2019版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量变化第21讲原电池化学电源学案

1、第 21 讲原电池化学电源【考纲要求】1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。考点一原电池的工作原理及应用知识毓理夯实慕础强化要点-0-1 .概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。2 原电池的构成条件(1) 一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2) 二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3) 三看是否形成闭合回路， 形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中。3 .工作原理以锌铜原电池为例2(1)反

2、应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn 2e =ZrTCu2十+ 2e=Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由 Zn 片沿导线流向 Cu 片盐桥中离子移向盐桥含饱和 KCl 溶液，移向正极，Cl移向负极(2)盐桥的组成和作用1盐桥中装有饱和的 KCI、KNO 等溶液和琼胶制成的胶冻。2盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。r正误判断正误判断 辨析易错易混辨析易错易混(1) 理论上说，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池(V)(2) 在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极(V)用 Mg Al 分别作电极，用 NaOH 溶液作电解液构成的原电

3、池，Mg 为正极(V)(4)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生(X)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(X)(6) 两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(X)(7) 一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高(V)(8) 由于 CaO HO=Ca(OH),可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池(X)r深度思考深度思考* *提升思维腿力提升思维腿力原电池正负极的判断方法(1) 由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为 _ 极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为_ 极。(2) 根据电

4、流方向或电子流动方向判断。电流由_极流向_ 极；电子由_极流向_ 极。CuSO,懈戒ZnSOj CiiS0hM3根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向_ 极，阴离子移向 _ 极。(4) 根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的 _ 极失电子发生氧化反应，其 _极得电子发生还原反应。(5) 根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为_ 极，增重或有气体逸出的一极为 _极。答案负正(2)正负负正(3)正负(4)负正(5)负正4提示 判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况， 例如:Al 在强碱性溶液中比 Mg 更易失电子，Al 作负极

5、，Mg 作正极；Fe、Al 在浓 HNO 中钝化，比Cu 等金属更难失电子，Cu 等金属作负极，Fe、Al 作正极。解题探究题组一原电池的工作原理1.（1）下列装置属于原电池的是 _2.（2017 信阳质检）分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是（）A.中 Mg 作负极，中 Fe 作负极B. 中 Mg 作正极，电极反应式为 6H2C 6e=6OH+C. 中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe 2=F+D. 中 Cu 作正极，电极反应式为 2H+ 2e=Hf答案 B解析 中 Mg 不与 NaOH 溶液反应，而 Al 能和 NaOH 溶液反应失去电子， 故 Al 是负极；中Fe 在浓硝酸中钝

6、化，Cu 和浓 HNO 反应失去电子作负极，A C 错；中电池总反应为 2Al +应为_ 。答案FeFe 2e =FeCu 2H+2e=Hf电极反A-:牙全-在选出的原电池中,A1皿心曰；容液NLLCIM52NaOHF 2HzO=2NaAl(2H3H2f,负极反应式为 2Al + 8OH 6e=2AlC+ 4H2O, 二者相减得到正极反应式为 6H2O+ 6e=60H+ 3H2f,B 正确；中 Cu 是正极，电极反应式为 C2+ 2H2O6+ 4e =4QH, D 错。一一练后反思练后反思- （1）Fe 作负极，发生氧化反应时，失2e变成 Fe2十， 而不是 Fe3+o（2）书写某一极电极反应

7、式时，若书写困难， 也可先写另一极的电极反应式。用“减法”来处理，即用总的电极反应式减去容易写出一极的电极反应式（前提是电量守恒）。题组二聚焦“盐桥”原电池3. （2017 太原市第五中学高三模拟）根据下图，下列判断中正确的是（）A. 烧杯 a 中的溶液 pH 降低B. 烧杯 b 中发生氧化反应C. 烧杯 a 中发生的反应为 2H+ 2e-=HfD. 烧杯 b 中发生的反应为 2C一 2e=Cbf答案 B解析 由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn 电极流向 Fe 电极，则 Q 在 Fe 电极发生还原反应：Q+ 2H234e=4OH,烧杯 a 中 c（OH）增大，溶液的 pH 升高；烧杯

