高考化学备考中等生 专题07 原电池类选择题解题方法和策略 教师版.docx

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高考化学备考中等生专题07原电池类选择题解题方法和策略教师版

专题七原电池类选择题解题方法策略

考试方向

电化学类试题是高考的必考点，在多数省市的选择题中考查，少数以化学反应原理在大题中考查。

通查考查电极反应方程式的书写、电子电流以及离子的流动方向的判断、有关电子转移数目、产物的量和电极增减量等的相关计算。

原电池的考查是近几年考查的热点，通常考查可充电电池中充电和放电两个过程的分析，新型燃料电池等。

在复习过程中学会分析几种典型模型，重点训练电极反应方程式的书写，结合近几年的高考题训练，灵活运用。

经典题例析

【例题1】【2015新课标Ⅰ卷】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。

下列有关微生物电池的说法错误的是（）

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

【答案】A

【考点定位】原电池原理；难度为一般等级

【名师点晴】本题是关于能量转化的题目，电化学包括原电池和电解池。

原电池是将化学能转化为电能的装置，组成有正负极、电解质溶液、形成闭合回路，活动性强的电极为负极，发生氧化反应，活动性弱的电极为正极，正极上发生还原反应。

电解池是将电能转化为化学能的装置。

与外加电源正极连接的为阳极，与电源负极连接的为阴极。

阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

若阳极是活性电极，则是电极本身失去电子，若电极是惰性电极，则电解质溶液（或熔融状态）阴离子发生还原反应。

掌握好阴离子、阳离子的放电顺序、清楚在闭合回路中电子转移数目相等是本题的关键。

【例题2】【2015天津卷】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（）

A．铜电极上发生氧化反应

B．电池工作一段时间后，甲池的c（SO42－）减小

C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D．阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

【答案】C

【考点定位】本题主要考查了原电池的反应原理，涉及反应类型、离子浓度的变化、电极的判断、离子的移动方向的判断等

【名师点睛】电化学反应原理是选修4中的重要内容，也是难点之一。

原电池的反应原理的应用，抓住化学反应的本质、正负极的判断、正负极反应类型的判断、电极反应式的书写、总反应方程式的书写、电子的流向、电流的流向、溶液中离子的流向、电极是否参加反应、电子的转移、有关氧化还原反应的计算、溶液质量的变化、离子交换膜的判断、溶液的pH的计算或变化、溶液颜色的变化是解题的关键。

综合性较强，针对每个知识点进行详细剖析，使学生真正理解原电池的反应中所涉及的知识。

解题方法与策略

电化学类试题具有很强的规律性和策略性，在解题过程中需要不断总结，归纳。

1、池型判断

（1）根据概念：

原电池是将化学能转化为电能，电解池是将电能转化为化学能。

（2）根据是否有外接电源判断：

有的为电解池。

（3）根据可充电电池判断：

放电为原电池，充电为电解池。

2、原电池反应式的书写

①一般电极反应式的书写

②复杂电极反应式的书写

复杂电极反应式=总反应式—较简单一极的电极反应式

如CH4酸性燃料电池中

CH4＋2O2＝CO2＋2H2O……总反应式

2O2＋8H＋＋8e－＝4H2O……正极反应式

CH4＋2H2O－8e－＝CO2＋8H＋……负极反应式

这类试题的一般解题方法为：

跟踪训练

1．镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。

NiMH中的M表示储氢金属或合金。

该电池在充电过程中的总反应方程式是：

Ni（OH）2+M＝NiOOH+MH，已知：

6NiOOH+NH3+H2O+OH－=6Ni（OH）2+NO2－，下列说法正确的是

A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：

NiOOH+H2O+e－=Ni（OH）2+OH－

B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移

C．充电过程中阴极的电极反应式：

H2O+M+e－=MH+OH－，H2O中的H被M还原

D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液

【答案】A

【考点定位】本题主要是考查了原电池和电解池原理的应用与有关判断，涉及电极反应式的书写、离子的移动方向，电解质溶液判断以及氧化还原反应的判断等

【名师点晴】电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：

提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据电解时电极质量或溶液pH的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。

解答电解池相关题目时，应从几步入手：

①看电极（材料），判断电极本身是否参与反应。

②看溶液，判断电解液中的阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。

③看隔膜，判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化，从而判断溶液中微粒穿过阴（阳）离子隔膜的方向和产物。

2．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。

下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原

理示意图，下列说法不正确的是（）

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生

C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强

D．催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e一=HCOOH

【答案】C

【考点定位】本题主要是考查原电池的原理

【名师点睛】原电池是化学能转化为电能的装置，负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。

电子从负极流出，经过导线，流向正极。

溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。

3．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是

A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小

C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D．图d中，Zn-MnO2干电池放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

【答案】B

考点：

本题考查金属的腐蚀与防护。

4．【2014新课标Ⅱ卷】2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

下列叙述错误的是（）

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4

Li1-xMn2O4+xLi

C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移

【答案】C

【解析】新型化学电源的分析首先要根据原电池原理结合题给信息准确判断电源的正、负极，可从反应类型、电极材料的活泼性、外电路中电流方向及电子流向、电解质溶液中离子的移动方向及相关电极反应的实验现象进行判断；然后理清两极上的电极反应式及电池反应；其次要认真审题，审清“错误”、“b的电极材料中含有活泼金属Li”等关键信息，结合选项进行作答。

