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专题八

(2)离子流向 ①电解池:阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;②原电池: 阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3.书写电极反应式
(1)“放电”时电极反应式的书写
①依据条件,指出参与负极和正极反应的物质,根据化合价的变
化,判断转移电子的数目;
②根据守恒书写负极(或正极)反应式,特别应注意电极产物是否
与电解质溶液共存。
解析
由图示结合原电池原理分析可知, Fe3 + 得电子变成
Fe2+被还原,I-失去电子变成I2被氧化,所以A、B正确;
电流表读数为零时Fe3+得电子速率等于Fe2+失电子速率,反
应达到平衡状态; D项在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2向 左移动,I2被还原为I-,乙中石墨为正极,不正确。 答案 D
子相同的物质。最后再插入盐桥即可。
题组二 “盐桥”的作用与化学平衡的移动 2.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如
下图所示的原电池。下列判断不正确的是(
)
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原 C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态 D.电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极 为负极
- -+ 3.下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO 3 + 2I 4
3- 2H+ AsO 3 +I2+H2O”设计成的原电池装置,其中C1、C2
均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;乙组向图 ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述中正确的是(
)
A.甲组操作时,电流表(A)指针发生偏转 B.甲组操作时,溶液颜色变浅
作负极 ( 阳极 ) 时被腐蚀,所以应选择比铁片更活泼的锌作负极 (阳极)才能有效地保护铁不被腐蚀。
答案 (2)①
(或其他合理答案)
②电极逐渐溶解,表面有红色固体析出 ③甲 在甲装置中,负极不和Cu2+接触,避免了Cu2+直接与负
极发生反应而使 原电池的闭合回路有外电路与内电路之分,外电路的电流是从 正极流向负极,内电路是从负极流向正极,故内电路中的阳离 子移向正极、阴离子移向负极。(盐桥中的阳离子移向正极区,
题组集训
题组一 明确原理,设计装置
1.[2013·广东理综,33(2)(3)](2)能量之间可相互转化:电解食盐
水制备Cl2 是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为
电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:
ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。
类型“全”归纳
题组二 “久考不衰”的可逆电池 3.(2014· 天津理综,6)已知:锂离子电池的总反应为LixC+
放电 Li1-xCoO2 充电
C+LiCoO2
放电 充电
锂硫电池的总反应为2Li+S
Li2S
)
有关上述两种电池说法正确的是(
A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移 B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C.理论上两种电池的比能量相同
b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)组成原电池,Fe作负极, Cu作正极,Fe插入到FeSO4(aq)中,Cu插入到CuSO4(aq)中。 c. 注意,画图时要注意电极名称,电极材料,电解质溶液名称 (或化学式),并形成闭合回路。 ②由于金属活动性Zn>Fe>Cu,锌片或铁片作负极,由于Zn或 Fe直接与CuSO4溶液接触,工作一段时间后,负极逐渐溶解,表 面有红色固体析出。
D.下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
解析 锂离子电池放电时,为原电池,阳离子Li+移向正极,A
错误;
锂硫电池充电时,为电解池,锂电极发生还原反应生成 Li,B
正确;
电池的比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电
能的多少,两种电池材料不同,显然其比能量不同,C错误;
由图可知,锂离子电池的电极材料为 C和LiCoO2,应为该电池 放电完全所得产物,而锂硫电池的电极材料为 Li 和 S ,应为该 电池充电完全所得产物,故此时应为锂硫电池给锂离子电池充 电的过程,D错误。 答案 B
2.盐桥是新课改教材中出现的新名词,因而围绕盐桥的电化 学知识已成为新课改地区命题的一个热点,所以有必要分析 研究盐桥问题的考查思路。通常从以下四个方面命题。
(1)考查盐桥的作用。
(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写。
(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向。
(4)考查含盐桥的电化学装置的设计。
(5)考查盐桥的作用与平衡移动。
若两个电极插在同一电解质溶液的容器内,则由于阴阳离子的 移动速率不同而导致两极之间出现浓度差,以及因电极本身直 接与离子反应而导致两极之间电势差变小,影响了电流的稳定。 为解决这个问题,人们使用了盐桥。盐桥主要出现在原电池中, 有时也可在电解池中出现,其主要作用就是构建闭合的内电路, 但不影响反应的实质。盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。
4.(2014· 浙江理综,11)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+NO 2

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
(2)“充电”时电极反应式的书写
充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反,充电的阳极反 应为放电时正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电时负极反 应的逆过程。
题组集训
题组一 “一池多变”的燃料电池
1.(2012· 四川理综,11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精 检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2O=== CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是( A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动 B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2===CH3COOH+ H2O D.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O===4OH- )
时,必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离,否则不会有 明显的电流出现。 2.电子流向的分析方法 (1)改变条件,平衡移动; (2)平衡移动,电子转移; (3)电子转移,判断区域;
(4)根据区域,判断流向;
(5)根据流向,判断电极。
考点二 几种重要的化学电池
知识精讲 高考中常见的新型电池有 “ 氢镍电池 ” 、 “ 高铁电池 ” 、 “碱性锌锰电池”、“海洋电池”、“燃料电池”(如新型细 菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换
应通入电源的负极,所以①错误;
正极的电极反应式为 O2 +2H2O+4e -===4OH- ,故②、④正
确,③错误;
放电时溶液(原电池内电路)中的阳离子向正极移动,阴离子向
负极移动,⑤错误,⑥正确。
答案 B
类型“全”归纳
类型“全”归纳
2- 3
2- 3
类型“全”归纳
2- 3 2- 3 2- 3 2- 3 2- 3
①完成原电池甲的装置示意图(见上图),并作相应标注,要求: 在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。 ②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯
中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极 __________ 。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是
________ ,其原因是 _____________________________________ 。
但由于I2浓度增大,所以溶液颜色变深;向装置 ⅡB烧杯中加入
- -+2H O===AsO3- +2H+,电子沿导 NaOH溶液中,AsO3 - 2e 4 2 3
线到C1棒,I2+2e-===2I-,所以C2为负极,C1为正极。
答案 D
失误防范 1.把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池
解析
解答本题时审题是关键,反应是在酸性电解质溶液中进
行的。在原电池中,阳离子要往正极移动,故A错; 因电解质溶液是酸性的,不可能存在 OH- ,故正极的反应式为 O2+4H++4e-===2H2O,转移4 mol电子时消耗 1 mol O2,则转 移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2,故B、D错; 电池反应式即正、负极反应式之和,将两极的反应式相加可知 C正确。
③带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuSO4溶液直接接触,二者
不会直接发生置换反应,化学能不会转化为热能,几乎全部转 化为电能;而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触,两者会 发生置换反应,部分化学能转化为热能,化学能不可能全部转 化为电能。
(3)由牺牲阳极的阴极保护法可得,铁片作正极(阴极)时被保护,
化合价降低或发生还原反应的物质。
(2)“充电”时阴、阳极的判断 ①阴极:“放电”时的负极在“充电”时为阴极;②阳极:“放 电”时的正极在“充电”时为阳极。
2.微粒流向
(1)电子流向
①电解池:电源负极→阴极,阳极→电源正极;
②原电池:负极→正极。
提示:无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。
C.乙组操作时,C2作正极
D.乙组操作时,C1上发生的电极反应为I2+2e-===2I-
解析
- 3- -+2H+ 装置Ⅰ中的反应,AsO 3 + 2I AsO 3 +I2+H2O, 4
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