8、b 中，Zn 发生氧化反应：Zn 2e-=z6+。4.控制适合的条件，将反应2Fe3+ 2I2Fe2+ I 2 设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是（）A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C. 电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态N一|4二二二二屮乙7D.电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2 固体，乙中的石墨电极为负极答案 D解析 由图示结合原电池原理分析可知，Fe3+得电子变成 Fe2+被还原，I失去电子变成丨2 被氧化，所以 A、B 正确；电流表读数为零时，Fe3+得电子速率等于 Fe1 2 3 4+失电子速率，反应达到平衡状

9、态，C 正确；在甲中加入 FeCb 固体，平衡 2Fe3+ 212Fe2+ 12 向左移动，丨2 被还原为 厂，乙中石墨为正极， D 不正确。题组三原电池工作原理的应用5.(2018 江门质检)M、N P、E 四种金属，已知： 州 屮=W MIM P 用导线连接 放入硫酸氢钠溶液中，M 表面有大量气泡逸出；N E 用导线连接放入 E 的硫酸盐溶液中，电极反应为 E2+ 2e=E N- 2e-=N十。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()A.P M N EB. E N M PC. P N M ED. E P N答案 A解析 由知，金属活动性： M N M P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中， M

10、 表面有大量气 泡逸出，说明 M 作原电池的正极，故金属活动性：P M; N E 构成的原电池中，N 作负极，故金属活动性：N E。综合可知，A 正确。6 .依据氧化还原反应：2Ag+(aq) + Cu(s)=Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有 KNO 琼脂的 U 形管)。请回答下列问题：(3)_ 盐桥中的 NO 移向溶液。答案 (1)Cu AgNO (2)正 Ag+ e-=Ag (3)Cu(NO 3) 2练后反思练后反思-原电池设计类试题的解题思路2利用氧化还原反应知识判断题给总反应中的氧化反应、还原反应。3选择合适的电极材料和电解质溶液。4画出原电池装置图。

11、画图时应注意：电极材料、电解质溶液；简易装置图和带有盐桥的装 置图的区别等。7 银器日久表面会逐渐变黑，这是因为生成了硫化银。有人设计用原电池原理进行“抛光”， 其处理方法：将一定浓度的氯化钠溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放8(1) 电极 X 的材料是 _;电解质溶液 Y 是_ (填化学式)。(2) 银电极为电池的 _ 极，其电极反应为 _置一段时间后，黑色会褪去，而银器恢复光泽，且不会损失。试回答:(1) 氯化钠溶液的作用是 _。(2) 在此原电池反应中，负极发生的电极反应为 _，正极发生的电极反应为(3)反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为 _，原电池 总反

12、应方程式为_答案(1)为电解质溶液，起导电作用一3丰一2(2) 2AI 6e =2AI3Ag2S+ 6e =6A 肝 3S3I2一(3) 2AI+3S+6fO=2AI(OH)3J +3H2ST3AgS+2AI+6H2O=6A|2AI(0H) 3J +解析 要善于抓住题给信息，“黑色会褪去，而银器恢复光泽，且不会损失”，必然发生Ag2SAg,显然这是原电池的正极反应，AS+ 2e一=2Ag+ S2一，负极反应为活泼金属 AI发生氧化反应：AI 3e=AI3+O正极生成的 S2一和负极生成的 AI31在溶液中发生双水解反应： 2AI3+3S2+ 6HO=2AI(OH)sJ+ 3HaSf，与题意产生

13、臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的和：3Ag2S+ 2AI + 6HzO=6A| 2AI(OH) 3J+3HzSf。考点二化学电源知识毓理1.日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池正极反应：2MnO+ 2H2O+ 2e=2MnOOH2OH ;负极反应：Zn+ 2OH 2e一=Z n(OH;总反应：Zn+ 2MnO+ 2fO=2M nOOHZn(O H)2。(2)锌银电池一一一次电池负极反应：Zn+ 2OH 2e=Z n(OH;正极反应：Ag2O+ H2O+ 2e =2Ag+ 2OH ;9总反应： Zn+ AgzO+ HO=Z n(OH2)+ 2Ag。二次电池(可充

