以不变应万变 “奇葩”电池不“奇葩”——针对原电池原理及应用考点的复习策略

吉林省集安市第一中学(134200) 王德才●



以不变应万变 “奇葩”电池不“奇葩”
——针对原电池原理及应用考点的复习策略

吉林省集安市第一中学(134200)
王德才●

近几年，考查原电池原理及其应用的试题在全国各省市高考理综化学试卷中频繁呈现，试题以新型化学电源的研发、污染物的处理为载体，取材广、信息新、综合强、难度大，多半以图文并茂形式呈现.如何快速从令人眼花缭乱的“奇葩”的题图中厘清思路、从容破题呢？策略是用不变的“理”(原电池原理)破万变的“题”.

一、依据不变的“理”

依据原电池原理、装置图正确判断其正负极:

判断依据负极正极1电子流向电子流出的一极电子流入的一极2离子移动方向(离子膜种类及移动方向)阴离子移向该极阳离子移向该极3金属的活动性在非氧化性稀酸中，相对活泼金属在非氧化性稀酸中，相对不活泼金属及部分非金属(如石墨等)4电极质量变化一般说来，电极质量减小(金属电极溶解)一般说来，电极质量增加(析出金属)或析出气体5发生反应类型还原剂(包括燃料)在该极发生氧化反应氧化剂(包括氧气)在该极发生还原反应6pH变化一般说来，pH减小一极(生成H+或消耗OH-)一般说来，pH增大一极(生成OH-或消耗H+)

二、应对万变的“题”

1.依据图形，找出“题眼”

以新型化学电源的研发、污染物处理为载体的试题种类繁多，图形“奇葩”，但图形中蕴含着许多解题信息，如电子转移方向、溶液中离子移动方向、离子交换膜类型、电极材料、入口的原料、出口的产品、循环物质等.这些都是解题的“题眼”，通过这些信息可准确判断电池正负极，判断电极产物，为书写电极反应式奠定基础.

2.抓住选项，避繁就简

该类试题的特点往往是“起点高”——内容新颖、图形“奇葩”，增加考生心理压力；“落点低”——考查的内容不一定难，都是学过的基础知识和原理(参照上述表格中基础知识).解题要从题图中抓住与选项有关的知识(题眼)，不去追究与选项无关的“为什么”，迅速突破选项考查内容.

3.掌握方法，快速准确

电极反应式的书写、判断是该类试题难点之一，学会下列两种方法，可一举突破.

(1)“加减法”(更适合燃料电池)

记忆在不同介质中燃料电池正极电极反应式：

利用燃料电池总反应离子方程式减去正极电极反应式式，消去O2便得出负极的电极反应式.

(2)“三步法”(适合复杂电极反应式书写、判断，在本文例题中予以讲解)

例1 (2015·江苏化学)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图所示，下列有关该电池说法正确的是( ).

B.电极A上H2参与的电极反应式为：

D.电极B上发生的反应为：

解析 分析题图，这是一个复杂的燃料电池装置，从电极A进入的原料气体为CO、H2，出口为CO2和H2O，发生氧化反应，故A电极为负极；B电极通入O2和CO2的混气体，发生还原反应，故B电极为正极.

例2 某新型电池，以NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料，该电池可用作深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示.下列说法正确的是( ).

A. 电池工作时Na+从b极区移向a极区

B. 每消耗3 mol H2O2，转移3 mol e-

C.b极上的电极反应式为：

D.a极上的电极反应式为：

解析 分析题图，从电极a、b进料口输入的原料及出料口输出的产品化合价分析得出，a极为负极，b极为正极，电解质为NaOH.运用“三步法”书写电极反应式过程如下：

第一步，标出价态变化元素的化合价，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物.

正极：氧化剂 → 还原产物，即H2O2→ OH-

第二步，根据对应元素化合价变化，确定得失电子数目，并以式子表示出来.

答案：D

A．放电时，LixC6发生氧化反应

B．充电时，Li+通过阳离子交换膜从左向右移动

C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连

D．放电时，电池正极反应为Lil-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2

答案：B

例4 一种微生物电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是( ).

A．a电极发生还原反应

B．H+由右室通过质子交换膜进入左室

D．电池工作时，电流由a电极沿导线流向b电极

解析 由质子交换膜得出电解质溶液为酸，由化合价变化分析得出：C6H6O→CO2在负极上发生(C6H6O中C的化合价为- 2/3)，NO3-→N2在正极上发生，电极反应式为：

负极：C6H6O-28e-+ 11H2O=6CO2+ 28H+

正极：2NO3-+10e-+ 12H+=N2+ 6H2O

答案：C

总之，涉及原电池原理及应用的试题种类繁多，题图“奇葩”，但“奇葩”的题图中蕴藏着不变“理”，即抓住了原电池正负极的六项判据，就能快速、准确判断出原电池的正负极；抓住了电极反应环境，恰当运用“加减法”、“三步法”就能准确书写、判断放电过程中的电极反应式，轻松突破试题中的难点部分，“奇葩”电池不“奇葩”.

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1008-0333(2017)10-0084-02