高考化学解题方法归纳难点中学教育高考_中学教育-高考.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 2010 高考化学解题方法归纳(难点 23)难点 23 燃料电池 燃料电池两电极都不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气，电极反应式的书写有难度。难点磁场 请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与 CO2的混合气为阴极助燃气，制得在 650 下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO 2CO234CO24e 正极反应式：。总电池反应式：。案例探究 例题 某原电池中盛有 KOH 浓溶液，若分别向_(填“正”或“负”，下同)极通

2、入可燃性气体，向_极通入 O2，则电路中就有电流通过，试完成下列问题：可燃性 气体 正极反应 负极反应 电池总反应 pH变化(1)H2 (2)H2S (3)CO (4)CH4 (5)C2H4 (6)C2H2 命题意图：考查学生书写燃料电池电极反应的能力。知识依托：原电池原理和氧化还原反应原理。错解分析：忽视电解质溶液是 KOH 溶液，误以为负极能放出酸性气体。解题思路：燃料电池中，负极通入的气体具有可燃性，在反应中失去电子，被氧化到较高价态：氢元素将被氧化到最高价：1 价，在碱性溶液中产物不是 H，而是 H2OH与OH结合的产物。H2S 中硫元素，含碳物质中的碳元素将被氧化到4 价，而4 价的

3、硫(或4 价的碳)又不能单独存在，在其常见形式 SO2和 SO23(或 CO2和 CO23)中，因周围环境显碱性生成酸性氧化物是不可能的，产物应为 SO23(或 CO23)，O2由谁来提供？显然是 OH，提供 O2后裸离的 H怎么办？与别的 OH结合生成 H2O。若燃料中含有1 价的氢元素，则它反应前后的价态不变(都是1 价)，氢元素反应前在含碳燃料中，反应后在生成物水中。负极电极反应式可根据电荷守恒而配平。学习必备 欢迎下载 燃料电池中，正极通入的 O2得电子被还原，成为 O2。O24e=2O2 O2被 H2O分子俘获变为 OH：H2OO2=2OH 将正、负两极电极反应式叠加，可得电池总反应

4、。根据电池总反应可判定电解质溶液pH的变化。答案：正极反应 负极反应 电池总反应 pH变化(1)O2 4e2H2O=4OH H22e2OH=2H2O 2H2O2=2H2O 变小(2)H2S6e8OH=SO235H2O 2H2S 3O2 4OH=2SO234H2O 变小(3)CO 2e4OH=CO232H2O 2CO O24OH=2CO232H2O 变小(4)CH4 8e 10OH=CO237H2O CH42O22OH=CO233H2O 变小(5)C2H4 12e 16OH=2CO2310H2O C2H43O24OH=2CO234H2O 变小(6)C2H2 10e 14OH=2CO238H2O

5、2C2H2 5O2 8OH=4CO236H2O 变小 锦囊妙计 燃料电池的负极反应，一般较难写出，而正极反应和电池总反应却较易写出。用电池总反应减去正极反应可得负极反应，这是写负极反应式的一种巧妙方法。歼灭难点训练 1.()将例题中的惰性电极改为 Al 电极和 Mg电极，并停止通气体，则：(1)正极反应为：；(2)负极反应为：；(3)电极总反应式为：_；电解质溶液的 pH变化为：_(填“增大”“不变”或“变小”)。2.()将例题中的“KOH(aq)”改为：稀 H2SO4，其他同例题，试回答前(4)问。3.()将 Al、Fe 两电极分别插入盛有稀 HNO3的电解质溶液中组成原电池，试回答 1 题

6、中三个问题。4.()将 Al、Cu两电极分别插入盛有 18.4 mol L1的 H2SO4(aq)中组成原电池，试回答 1 中三问。附：参考答案 难点磁场 提示：原电池中，正极上富余电子，通入正极上的 O2得到电子：O24e=2O2 O2半径很小，在熔盐中不能单独存在，被 CO2分子俘获：燃料和氧气电极反应式的书写有难度难点磁场请试做下列题目然后自我界定学习本篇是否需要熔融盐燃料电池具有高的发电效率因而受到重视可用和的熔融盐混合物作电解质为阳极燃气空气与的混合气为阴极助燃气制得在下工作的向填正或负下同极通入可燃性气体向极通入则电路中就有电通过试完成下列问题变化正极反应负极反应电池总反应可燃性气