14、电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb,正极材料是 PbO。放电时的反应a .负极反应：Pb+ sO 2e =PbSO b .正极反应：PbO + 4H+ SO+ 2e=PbSO 2fO;c .总反应:Pb+ PbO + 2H2SQ=2PbS 研 2fO。充电时的反应a .阴极反应：PbSO+ 2e=Pb+ SO;b .阳极反应：PbSO+ 2fO- 2e=PbO+ 4+ sO;电解c .总反应：2PbSO + 2fO=Pb+ PbO+ 2fSQ。注 可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。2 .“高效、环境友好”的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。种

15、类酸性碱性负极反应式2H2 4e =4H2Hz+ 4OH 4e =4HO正极反应式O+ 4e + 4H =2H0Q+ 2H?O+ 4e =4OH电池总反应式2H2+ Q=2H0备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用r正误判断正误判断* *辨析易错易混辨析易错易混对常见化学电源的认识与理解(1) 铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()(2) 手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池()若使反应 Fe+ 2Fe3+=3Fd+以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料()(4) 碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO 是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()(5) 燃料电池工作

16、时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能() 氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2 4e=4 订()答案 (1)V(2)X(3)X(4)X(5)X(6)x解析(2)锂离子电池属于可充电电池，即二次电池。(3)若用锌和铁作电极，则电极反应就变为 Zn+ 2Fe3+=zR+ 2Fe2+。(4)MnQ 不是催化剂。(5)燃料电池直接将化学能转变为电能。负极反应应写为 2f 4e+ 40H =4HQ10r深度思考深度思考* *提升思址能力提升思址能力以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。(1)酸性条件总反应式：_；正极反应式：;11负极反应式：_。(2)碱性条件总反应式：

17、_ ;正极反应式：_ ;负极反应式：_。固体电解质(高温下能传导)总反应式：_ ；正极反应式：_ ；负极反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下总反应式：_ ；正极反应式：_ ；负极反应式：_。答案(1)CH 4 + 2Q=CO 2H2O2C2+ 8H + 8e=4HOCH 8e+ 2HO=CO 8H+(2) CH 4+ 2C2 + 2OH=CC+ 3fO2Q+ 4HO+ 8e=8OHCH+ 1OOH 8e=CO+ 7fO(3) CH 4+2Q=COH2HO2Q+ 8e=4O_CH+ 4O 8e=CO 2H2O(4) CH 4+2Q=COH2fO2Q+ 4CO+ 8e =4CO

18、CH+ 4CO 8e=5CO+ 2HzO解题探究总结规律提炼方法-0-题组一 根据图示理解化学电源1.( 一次电池的工作原理)(2017 银川一模)普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭 黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉 等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为 Zn+ 2Nril+ 2M nO=Z n(NH)22+ MnQ12+ HO。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是()13A. 当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B. 电池负极反应式为

19、2MnO+ 2NM + 2e=MnO3+ 2NH+ HOC. 原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极D. 外电路中每通过 0.1 mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5 g答案 C解析 普通锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A 项错误；根据原电池工作原理，负极失电子，电极反应式为 Zn 2e_=Zn+, B 项错误；由负极的电极反应式可知，每通过 0.1 mol一 0.1 mol电子，消耗锌的质量是65 g molX2 = 3.25 g , D 项错误。2 锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质 LiClO 4 溶于混合有机溶剂中，Li+通过电

20、解质迁移入 MnO 晶格中，生成 LiMnQ。回答下列 问题：ab卜LiClO4混合有机洛削MnO,(1) 外电路的电流方向是由 _(填字母，下同)极流向 _ 极。(2) 电池正极反应式为_ 。是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？ _(填“是”或“否”)，原因是答案(1)b a(2)M nO2 + e+ Li+=LiM nO否 电极 Li 是活泼金属，能与水反应解析(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li 作负极材料，MnO 作正极材料，所锌筒曲纤维就右瞬电扱14以电子流向是从 b,那么电流方向则是a。(2)根据题目中的信息“电解质LiClO 4 溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁

21、移入 MnO 晶15格中，生成 LiMnQ”，所以正极的电极反应式为MnO+ e + Li *=LiMnO。因为负极的电极材料 Li 是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混 合有机溶剂。题组二燃料电池3.（2017 湖南郴州一模）乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200C左右时供电，电池总反应：C2H5OH 3Q=2C（2 3H2O,电池示意图如图所示。下列说法中正确的是（）A. 电池工作时，质子向电池的负极迁移B.电池工作时，电子由 b 极沿导线流向 a 极C.a 极上发生的电极反应：CHOH 3H2O+ 12e一=2C決12H+D.b 极上发生的电极反应：4H + Q+

