一、考查原電池的組成及原理
原電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,要組成原電池,必須有兩個相連接的活潑性不同的電極及電解質(zhì)溶液。學(xué)習(xí)原電池,我們要能夠準(zhǔn)確判定原電池和電解池,并能對裝置內(nèi)部的離子移動方向進(jìn)行判定,如,在原電池中,陽離子總是向正極移動,在電解池中,陽離子總是向陰極移動。
例1.以下各種關(guān)于原電池的敘述正確的是()
A將鐵、銅兩種金屬連接插入NaOH溶液中,可以組成原電池
B在鐵、鋁、稀硫酸組成的原電池中,鐵做負(fù)極,鋁做正極
C某氫氧燃料電池兩個電極均是石墨電極,因兩電極活潑性相同,所以沒有正負(fù)極之分
D在鋅、銅和稀硫酸組成的原電池中,當(dāng)電池工作時,溶液的pH不變
分析:題目從各個角度對原電池概念及電極的判定等知識進(jìn)行了考查。A中符合原電池的組成要求,鐵、銅兩種活潑性不同的金屬連接插入電解質(zhì)溶液中,所以能形成原電池,故A正確;B中,鋁比鐵活潑,因此鋁做負(fù)極,鐵做正極,所以B選項是錯誤的;C中雖然兩電極材料相同,但是發(fā)生了氧化還原反應(yīng),形成了電池,有正負(fù)極之分,負(fù)極是2H2→4H++4e-,正極是2H2O+O2+4e-→4OH-;在鋅、銅和稀硫酸組成的原電池中,電池工作時,負(fù)極發(fā)生Zn→Zn2++2e-、正極發(fā)生2H++2e-→H2↑,消耗了H+所以pH增大,答案D錯誤。
答案:A
我們在學(xué)習(xí)原電池原理的應(yīng)用時,要結(jié)合電解原理進(jìn)行,將原電池和電解池進(jìn)行比較記憶,達(dá)到扎實掌握知識的目的。
例3.研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是()
A水既是氧化劑又是溶劑
B放電時正極上有氫氣生成
C放電時OH-向正極移動
D總反應(yīng)為:2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
分析:這是一道2011年福建高考題,主要考查了原電池原理,難度較小。本題從鋰電池的應(yīng)用切入,對原電池的原理及電池內(nèi)部的反應(yīng)進(jìn)行了考查,在以金屬鋰和鋼板為電極材料時,金屬鋰做負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生氫氣,因此B選項正確;鋰作為活潑的金屬,遇到水會發(fā)生反應(yīng):2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,在這一反應(yīng)里,水中的氫元素化合價降低,變成氫氣,水做氧化劑,所以選項A、D正確;在原電池中,陽離子一定向正極移動,陰離子一定向負(fù)極移動,所以放電時OH-向負(fù)極移動,故C選項的說法錯誤。
答案:C
除以上幾個方面外,有關(guān)原電池的簡單計算也經(jīng)常出現(xiàn)在各級命題中,如,溶液中離子濃度的變化、溶液PH的變化、電池反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的計算等。