第二單元原電池化學電源氫氧燃料電池工作原理燃料電池汽車專題八化學反應與能量變化

抓住1個高考重點本講概要原電池正負極的判斷方法和電極反應式的書寫突破1個高考難點原電池原理的綜合應用第二單元原電池化學電源重點原電池正負極的判斷方法和電極反應式的書寫

一、原電池正負極的判斷銅—鋅原電池動畫演示負極(Zn）：Zn－2e－=Zn2+

氧化反應正極(Cu）：Cu2+

＋2e－=Cu還原反應【特別提醒】：相同的電極材料組成的原電池，在不同的介質中，其正負極可能不同。如以Mg、Al作電極，思考：在下列電解質溶液中Mg、Al分別作什么電極及負極電極反應式的書寫：①稀鹽酸、②NaOH溶液、③濃硝酸。突破考點【體驗高考】（2012全國高考）①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可以組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質量減少。據此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是A、①③②④B、①③④②C、③④②①D、③①②④看環境配守恒電極產物在電解質溶液的環境中，應該能穩定存在，如堿性介質中生成的H+應讓其結合OH-生成水。電極反應式要遵守電荷守恒和質量守恒、得失電子守恒等，并加以配平。兩式加驗總式兩電極反應式相加，與總反應式對照驗證二、電極反應式的書寫1．一般電極反應式的書寫列物質標得失按照負極發生氧化反應，正極發生還原反應，判斷出電極反應物和產物，找出得失電子的數量【實例】鉛蓄電池電極反應式的書寫（30%H2SO4為電解質溶液）電池反應：Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O負極：Pb==PbSO4正極：PbO2

==PbSO4－2e－+2e－突破考點2.復雜電極反應式的書寫復雜電極反應式總反應式較簡單一極的電極反應式==－突破考點【練一練】一次電池——堿性鋅錳干電池總反應：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2寫出正負極的電極反應式突破考點【體驗高考】高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應式為：

3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH放電充電下列敘述不正確的是A.放電時負極的反應為：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2B.充電時陽極反應為：Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2OC.放電時每轉移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D.放電時正極附近溶液的堿性增強

C解析顯/隱審題顯/隱【審題視角】根據總反應式中發生氧化的物質和發生還原的物質以及電解質確定負極和正極的反應物和產物，寫出電極反應式。突破考點【應用1】(2013·保定質檢)原電池正、負電極的極性不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列由不同材料組成的原電池，電極反應正確的是(

)。A．由Fe、Cu與稀硫酸組成的原電池，其負極反應式為Fe－3e－===Fe3＋B．由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，其負極反應式為Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2C．由Pb、Cu與氯化鐵溶液組成的原電池，其正極反應式為Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu與濃硝酸組成的原電池，其負極反應式為Cu－2e－===Cu2＋解析顯/隱

D突破考點難點原電池原理的綜合應用

1．加快氧化還原反應的速率2．比較金屬活動性強弱一個自發進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液能使產生H2的反應速率加快。

兩種金屬分別做原電池的兩極時，一般做負極的金屬比做正極的金屬活潑。例如，有兩種金屬a、b，用導線連接后插入到稀H2SO4中，觀察到a溶解，b極上有氣泡產生，則推測a為負極，b為正極，則金屬活動性a＞b。3．用于金屬的防護使被保護的金屬制品做原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅做原電池的負極。突破考點4．設計電池，制造化學電源如根據以下反應設計的原電池如下表所示：原理負極正極電解質溶液電極反應2FeCl3＋Cu==2FeCl2＋CuCl25.探究金屬腐蝕的快慢規律電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕負極：Cu－2e－===Cu2＋正極：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋FeCl3溶液C(Fe3＋)Cu突破考點【典例2】(2013·吉林期末質檢)實驗發現，298K時，在FeCl3酸性溶液中加入少量鋅粒后，Fe3＋立即被還原成Fe2＋。某化學興趣小組根據該實驗事實設計了如下圖所示的原電池裝置。下列有關說法中正確的是(

)。A．該原電池的正極反應是：Zn—2e－===Zn2＋B．左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去C．該電池鉑電極上有氣泡出現D．該電池總反應為：3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋

B解析顯/隱審題顯/隱【審題視角】根據題意，先寫出氧化還原反應的總方程式，然后結合原電池的裝置圖寫出正負極電極反應式進行分析。

解析

正極是得電子的反應，A錯誤；左燒杯中的電極反應式為Fe3＋＋e－===Fe2＋，B正確、C錯誤；因為在金屬活動性順序中鐵排在H的前面，在酸性溶液中不會生成Fe，D錯誤。突破考點【能力對接】

理論上能自發進行的氧化還原反應都可以設計成原電池。（1）將氧化還原反應拆成氧化反應和還原反應兩個半反應，分別作原電池的負極反應和正極反應。（2）確定電極材料如發生氧化反應的物質為金屬單質，可用該金屬直接作負極；如為氣體（如H2）或溶液中的還原性離子，可用惰性電極（如Pt、碳棒）作負極。發生還原反應的電極材料必須不如負極材料活潑。（3）確定電解質溶液一般選用反應物中的電解質溶液即可。（4）構成閉合回路突破考點【應用2】(2013·青島模擬)控制適合的條件，將反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設計成如下圖所示的原電池。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．電流計讀數為零時，反應達到化學平衡狀態D．電流計讀數為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極

D解析

由圖示結合原電池原理分析可知，Fe3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、