22、 4e =2HO答案 D4.（2017 兰州一诊）科学家设计出质子膜 H2S 燃料电池，实现了利用H2S 废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S 燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是（）A. 电极 a 为电池的负极B.电极 b 上发生的电极反应：Q+ 4H+ 4e_=2HOC. 电路中每通过 4 mol 电子，在正极消耗 44.8 L H 2SD. 每 17 g H 2S 参与反应，有 1 mol H+经质子膜进入正极区 答案 C解析 根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极 b 为正极，电极 a 为负极，A 项正确；电极 b 为正极，氧气

23、得电子生成水， B 项正确；从 装置图可以看出，电池总反应为 2H2S+ Q=S+ 2fO,电路中每通过 4 mol 电子，正极应该 消耗 1 mol O 2，负极应该有 2 mol H 2S 反应，但是题目中没有给定标准状况下，所以不一定是 44.8 L,故 C 错误；17 g H2S 即 0.5 mol H2S,每 0.5 mol H2S 参与反应会消耗 0.25 mol Q, 根据正极反应式 Q+ 4H* + 4e=2HO，可知有 1 mol H +经质子膜进入正极区，故D 正确。练后反思练后反思- -%1HnS.A质亍囲休电解质膜电饋h电极n16(1) 要注意介质是什么？是电解质溶液还

24、是熔融盐或氧化物。(2) 通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。(3) 通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极 反应。题组三可充电电池5.(二次电池的理解与应用)镍镉(Ni Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉放电电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd+ 2NiOOH 2H2O 充电 Cd(0H)2+ 2Ni(OH)2,有关该电池的说法正确的是()A.充电时阳极反应：Ni(0H)2+ OH e=NiOOI+ H20B. 充电过程是化学能转化为电能的过程C. 放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的 O

25、H 向正极移动答案 A解析 放电时 Cd 的化合价升高，Cd 作负极，Ni 的化合价降低，NiOOH 作正极，则充电时 Cd(OH)2作阴极，Ni(OH)2 作阳极，电极反应式为Ni(OH)2+ OH e=NiOOHF H2Q A 项正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，B 项错误；放电时负极电极反应式为Cd 电极周围 OH的浓度减小，C 项错误；放电时 OH 向负极移动，D 项错误。6.(2018 柳州模拟)锌一空气燃料电池可作电动车的动力电源,应为 2Zn+ Q+ 2H2O+ 4OH=2Zn(OH。下列说法正确的是()A.放电时，电解质溶液中K*移向负极B.放电时，电解质溶液的 pH 不

26、变答案 C解析 放电时，为原电池，溶液中阳离子向正极移动，即 K*向正极移动，故 A 错误；放电时，消耗氢氧根离子，碱性减弱，pH 减小，故 B 错误；充电时，阴极上发生得电子的还原反应，则阴极反应为 Zn(OH)2+ 2e=Zn+ 4OH，故 C 正确；产生 1 mol 氧气，转移电子为 4 mol ,充电时，当有 4.48 L 氧气(标准状况下)释放出来时，转移电子的物质的量为ZZA；481-11Cd+ 2OH 2e=Cd(OH2,电解质溶液为 KOH 溶液，反C.充电时，阴极的反应为Zn (OH)4+ 2e=Zn+4OHD.充电时，当有4.48 L 氧气(标准状况下)释放出来时，则析出固

27、体Zn 为 13 g17=0.8 mol，根据 Zn2e,则析出固体0.8 mol21X65 g mol = 26 g，故 D 错误。练后反思练后反思181. 充放电电池(1)放电时为原电池，充电时为电解池。充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。(3)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式， 在充电与放电时，形式上恰好是相反的; 同一电极周围的溶液，充电与放电时pH 的变化趋势也恰好相反。2.20微专题新型电源及电极反应式的书写近几年高考中的新型电池种类繁多，“储氢电池”“高铁电池”“海洋电池”“燃

