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高考知识点——原电池原理及其应用(化学)

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知识点总结

        本节知识主要讲解原电池的定义、原电池的构成条件以及正负极的判断。常见的几种电池的特点及电极反应式。区别常见的金属腐蚀(化学腐蚀与化学腐蚀、析氢腐蚀与吸氧腐蚀),总结金属的防护方法,了解原电池的应用。

        1、金属的腐蚀:化学腐蚀与电化腐蚀

 

化学腐蚀

电化腐蚀

条  件

金属跟Cl2、O2等直接接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现  象

无电流产生

有微弱的电流

本  质

金属被氧化过程

较活泼金属被氧化过程

备  注

两者同时发生,以电化腐蚀为主

         2、析氢腐蚀和吸氧腐蚀

 

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条  件

水膜酸性较强

水膜酸性较弱或呈中性

负极反应

Fe-2e-=Fe2+

Fe-2e-=Fe2+

正极反应

2H++2e-=H2↑

2H2O+O2+4e-=4OH-

总反应

Fe+2H+=Fe2++H2↑

2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

备  注

吸氧腐蚀为主

 

         3、金属的防护方法:改变金属的内部组织结构;在金属表面覆盖保护层;电化学保护法(牺牲阳极保护法);外加电源法(将被保护的金属与电源的负极相连接,由于电源的负极向该金属提供电子,该金属就不失电子而得以保护)。

        4、原电池原理的应用:制造各类电池;金属的腐蚀与防护;判断金属的活泼性;加快反应速率。


常见考法

        本知识点主要以选择题、填空题、探究题、计算的形式考查原电池的工作原理,原电池中的电荷守恒,金属腐蚀与金属的防护结合来考察。另外会结合电解池形成电池组,分析他们的反应以及产物的种类、数量等。


误区提醒

         1、原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子转移定向移动形成电流,产生电能,因此原电池的作用是将化学能转化为电能。

        2、原电池中两极活泼性相差越大,电池产生的电流强度越大。

        3、金属腐蚀快慢的判断方法:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>有防腐措施的腐蚀;同一种金属的腐蚀:强电解质>弱电解质>非电解质。

【典型例题】

例、电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应是:

Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

电池的总反应式为:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO,下列判断正确的是( )

A、锌为正极,Ag2O为负极

B、锌为负极,Ag2O为正极

C、原电池工作时,负极附近溶液的pH值减小

D、原电池工作时,负极附近溶液的pH值增大

解析:原电池的负极上发生氧化反应,所以锌为负极,根据题目给出的电极反应式,负极的氧化反应要消耗OH-,溶液的碱性减小,因此负极附近溶液的p H值变小。

答案:BC

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