高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化微型專題重點(diǎn)突破四課件蘇教版必修

微型專題重點(diǎn)突破(四)專題2化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.會(huì)判斷原電池的正極和負(fù)極，會(huì)正確書寫原電池電極反應(yīng)式。2.根據(jù)原電池原理，會(huì)分析新型化學(xué)電池。[核心素養(yǎng)]1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：會(huì)分析物質(zhì)化學(xué)變化和能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：在解題過程中，建立原電池相關(guān)知識(shí)應(yīng)用的思維模型，并能用模型解決實(shí)際問題。微型專題考題精選內(nèi)容索引微型專題一、原電池正負(fù)極的判斷例1

(2017·唐山期中)下列敘述中正確的是A.原電池的負(fù)極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)B.原電池中較活潑的金屬作正極C.原電池中的電極一定是兩種不同的金屬D.原電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極答案解析√解析原電池的負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤，D正確；在原電池中，一般是較活潑的金屬作負(fù)極，故B錯(cuò)誤；原電池的兩個(gè)電極可以是兩種不同的金屬，也可以是金屬和導(dǎo)電的非金屬，故C錯(cuò)誤。原電池正、負(fù)極的判斷思維模型易錯(cuò)警示原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作負(fù)極的思維定勢(shì)。變式1將用導(dǎo)線連接的電極X、Y插入裝有硫酸銅溶液的燒杯中(外電路中電子流向如圖所示)。據(jù)此判斷下列說法正確的是A.外電路中電流方向?yàn)閄→YB.若電極材料分別為鋅片和銅片，則Y為鋅片C.X極上發(fā)生還原反應(yīng)D.若電極材料都是金屬，則金屬活動(dòng)性：X>Y答案解析√解析A項(xiàng)，原電池中電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，外電路中電流方向與電子流向相反，故電流方向?yàn)閅→外電路→X，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，若電極材料分別為鋅片和銅片，則鋅為負(fù)極，即X為鋅片，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，X極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若電極材料都是金屬，則負(fù)極金屬活動(dòng)性大于正極，金屬活動(dòng)性：X>Y，正確。二、原電池電極反應(yīng)式的書寫例2高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通電池相比，該電池能較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。請(qǐng)回答下列問題：(1)放電時(shí)，正極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，則正極反應(yīng)式為_____________________________________。(2)放電時(shí)，_____(填“正”或“負(fù)”)極附近溶液的堿性增強(qiáng)。答案解析還原正解析根據(jù)高鐵電池放電時(shí)總反應(yīng)方程式可知，Zn為負(fù)極，負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，由電池的總反應(yīng)方程式－負(fù)極反應(yīng)式＝正極反應(yīng)式可知，正極反應(yīng)式為FeO

＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，正極區(qū)生成OH－且消耗水，OH－濃度增大，故正極附近溶液的堿性增強(qiáng)。原電池電極反應(yīng)式的書寫思維模型變式2