根据题给装置图判断，b电极的电极材料中含有活泼金属锂，反应中易失电子，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应式为Li—e－

Li＋，a电极为原电池的正极，电极反应式为Li1-xMn2O4+xLi＋+xe－

LiMn2O4，电池反应为Li1-xMn2O4+xLi

LiMn2O4。

A、根据上述分析知，a为电池的正极，正确；B、电池充电反应为电池反应的逆反应，充电反应为LiMn2O4

Li1-xMn2O4+xLi，正确；C、放电时，a极锰的化合价降低，而锂的化合价不发生变化，错误；D、放电时，溶液中Li＋由负极向正极迁移，即从b向a迁移，正确。

【考点定位】本题主要是考查原电池和电解池的工作原理。

【名师点晴】本题以水溶液锂离子电池体系为载体考查了原电池原理、化学电源等知识。

考查了学生阅读材料接受、整合信息的能力，运用所学化学知识分析、解决化学实际问题的能力。

熟练掌握原电池原理，准确判断正、负极，明确两极的电极反应及电池反应是解题的关键。

该类试题的难点在于是电极反应式的书写。

5．获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解质为AlI3溶液，已知电池的总方程式为2Al＋3I2===2AlI3。

下列说法不正确的是（　　）

A．该电池负极的电极方程式为Al－3e－===Al3＋

B．电池工作时，溶液中铝离子向正极移动

C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多

D．该电池可能是一种可充电的二次电池

【答案】D

【解析】

试题分析：

A、铝做原电池的负极，失去电子生成铝离子，正确，不选A；B、原电池中阳离子向正极移动，正确，不选B；C、7克锂失去1摩尔电子，27克铝失去3摩尔电子，所以等质量的金属，锂产生的电子比铝多，正确，不选C；D、反应不是可逆反应，是一次电池，错误，选D。

考点：

原电池的原理

6．食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原剂、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水。

下列分析不正确的是（　　）

A．“双吸剂”中的生石灰有吸水作用

B．“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应

C．吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极

D．炭粉上发生的反应为：

O2+4e-+4H+=2H2O

【答案】D

考点：

考查原电池原理

7．【2014年高考海南卷】锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质LiCIO4。

溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由____极流向____极。

（填字母）

（2）电池正极反应式为____。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？

____（填“是”或“否”），原因是____________。

（4）MnO2可与KOH和KClO3，在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为________K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为___________。

【答案】

（1）ba

（2）MnO2+e-+Li+=LiMnO2;（3）否电极Li是活泼金属，能与水反应；

（4）3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O;2:

1.

【考点定位】本题以锂锰电池为线索，从考查了原电池电极的判断、电极反应式的书写、反应条件的选择、化学方程式的书写及氧化产物与还原产物的物质的量的关系；从能力上考查了考生对原电池反应原理的了解和掌握情况，考查了考生对氧化还原反应的概念、实质、特征的关系及灵活应用能力；考查了学生应用所学知识来解决具体问题的能力。

它充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的指导思想，在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。

【名师点睛】解答本题的思路是：

首先应该掌握原电池的过程条件、电极名称、电极判断、电极反应、溶液中离子的移动方向、外电路中电子的移动方向、氧化还原反应的实质、特征、氧化剂与还原剂等概念。

还要清楚加入的物质是否还会发生其它的反应，判断加入物质的可行性。

最后按要求进行解答。

8．【2015北京卷】为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe3+＋2I-

2Fe2+＋I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。

实验如下：

（1）待实验

溶液颜色不再改变时，再进行实验

，目的是使实验

的反应达到。

（2）

是

的对比试验，目的是排除有

中造成的影响。

（3）

和

的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2+向Fe3+转化。

用化学平衡移动原理解释原因：

。

（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测

中Fe2+向Fe3+转化的原因：

外加Ag+使c（I-）降低，导致I-的还原性弱于Fe2+，用右图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

K闭合时，指针向右偏转，b作极。

当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01mol/LAgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是。

（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了

中Fe2+向Fe3+转化的原因，

转化原因是。

与（4）实验对比，不同的操作是。

（6）实验

中，还原性：

I->Fe2+；而实验

中，还原性：

Fe2+>I-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是。

【答案】 

（1）化学平衡状态

（2）溶液稀释对颜色变化（3）加入Ag+发生反应：

Ag++I-=AgI↓，c（I-）降低；或增大c（Fe2+）平衡均逆向移动（4）①正 ②左管产生黄色沉淀，指针向左偏转。

（5）①Fe2+随浓度增大，还原性增强 ，使Fe2+还原性强于I-

②向U型管右管中滴加1mol/L FeSO4溶液。

（6）该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向

【考点定位】考查化学平衡、电化学、以及化学实验设计等知识

【名师点晴】本题以“2Fe3++2I-

2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化为基本素材，考查化学平衡状态的判断、平衡的移动、原电池原理、化学实验设计等内容，要求学生在解答本题时能充分接受、吸收、整合所给信息，分析和解决化学问题，同时本题第

（2）（5）等小问也体现了对化学实验与科学探究能力的考查。

题目难度不是很大。

解答本题时还要注意答题的规范性。