流动方向判断:阳离子移向的电极为正极,阴离子移向的电极为负极。(5) 根据原电池的两极发生的现象判断:一般溶解或质量减轻的电极为负极,有气体生成或金属析出的电极为正极。
【答案】 (1) 由原电池的电极材料判断:如果两极是由活动性不同的金属作电极,一般情况下相对活泼的金属是负极,活动性较弱的金属是正极 (要注意特殊条件,如Mg-Al-NaOH电池,Al是负极;Al-Cu- 浓硝酸 电 池,Cu是负极);如果两个电极是由金属和非金属导体(或金属氧化物 导体)作电极,金属是负极,非金属导体(或金属氧化物导体)是正极。 (2) 根据氧化还原反应判断:发生氧化反应的电极为负极;发生还原反应的电极为正极。(3) 根据电子或电流的流向判断:电子流出或电流流入的电极为负极,反之为正极。(4) 根据原电池里电解质溶液中离子的流动方向判断:阳离子移向的电极为正极,阴离子移向的电极为负极。(5) 根据原电池的两极发生的现象判断:一般溶解或质量减轻的电极为负极,有气体生成或金属析出的电极为正极。
课前思考 问题2 分别写出酸性和碱性氢氧燃料电池的电极反应式:
【答案】
氢氧燃料电池 电池总反应式: 2H2+O22H2O
电极 负极 正极
酸性电池
碱性电池
H2-2e-2H+
O2+4H++4e-2H2O
H2+2OH--2e-2H2O
O2+2H2O+4e-4OH-
课前8min
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1) (2018·江苏卷)氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 ( × )
(2) 图1所示装置中石墨电极反应:O2+4H++4e-2H2O ( × )
图1
×
×
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(3) (2019·江苏卷)氢氧燃料电池的负极反应:O2+2H2O+4e-4OH- ( × )
(4) (2019·江苏卷)常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2,转移电子的数目为6.02×1023 ( × )
×
×
课前8min
(5) (2013·江苏卷)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,结构如图2所示。H2O2在石墨电极上发生的电极反应式为H2O2+2e-2OH- ( √ )
图2
√
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(6) (2020·海南卷)图3中a电极的反应式为O2+4e--4H+2H2O ( × )
图3
(7) (2021·浙江卷6月)将生铁进一步炼制,减少含碳量,能得到耐腐蚀的钢 ( √ )
×
√
课前8min
2.(2022·广州12月调研)我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝发生反应产生电流,放电时( C )
A. 铝电极上发生还原反应
B. 阳离子移向负极
C. 氧气在正极上得电子
D. 电流由铝板经外电路流向铂网
【解析】 放电时铝为负极,发生氧化反应,A错误;阳离子向正极移动,B错误;正极上通入氧气,发生还原反应,C正确;电流由正极流向负极,因此应该由铂网流向铝板,D错误。
C
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3.(2022·安徽宣城期中)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂-海水电