28、料电池”“锂离子电池”等，这些新型电源常以选择题的形式呈现。解析这类考题，首先要理解 常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正负电极或阴阳极，以及会书写电极 反应式等。1 电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)炕扱爱生氧化反应 I _劉【反应的微粒 正擬发定还原反应 I 和得先电子建心电解质牌液的坏境中要生成歳定的电极 产物，即 OH-LH 心等启甘蚤 Ml 反应 遵汗电荷守桓、质就守桓、电子井卷器两电极反应成相 J 川与总反应式对照验证2 已知总方程式，书写电极反应式(1) 书写步骤1步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne)。2步骤二：找出正、负

29、极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。3步骤三：写电极反应式。负极反应：还原剂ne-=氧化产物正极反应：氧化剂+ne=还原产物(2) 书写技巧列物质标得失配 v卜境轻.原良应：阴喷1充电可充电撿电r电迪L氧化反应：展极外接电源就植同一电殺 /接电源正枫同一电視19若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易写的电极反应20式，即可得出较难写的电极反应式。如：CHOCH 二甲醚）酸性燃料电池中：总反应式：CHOC 卅 3O2=2C 決 3HzO正极：302+ 12H+ 12e=6H0负极：CHOCH+ 3H2O- 12e一=2C 硯 12H+特别提醒 简单电极反应中转

30、移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同。3 氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结.H 2e =2H 酸作介质H 2e-+ 20H =2H0 （碱作介质）负极 H2- 2e-+ O-=HO 熔融金属氧化物作介质H 2e-+ CO-=HO+ CO 熔融碳酸盐作介质 酸作介质O+ 4e-+ 2H?O=4OH 碱作介质二=2O熔融金属氧化物作介质（熔融碳酸盐作介质 【专题训练】1 （燃料电池）（2018 安顺模拟）有一种 MCFC 型燃料电池，该电池所用燃料为 H,电解质为 熔融的 KaCQo电池的总反应为 2f+ O=2HO，负极反应：H2+ cO- 2e-=HC+ CO。下列 说法正确

31、的是（）A.电路中的电子经正极、熔融的KzCO、 负极后再到正极， 形成闭合回路B.电池放电时，电池中 CO-的物质的量将逐渐减少C. 正极反应为 2HzO+ Q+ 4e =4OHD. 放电时 CO-向负极移动 答案 D解析 电子不能通过熔融的 KzCQ,故 A 项错误；该电池的正极反应为 O+ 4e-+ 2CQ=2CO-, 根据电子守恒，放电时负极消耗 cO-与正极生成 cO-的物质的量相等，电池中 cO-的物质的 量不变，故 B、C项错误；放电时阴离子向负极移动，故 D 项正确。2.Li SOC2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl 4SOC2。电池的

32、总反应可表示为 4Li + 2SOC2=4LiCI + S+ SOf。请回答下列问题:（1）电池的负极材料为 _ ，发生的电极反应为 _（2）电池正极发生的电极反应为 _答案锂 4Li 4e-=4Li+Q+ 4e + 4H =2HO正极 Q+ 4e =-Q+ 4e + 2CO=2CO21(2)2SOCI 2+4e=4C+S+SOf解析 分析反应的化合价变化，可知Li 失电子，被氧化，为还原剂，SOC2 得电子，被还原，为氧化剂。(1) 负极材料为 Li(还原剂)，4Li 4e =4Li。(2) 正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCL+ 4e =4CI + S+ SQf。3.Mg-

33、AgCI 电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池总反应方程式为2AgCI +Mg=Mg + 2Ag+ 2CI,试书写该电池的正、负极电极反应式。答案负极：Mg- 2e=Mg+正极：2AgCI + 2e=2Ac+ 2CI4 .铝一空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝 反应产生电流。电池总反应为 4AI + 3Q + 6fO=4AI(OH)3;负极：_正极：_3 +答案 4AI 12e =4AI3Q+ 6H2O+ 12e =12OH可作二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液T 充电耦 JL丿电器-e- nr碳电极 Jp 樹电扱两J-6 mol

