高考的宠儿——原电池
山东省安丘市实验中学
原电池是中学化学中电化学的基础,历览今年高考题,足见原电池的考查是热点。
例1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析:原电池是把化学能转化为电能的装置,较活泼的金属失去电子被氧化,锌锰干电池中锌为负极被氧化,工作一段时间后锌棒变细,A错;氢氧燃料电池是将化学反应中释放的化学能转变为电能,B错;该电池总反应为2H2+O2=2H2O,氢气在负极被氧化,C对;太阳能电池的主要材料是高纯度的半导体硅,D错。
例2.一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( )
A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-
B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(1)
C.CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-
D.O2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-
解析:本题考查电极反应的书写。负极发生的是氧化反应,是甲醇失去电子,被氧化为CO2气体,注意题中电解质溶液的环境为酸性溶液,所以C正确。
高考中关于原电池的考查,主要有以下三点:⑴能量转化,把化学能转化为电能;⑵电极反应,负极氧化正极还原;⑶电极反应式的书写。
其中关于电极反应式的书写是比较难的知识点,参加电极反应的物质可以是电极本身,也可以是电极周围的物质。不管是哪类物质参加反应,在书写电极反应式时,要特别注意以下两点:
1、原电池反应是自发的氧化还原反应,两电极反应合起来的总反应必须符合这一点。如:将Mg片、Al片用导线连接放在NaOH溶液中构成原电池,负极是谁?
解析:如只根据金属活泼性,易错误判断Mg片做负极。该题需要考虑Al与NaOH反应的性质,即原电池反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+2H2↑,负极是Al片。
又如:将Cu片、Al片用导线连接放在浓HNO3溶液中构成原电池,如何书写负极反应式?
解析:如只根据金属活泼性,易错误判断Al片为负极。该题需要考虑Al遇浓HNO3钝化的性质,故Cu片做负极被氧化:Cu-2e- = Cu 2+,即原电池反应为
Cu+ 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2 NO2↑+2 H2O。