7、体命题意图考查学生书写燃料电池电极反应的能力知识依托原电池原理和氧化还原反应原理错解分析忽视电氧化到较高价态氢元素将被氧化到最高价价在碱性溶液中产物不是而是与结合的产物中硫元素含碳物质中的碳元素将被氧化到价而价的硫或价的碳又不能单独存在在其常见形式和或和中因周围环境显碱性生成酸性氧化物是不可能的学习必备 欢迎下载 CO2O2=CO23 将正、负两极上的电极反应式叠加，可得总反应方程式。答案：O22CO24e=2CO23 2CO O2=2CO2 歼灭难点训练 1.提示：碱性溶液中，Al 比 Mg活泼，负极上 Al 失去电子。正极上 H2O得电子，逸出H2，生成 OH。答案：(1)6H2O6e=6

8、OH3H2(或 6H6e=3H2)(2)2Al 6e8OH=2AlO24H2O(3)2Al 2OH2H2O=2AlO23H2 变小 2.提示：负极上，H2、H2S、CO、CH4失电子，分别生成 H、H和 SO2、CO2、H和 CO2，产物中 O原子由 H2O提供。正极上，O2得电子变为 O2，O2与 H结合生成 H2O。如果有水生成，溶液的浓度和 pH都会发生变化。答案：正极反应 负极反应 电池总反应 pH变化(1)O2 4e4H+=2H2O H22e=2H+2H2O2=2H2O 变大(2)H2S6e2H2O=SO26H+2H2S3O2=2SO 2H2O 变大(3)CO 2eH2O=CO22H

9、+2CO O2=CO2 不变(4)CH48e2H2O=CO28H+CH42O2=CO22H2O 变大 3.提示：活泼金属 Al 失电子变成 Al3，电子由负极流向正极，正极上 NO3(而非 H)得电子变成 NO逸出，同时有 H参加反应，与 NO3的另外 2 个2 价的 O原子结合成 H2O分子。答案：(1)4HNO33e=2H2ONO (2)Al 3e=Al3(3)Al 4H2NO3=Al32H2ONO 变大 4.解析：活泼金属 Al 在浓硫酸中钝化，Cu作负极失去电子成为 Cu2，电子流向正极，正极上溶液中的 H2SO4分子得到电子变为 H2O和 SO2。由于纯硫酸的电离度大于纯水的电离度。

10、而在水参加的电极反应式中，H2O分子可拆为 H和 OH，所以浓硫酸参加的电极反应式中，H2SO4分子可拆成 H和 SO24；而依照离子方程式的写法，可知在电池反应中 H2SO4分子不能拆分为离子。因为电池反应中，H2SO4被消耗，且有 H2O生成，所以 H2SO4逐渐变稀，c(H)逐渐变大，燃料和氧气电极反应式的书写有难度难点磁场请试做下列题目然后自我界定学习本篇是否需要熔融盐燃料电池具有高的发电效率因而受到重视可用和的熔融盐混合物作电解质为阳极燃气空气与的混合气为阴极助燃气制得在下工作的向填正或负下同极通入可燃性气体向极通入则电路中就有电通过试完成下列问题变化正极反应负极反应电池总反应可燃性

11、气体命题意图考查学生书写燃料电池电极反应的能力知识依托原电池原理和氧化还原反应原理错解分析忽视电氧化到较高价态氢元素将被氧化到最高价价在碱性溶液中产物不是而是与结合的产物中硫元素含碳物质中的碳元素将被氧化到价而价的硫或价的碳又不能单独存在在其常见形式和或和中因周围环境显碱性生成酸性氧化物是不可能的学习必备 欢迎下载 pH逐渐变小，直至浓 H2SO4变成稀 H2SO4，Cu与稀 H2SO4不再发生反应。但这时 Al 与稀 H2SO4发生反应，负极上 Al 失电子变为 Al3，正极上 H得电子变为 H2。稀 H2SO4被消耗，c(H)变小，pH变大。答案：(1)开始：4HSO242e=2H2OSO

12、2，后来：2H2e=H2(2)开始：Cu2e=Cu2，后来：Al3e=Al3(3)开始：Cu2H2SO4(浓)=CuSO42H2OSO2，后来：2Al3H2SO4(稀)=Al2(SO4)33H2 先变小后变大 燃料和氧气电极反应式的书写有难度难点磁场请试做下列题目然后自我界定学习本篇是否需要熔融盐燃料电池具有高的发电效率因而受到重视可用和的熔融盐混合物作电解质为阳极燃气空气与的混合气为阴极助燃气制得在下工作的向填正或负下同极通入可燃性气体向极通入则电路中就有电通过试完成下列问题变化正极反应负极反应电池总反应可燃性气体命题意图考查学生书写燃料电池电极反应的能力知识依托原电池原理和氧化还原反应原理错解分析忽视电氧化到较高价态氢元素将被氧化到最高价价在碱性溶液中产物不是而是与结合的产物中硫元素含碳物质中的碳元素将被氧化到价而价的硫或价的碳又不能单独存在在其常见形式和或和中因周围环境显碱性生成酸性氧化物是不可能的