(1)鋁—空氣燃料電池是一種新型的燃料電池，其工作原理如圖所示，其中電解質(zhì)溶液是KOH溶液，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。試完成下列問題：①通入空氣的電極是_____(填“正”或“負(fù)”)極。②Al電極是_____(填“X”或“Y”)電極。③電池總反應(yīng)式為_________________________________(寫離子方程式)。解析該燃料電池中Al失電子作負(fù)極，O2得電子，則通入空氣的電極作正極；電子由X電極流向Y電極，所以X電極為Al，作負(fù)極，Y電極為通入空氣的電極，作正極，電池總反應(yīng)式為4Al＋4OH－＋3O2===4AlO＋2H2O。答案解析正X(2)航天技術(shù)中使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便和無污染等優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的電池總反應(yīng)式都為2H2＋O2===2H2O。①酸式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是稀硫酸，其負(fù)極反應(yīng)式為2H2－4e－===4H＋，則其正極反應(yīng)式為_______________________。解析兩電極的反應(yīng)式相加即得電池總反應(yīng)式，因此，用電池總反應(yīng)式減去某一電池的反應(yīng)式，即得另一電極的反應(yīng)式，故酸式氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。答案解析O2＋4H＋＋4e－===2H2O②堿式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是KOH溶液，則其負(fù)極反應(yīng)式為_________________________。解析堿式氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，負(fù)極反應(yīng)式為2H2＋4OH－－4e－===4H2O。答案解析2H2＋4OH－－4e－===4H2O解析該氧化還原反應(yīng)可拆分為如下兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng))：Cu－2e－===Cu2＋。還原反應(yīng)(正極反應(yīng))：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。故Cu作負(fù)極，活動(dòng)性比Cu差的材料作正極，如Ag、C等，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。三、原電池的設(shè)計(jì)例3鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取?1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：__________________________。答案解析2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)：________________；正極反應(yīng)：_____________________。答案答案裝置如圖所示：Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋原電池的設(shè)計(jì)方法(1)定：確定一個(gè)能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(2)拆：將氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，分別作為負(fù)極和正極的電極反應(yīng)，還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物(負(fù)極電極反應(yīng))；氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物(正極電極反應(yīng))。(3)找：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的還原劑和氧化劑確定原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液，正極一般選擇比負(fù)極穩(wěn)定的金屬或能導(dǎo)電的非金屬。(4)畫：連接電路形成閉合回路，畫出原電池示意圖。思維模型變式3依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是A.電極X的材料是CuB.電解質(zhì)溶液Y是CuSO4溶液C.電子從X電極經(jīng)導(dǎo)線流向Ag電極D.Ag電極為電池的正極，電極反應(yīng)為Ag＋＋e－===Ag答案解析√解析根據(jù)總反應(yīng)式可知銅失去電子，溶液中的銀離子得到電子，銅是負(fù)極，銀是正極，則電極X的材料是Cu，A項(xiàng)正確；溶液中的銀離子得到電子，電解質(zhì)溶液Y是硝酸銀溶液，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極失去電子，則電子從X電極經(jīng)導(dǎo)線流向Ag電極，C項(xiàng)正確；根據(jù)以上分析可知Ag電極為電池的正極，電極反應(yīng)為Ag＋＋e－===Ag，D項(xiàng)正確。例4

(2017·北京朝陽區(qū)高一月考)Mg—H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如圖所示。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl－向正極移動(dòng)四、新情境下原電池原理的多角度考查答案解析√解析Mg—H2O2電池，活潑金屬(Mg)作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Mg－2e－===Mg2＋，H2O2在正極(石墨電極)發(fā)生還原反應(yīng)：H2O2＋2e－===2OH－(由于電解質(zhì)為中性溶液，則生成OH－)，A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；由于負(fù)極陽離子(Mg2＋)增多，則Cl－向負(fù)極移動(dòng)平衡電荷，D錯(cuò)誤。(1)根據(jù)原電池原理判斷電池的正、負(fù)極及電子(或電流)流動(dòng)方向。(2)分別書寫正、負(fù)極電極反應(yīng)式并分析兩極可能產(chǎn)生的現(xiàn)象。(3)根據(jù)電極反應(yīng)式判斷電解質(zhì)溶液的pH變化和離子遷移方向。思維啟迪解析A項(xiàng)，正極發(fā)生反應(yīng)：H2O2＋2e－===2OH－，正確；B項(xiàng)，放電時(shí)為原電池，陽離子移向正極，電極b為正極，正確；C項(xiàng)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，應(yīng)該由電極a流向電極b，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，產(chǎn)生的氫氧化鈉溶液可以循環(huán)使用，正確。變式4一種以NaBH4和H2O2為原料的新型電池的工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.電池的正極反應(yīng)為H2O2＋2e－===2OH－B.電池放電時(shí)Na＋從a極區(qū)移向b極區(qū)C.電子從電極b經(jīng)外電路流向電極aD.b極室的輸出液經(jīng)處理后可輸入a極室循環(huán)利用答案解析√考題精選1.(2018·濟(jì)南一中期中)化學(xué)能可與熱能、電能等相互轉(zhuǎn)化。下列表述不正確的是A.有能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一B.圖Ⅰ所示的裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.圖Ⅱ所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是化學(xué)鍵的斷裂與形成123456答案解析√78解析化學(xué)反應(yīng)過程中，除了有新物質(zhì)生成，一定伴隨能量的變化，所以有能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一，A項(xiàng)正確；圖Ⅰ所示的裝置不能形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池，化學(xué)能不能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽珺項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖Ⅱ知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，C項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量變化，斷鍵需要吸收能量，成鍵放出能量，所以化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是化學(xué)鍵的斷裂與生成，D項(xiàng)正確。12345678A.左瓶的燈泡發(fā)光 B.右瓶的銅棒變粗C.右瓶中鐵棒為正極 D.左瓶：Fe－2e－===Fe2＋2.(2018·貴港市覃塘期末)某同學(xué)用如圖所示實(shí)驗(yàn)來探究構(gòu)成原電池的一般條件，下列說法中正確的是答案解析√12345678解析左瓶電極插入苯中，苯是非電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，燈泡不會(huì)發(fā)光，A、D錯(cuò)誤；右瓶電極插入硫酸銅溶液中，且構(gòu)成閉合回路，形成原電池，鐵是負(fù)極，銅是正極，溶液中的銅離子得到電子析出銅，所以銅棒變粗，B正確，C錯(cuò)誤。123456783.(2018·哈爾濱師大附中期末)選用下列試劑和電極：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、鐵棒、銅棒、鉑棒，組成如圖所示的原電池裝置，觀察到電流計(jì)G的指針均有偏轉(zhuǎn)，則其可能的組合共有A.6種 B.5種

