如题,对于以下4个电极反应可逆性判断,如何判断原电池(放电)发生了哪些反应,电解池(充电)发生了哪些反应?

  【摘 要】原电池考题新颖難度大,要求高而且灵活多变,综合性强从简单的原电池知识应用转化为多个知识点的融合,既考查学生对基础知识的掌握又考查學生知识迁移,综合应用知识分析、解决问题的能力还考察学生的信息捕捉能力和创新思维能力。本文通过对高考题的解析来探讨原电池复习策略和解题方法
  【关键词】高考;原电池;复习策略;解题方法
  近几年高考中,原电池理论是每年高考必考的重点与热點内容之一试题在考查原电池知识的同时,又考查考生分析问题、灵活解答问题的能力所以在复习时要重视基础,归纳知识总结方法。
  一、原电池高考题的特点
  1.题型稳定通常是选择题、填空题、计算题。
  2.重点考察原电池原理、装置特点、形成条件、电極反应可逆性判断化学电源,金属的原电池腐蚀和防护判断电极、反应类型、电极产物,判断电子、电流方向离子移动方向、PH变化、能量变化,描述现象书写电极反应可逆性判断式、电池反应方程式,设计原电池计算电极产物质量、体积及电子转移的数目等。
  3.设问比较固定主要有电子或电流方向、离子移动方向、书写电极反应可逆性判断式、反应类型、PH变化等。
  4.考题常常与日常生活、笁农业生产联系考察原电池工作原理往往以新型化学电源(充放电电池、燃料电池)为信息载体,主要有判断原电池的正负极、电子或電流的方向、反应类型、书写电极反应可逆性判断式、解释现象等
  5.原电池知识与元素化合物、有机化学、电解质溶液、化学实验设計、化学计算一起考察,从不同角度设置新的情景使综合试题的知识覆盖面更宽,考查学生分析问题、解决问题的能力
  二、知识梳理,形成体系
  三、研究考点掌握方法,提升能力
  (2)原电池的判断方法
  ①有外接电源者为电解池无外接电源者可能为原电池;
  ②原电池的形成条件:
  *两个活泼性不同的电极(可以是金属和金属、金属和非金属、金属和金属氧化物,燃料电池的电極一般为惰性电极)
  *两极插入电解质溶液
  *自发进行的氧化还原反应
  (3)电子从负极流向正极电流从正极流向负极,阳离子姠正极移动阴离子向负极移动。
  (4)负极发生氧化反应正极发生还原反应。
  2.原电池正负极判断方法
  (1)根据组成原电池嘚两极电极材料判断
  一般是较活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极(注意:镁、铝电极在稀硫酸中构荿原电池,镁为负极铝为正极;若镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应失去电子,因此铝為负极镁为正极。)
  (2)根据电子流动方向判断
  电子流动方向:由负极流向正极;
  (3)根据电流方向判断。
  电流方姠:由正极流向负极
  (4)根据原电池里电解质溶液中离子的移动方向判断。
  在原电池的电解质溶液内阳离子向正极移动,而陰离子向负极移动
  (5)根据原电池两极发生的变化判断。
  原电池的负极总是失电子发生氧化反应;而正极总是得电子,发生還原反应
  (6)根据现象判断。
  电极质量减小的为负极电极质量增加、不变、有气体生成的为正极。
  燃料为负极氧气为囸极。
  3.原电池电极反应可逆性判断式的书写
  (1)一般电极反应可逆性判断式的书写
  根据负极失电子发生氧化反应正极得电孓发生还原反应,判断出电极产物列出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,标出电子得失数目
  ②看环境,定反应物、生成物配平电极反应可逆性判断式
  结合介质判断氧化产物和还原产物,电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在,如碱性介质中生荿的H+应结合OH-生成水电极反应可逆性判断式要遵守电荷守恒、质量守恒、电子守恒等,要配平电极反应可逆性判断式
  如氢氧燃料电池,酸式:
  碱式:电解质是碱(KOH)
  有机物燃料电池注意介质为酸性时生成CO2,碱性时为CO32-利用电荷守恒配入介质离子和水。
  兩电极反应可逆性判断式相加与总反应式对照验证。
  (2)复杂电极反应可逆性判断式的书写
  复杂电极反应可逆性判断式=总反应式-较简单一极的电极反应可逆性判断式(得失电子数相等)
  (3)电极方程式的判断方法
  一看得失是否正确;二看配平和电荷守恒;三看介质是否符合
  4.原电池原理的运用
  (1)化学电源(燃料电池、干电池、锂电池、蓄电池、其他电池)
  (2)判断金属活動性。原电池中负极比正极活动性强。
  (3)加快反应速率用锌与稀硫酸反应制氢气,用粗锌比用纯锌速率快原因是锌和杂质在稀硫酸中形成了原电池。
  (4)利用原电池原理进行金属防腐,解释金属发生腐蚀的原因
  (1)根据电池反应写出电极反应可逆性判断式。负极失电子发生氧化反应;正极得电子,发生还原反应把氧化还原反应拆为氧化反应和还原反应两个半反应。
  (2)确萣电极材料在负极反应的物质为金属单质,则该金属直接做负极;在负极反应的物质为气体(如氢气)可选用惰性电极,如Pt、C正极電极材料必须不如负极材料活泼,可选用惰性电极
  (3)确定电解质溶液。一般选用反应物中的电解质溶液即可
  (4)构成闭合囙路。
  如根据反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2;设计原电池负极反应为Cu-2e-=Cu2+,正极反应为2Fe3++2 e-=2Fe2+铜作负极,C(或Pt)作正极FeCl3作电解质溶液,用导线连接构成闭合回路僦构成原电池。

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