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1、苏教版2019年高中化学必修二册学案含答案专题2 化学反应与能量转化微型专题重点突破(四)一、原电池正负极的判断例1(2017唐山期中)下列叙述中正确的是()A原电池的负极得到电子，发生还原反应B原电池中较活泼的金属作正极C原电池中的电极一定是两种不同的金属D原电池中发生氧化反应的电极是负极考点原电池的基础知识与应用题点原电池正负极的判断及工作原理答案D解析原电池的负极失去电子，发生氧化反应，故A错误，D正确；在原电池中，一般是较活泼的金属作负极，故B错误；原电池的两个电极可以是两种不同的金属，也可以是金属和导电的非金属，故C错误。原电池正、负极的判断易错警示原电池的正极和负极与电极材料的性质
2、有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。变式1将用导线连接的电极X、Y插入装有硫酸铜溶液的烧杯中(外电路中电子流向如图所示)。据此判断下列说法正确的是()A外电路中电流方向为XYB若电极材料分别为锌片和铜片，则Y为锌片CX极上发生还原反应D若电极材料都是金属，则金属活动性：XY答案D解析A项，原电池中电子由负极经外电路流向正极，外电路中电流方向与电子流向相反，故电流方向为Y外电路X，错误；B项，若电极材料分别为锌片和铜片，则锌为负极，即X为锌片，错误；C项，X极是负极，发生氧化反应，错误；D项，若电极材料都是金属，则负极金属活动性大于正极，金属活动性：XY，正确。 二、
3、原电池电极反应式的书写例2高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。请回答下列问题：(1)放电时，正极发生_(填“氧化”或“还原”)反应，则正极反应式为_。(2)放电时，_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。考点原电池的基础知识及应用题点电极反应式的书写答案(1)还原FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH(2)正解析根据高铁电池放电时总反应方程式可知，Zn为负极，负极电极反应式为Zn2e2OH=Zn(OH)2，由电池的总反应方程式负极反应式正极反应式可知，正极
4、反应式为FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH，正极区生成OH且消耗水，OH浓度增大，故正极附近溶液的碱性增强。原电池电极反应式的书写变式2(1)铝空气燃料电池是一种新型的燃料电池，其工作原理如图所示，其中电解质溶液是KOH溶液，正极反应式为O22H2O4e=4OH。试完成下列问题：通入空气的电极是_(填“正”或“负”)极。Al电极是_(填“X”或“Y”)电极。电池总反应式为_ (写离子方程式)。(2)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式都为2H2O2=2H2O。酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸，其负极反应式为2
5、H24e=4H，则其正极反应式为_。碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液，则其负极反应式为_。答案(1)正X4Al4OH3O2=4AlO2H2O(2)O24H4e=2H2O2H24OH4e=4H2O解析(1)该燃料电池中Al失电子作负极，O2得电子，则通入空气的电极作正极；电子由X电极流向Y电极，所以X电极为Al，作负极，Y电极为通入空气的电极，作正极，电池总反应式为4Al4OH3O2=4AlO2H2O。(2)两电极的反应式相加即得电池总反应式，因此，用电池总反应式减去某一电池的反应式，即得另一电极的反应式，故酸式氢氧燃料电池的正极反应式为O24H4e=2H2O。碱式氢氧燃料电池的正极反应
6、式为O22H2O4e=4OH，负极反应式为2H24OH4e=4H2O。三、原电池的设计例3铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_。(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式：负极反应：_；正极反应：_。考点原电池的基础知识及应用题点原电池的设计答案(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)装置如图所示：Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2解析该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：氧化反应(负极反应)：Cu2e=Cu2。还原反应(正极反应)：2Fe