C.4種 D.3種答案解析12345678√解析

該裝置是原電池，根據(jù)原電池的構(gòu)成條件選取電極和電解質(zhì)溶液。當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，只有鐵能作負(fù)極，則正極可以是銅，也可以是鉑，所以有兩種組合；當(dāng)電解質(zhì)溶液為硫酸鐵時(shí)，負(fù)極可以是鐵，則正極可以是銅，也可以是鉑；若負(fù)極為銅時(shí)，正極只能是鉑，所以有三種組合。通過以上分析知，能構(gòu)成原電池的組合有5種。123456784.(2018·宿遷期中)如圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對(duì)此裝置的下列說法正確的是A.外電路的電流方向：X→外電路→YB.若兩電極分別為Zn和石墨棒，則X為石墨棒，Y為ZnC.若兩電極都是金屬，則它們的活潑性為X>YD.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)答案解析√12345678解析電流的方向是正電荷的移動(dòng)方向，所以外電路的電流方向：Y→外電路→X，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若兩電極分別為Zn和碳棒，由于活動(dòng)性：Zn>C，則X為Zn，Y是碳棒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若兩電極都是金屬，根據(jù)原電池的構(gòu)成條件，活潑性強(qiáng)的失去電子，作負(fù)極，則它們的活潑性：X>Y，C項(xiàng)正確；X極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Y極上獲得電子，發(fā)生的是還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。123456785.(2018·新疆建設(shè)兵團(tuán)二中期中)電動(dòng)自行車由于靈活、快捷、方便，已成為上班族的主要代步工具，其電源常采用鉛蓄電池。反應(yīng)原理：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)

2PbSO4(s)＋2H2O(l)。根據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述錯(cuò)誤的是A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)B.充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.放電時(shí)，電解液的密度增大D.充電時(shí)，電解液的pH減小答案解析12345678√解析根據(jù)總反應(yīng)式可知放電時(shí)負(fù)極鉛發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，反應(yīng)為Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)，A項(xiàng)正確；充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B項(xiàng)正確；放電時(shí)消耗硫酸，生成難溶性硫酸鉛和水，電解液的密度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)生成硫酸，氫離子濃度增大，電解液的pH減小，D項(xiàng)正確。123456786.(2018·哈六中期中)有關(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是A.CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原

電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中一定是銀作

正極C.因?yàn)殍F的活潑性強(qiáng)于銅，所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后放入濃硝酸中，

若能組成原電池，必是鐵作負(fù)極、銅作正極D.理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池答案解析√12345678解析所給反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，沒有電子轉(zhuǎn)移，雖然為放熱反應(yīng)，但不能將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)所給反應(yīng)，負(fù)極材料應(yīng)該是Cu，但正極材料可以用Ag，也可以用碳棒等惰性電極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)鐵和銅作為電極放入濃硝酸中時(shí)，鐵因鈍化瞬間停止反應(yīng)，而銅可持續(xù)被濃硝酸溶解，所以銅是負(fù)極，C項(xiàng)錯(cuò)誤。123456787.下列四組原電池，其中放電后電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加，且在正極有單質(zhì)生成的是A.Cu、Ag、AgNO3溶液

B.Zn