34、 L-1KQHIINiG(UH)(1) 写出放电时的正、负极电极反应式。答案 负极：H2 2e+ 2OH=2HO;正极：2NiO(OH) + 2HzO+ 2e=2Ni(OH)2+ 2OH。(2) 写出充电时的阴、阳极电极反应式。答案 阴极：2H2O+ 2e=Hf + 2OH ;阳极：2Ni(OH) 2+ 2OH 2e=2NiO(OH)+ 2fQ5.一种碳纳米管能够吸附氢气,为 6 moIL的 KOH 溶液。22探究高考明确考向1 . (2016 全国卷n,11)Mg AgCI 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙23述错误的是()A. 负极反应式为 Mg- 2e_=Mg+B. 正极

35、反应式为 Ag+ e-=AgC. 电池放电时 Cl-由正极向负极迁移D. 负极会发生副反应 M 叶 20=Mg(0H)+答案 B解析 根据题意，Mg-海水AgCl 电池总反应式为 Mg+ 2AgCI=MgC2+ 2Ag。A 项，负极反应式为 Mg- 2e-=Mg+,正确；B 项，正极反应式为 2AgCI + 2e-=2C+ 2Ag，错误；C 项,对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D 项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应 Mg+ 2fO=Mg(OH 片Hz f，正确。2 . (2017 全国卷川，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a 常用掺有石墨烯

36、的 S8 材料，电池反应为 16Li +xS8=8Li2S(2 x 8)。下列说法错误的是()C.石墨烯的作用主要是提高电极a 的导电性D.电池充电时间越长，电池中Li 2S2 的量越多答案 D解析 A 项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li+移动方向可知，电极 a 为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生 S8iLiLi Li2S4TLi 2S2 的还原反应，正确；B 项，电池工作时负极电极方程式为Li e-=Li十，当外电路中流过 0.02 mol 电子时，负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02 mol ,其质 量为 0.14 g，正确；C 项，

37、石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a 的导电能力，正确；电解D 项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li 2S=6Li + xS(2 x 8)，故 Li 2S2 的量会越来越少，错误。2. (2016 全国卷川，11)锌一空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为 2Zn+ O+ 4OH + 2fO=2Z n(OH2r。下列说法正确的是()A.充电时，电解质溶液中 Q 向阳极移动B.充电时，电解质溶液中c(OH-)逐渐减小A.电池工作时，正极可发生反应:B.电池工作时，外电路中流过0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 g24一 一2C. 放电时

38、，负极反应为 Zn + 4OH 2e =Z n(OH”D.放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L（标准状况）答案 C解析 A 项，充电时，电解质溶液中Q 向阴极移动，错误；B 项，充电时，总反应方程式为电解军2Zn（OH）4一=2Zn+Qf+ 4OH + 2HO,所以电解质溶液中c（OH）逐渐增大，错误；C 项， 在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2+将与 O 片结合生成 Zn（OH）亍，正确；D 项，Q4e, 故电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 0.5 mol，在标准状况时体积为 11.2 L，错误。3. （2015 全国卷I,11）微生物电池是指在微生物

39、的作用下将化学能转化为电能的装置，其A.正极反应中有 CO 生成B. 微生物促进了反应中电子的转移C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区D. 电池总反应为 CH2C6+ 6Q=6C 耐 6H2O答案 A解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，C2 与 CHQ 发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B 项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许通过，则正极反应为 Q + 4e+ 4H+=2HO，没有 CO 生成，A 项错误；负极发生反应：GH12Q 24e+6H2O=6COF 24，在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C 项正确；总反应为 GH2Q +6Q=6CO6fO, D

40、 项正确。4. （2015 天津理综，4）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（）工作原理如图所示。25A. 铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后，甲池的C（S&）减小C. 电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加26D.阴阳离子分另通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案 C解析 由图示可知，该电池总反应为Zn+ Cu2+=ZrT+ Cu, Zn 发生氧化反应，为负极；阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，两池中sO浓度不变。5.（1）2016 北京理综，26（1）用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NOQ 已成为环

41、境修复研 究的热点之一。Fe 还原水体中的 NQ 的反应原理如图所示。A.原电池是将化学能转化成电能的装置B. 原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C. 图中 a 极为铝条、b 极为锌片时，导线中会产生电流D. 图中 a 极为锌片、b 极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片 答案 D解析 D 项，a 极为负极，电子由负极（锌片）流出。作负极的物质是_正极的电极反应式是（2） 2013 北京理综，26（4）通过 NO 传感器可监测 NO 的含量，其工作原理示意图如下:Pt电极Pt 电极上发写出 NiO 电极的电极反应式： _答案铁 NQ + 8e+ 10H+=NH+ 3f0 (2)还原 NO C