7、32e=2Fe2。故Cu作负极，活动性比Cu差的材料作正极，如Ag、C等，FeCl3溶液作电解质溶液。原电池的设计方法(1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。(2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂ne=氧化产物(负极电极反应)；氧化剂ne=还原产物(正极电极反应)。(3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。变式3依据氧化还原反应：2AgCu=Cu22Ag设计的原电池如图所示。下列有关说法不正确的是()A电
8、极X的材料是CuB电解质溶液Y是CuSO4溶液C电子从X电极经导线流向Ag电极DAg电极为电池的正极，电极反应为Age=Ag答案B解析根据总反应式可知铜失去电子，溶液中的银离子得到电子，铜是负极，银是正极，则电极X的材料是Cu，A项正确；溶液中的银离子得到电子，电解质溶液Y是硝酸银溶液，B项错误；负极失去电子，则电子从X电极经导线流向Ag电极，C项正确；根据以上分析可知Ag电极为电池的正极，电极反应为Age=Ag，D项正确。四、新情境下原电池原理的多角度考查例4(2017北京朝阳区高一月考)MgH2O2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，示意图如图所示。该电池工作时，下列
9、说法正确的是()AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正极移动考点原电池的基础知识与应用题点新情境下原电池原理的多角度考查答案C解析MgH2O2电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg2e=Mg2，H2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H2O22e=2OH(由于电解质为中性溶液，则生成OH)，A项、B项错误，C项正确；由于负极阳离子(Mg2)增多，则Cl向负极移动平衡电荷，D错误。(1)根据原电池原理判断电池的正、负极及电子(或电流)流动方向。(2)分别书写正、负极电极反应式并分析两极可能产生的现象。(3)根据电极反应式判
10、断电解质溶液的pH变化和离子迁移方向。变式4一种以NaBH4和H2O2为原料的新型电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是()A电池的正极反应为H2O22e=2OHB电池放电时Na从a极区移向b极区C电子从电极b经外电路流向电极aDb极室的输出液经处理后可输入a极室循环利用答案C解析A项，正极发生反应：H2O22e=2OH，正确；B项，放电时为原电池，阳离子移向正极，电极b为正极，正确；C项，电子由负极经外电路流向正极，应该由电极a流向电极b，错误；D项，产生的氢氧化钠溶液可以循环使用，正确。1(2018济南一中期中)化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是()A有能量变化是化学反应
11、的基本特征之一B图所示的装置能将化学能转变为电能C图所示的反应为放热反应D化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成答案B解析化学反应过程中，除了有新物质生成，一定伴随能量的变化，所以有能量变化是化学反应的基本特征之一，A项正确；图所示的装置不能形成闭合回路，不能构成原电池，化学能不能转变为电能，B项错误；根据图知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应是放热反应，C项正确；化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，D项正确。2(2018贵港市覃塘期末)某同学用如图所示实验来探究构成原电池的一般条件，下列说法中正确的
12、是()A左瓶的灯泡发光 B右瓶的铜棒变粗C右瓶中铁棒为正极 D左瓶：Fe2e=Fe2答案B解析左瓶电极插入苯中，苯是非电解质，不能构成原电池，灯泡不会发光，A、D错误；右瓶电极插入硫酸铜溶液中，且构成闭合回路，形成原电池，铁是负极，铜是正极，溶液中的铜离子得到电子析出铜，所以铜棒变粗，B正确，C错误。3(2018哈尔滨师大附中期末)选用下列试剂和电极：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成如图所示的原电池装置，观察到电流计G的指针均有偏转，则其可能的组合共有()A6种 B5种C4种 D3种答案B解析该装置是原电池，根据原电池的构成条件选取电极和电解质溶液。当电解质溶液为稀硫酸时，只有铁能作负极，则正极可以是铜，也可以是铂，所以有两种组合；当电解质溶液为硫酸铁时，负极可以是铁，则正极可以是铜，也可以是铂；若负极为铜时，正极只能是铂，所以有三种组合。通过以上分析知，能构成原电池的组合有5种。4(2018宿迁期中)如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是()A外电路的电流方向：X外电路YB若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为ZnC若两电极都是金属，则它们的活泼性为XYDX极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应答案C解析电流的方向是正电荷的移动方向，所以外电路的电流方向：