42、T 2e=NO课时作业1 . （2018 泉州模拟）课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是（NO; NHJ272 . （2017 北京顺义区期末统测）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是A.I所示电池工作中，MnO 的作用是催化剂B.n所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C.川所示电池工作过程中，盐桥中K*移向硫酸锌溶液D.V所示电池放电过程中，Ag2O 是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag答案 D解析 碱性锌锰电池中二氧化锰为氧化剂，A 项错误；铅蓄电池放电时电池反应为Pb+ PbQ+ 2fSQ=2PbS 決 2fO,

43、 HzSQ 浓度减小，B 项错误；原电池中阳离子向正极移动，故盐桥中 Q 移向硫酸铜溶液，C 项错误；该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以Ag2O 作氧化剂，D 项正确。3 .有关下图所示原电池的叙述不正确的是（）Gi 片舒锂片=rZ11 ,Jr-一1CLHNCME瞎液 AgNO：，藩液A. 电子沿导线由 Cu 片流向 Ag 片B. 正极的电极反应是 Ag+ e=AgC. Cu 片上发生氧化反应，Ag 片上发生还原反应D.反应时盐桥中的阳离子移向Cu（NO ）2 溶液答案 DI.碱性锌锰电池n.铅硫酸蓄电池川.铜锌原电池IV.银锌纽扣电池/c电 iifc 农cX耐祝28解析 该装置是原电

44、池装置，实质上发生的是 Cu 与硝酸银的反应，所以 Cu 失去电子，发生 氧化反应，则 Cu 是负极，Ag 是正极，电子从负极流向正极，A 正确；正极是 Ag*发生还原反 应，得到电子生成 Ag,B 正确；根据以上分析，Cu 片上发生氧化反应，Ag 片上发生还原反应,C 正确；原电池中，阳离子向正极移动，所以盐桥中的阳离子移向AgNQ 溶液，D 错误。4.（2018 大同质检）如图为以 Pt 为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀 HSQ 为电解质溶液。下列有关说法不正确的是（）A. a 极为负极，电子由 a 极经外电路流向 b 极B. a 极的电极反应式：H2 2e_=2HC.电池工作一段

45、时间后，装置中C（H2SQ）增大D.若将 H 改为 CH,消耗等物质的量的 CH 时，O 的用量增多答案 C解析 a 极通入的 H2 发生氧化反应，为负极，电子由a 极经外电路流向 b 极，以稀 fSQ 为电解质溶液时，负极的 H2 被氧化为 1,总反应为2HZ+Q=2HO,电池工作一段时间后，装置 中c（NSQ）减小，则 C 项错误；根据电池总反应：2f+ Q=2HO, CH+ 2Q=CO2HZO,可知等物质的量的 CH 消耗 Q 较多。5.四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量 减少。据此判断这四种金属活

46、动性由强到弱的顺序是（）A.B.C.D.答案 B解析 利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中，电流从正极流向负极，则作原电池的负极，作正极，故活动性；活动性相对较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性；有气泡产生的电极发生的还原反应，为原电池的正极，故活动性；质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为原电池的负极，故活动性，由此可得金属活动性： 。296 可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg+2MnF=2Mn 耳 MgF2。下列有关说法不正确的是（）30A. 镁为负极材料B. 正极的电极反应式为 MnF+ e_=Mn 即 F_C. 电子从镁极流出

47、，经电解质流向正极D. 每生成 1 mol MnF 2 时转移 1 mol 电子答案 C解析 由电池反应知，镁作还原剂，发生氧化反应，镁极为负极，A 项不符合题意；电池反应中，三氟化锰发生还原反应， B 项不符合题意；电子由负极（镁极）流出经外电路流向正极， C 项符合题意；锰元素由+3 价降至+ 2 价，D 项不符合题意。6. （2017 泉州市第五中学高三模拟）下图I、n分别是甲、乙两组同学将反应“ AsO 1 + 2I+3+ 2HAsQ + I2+ H2O设计成的原电池装置，其中Ci、C2 均为碳棒。甲组向图I烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图HB烧杯中逐滴加入适量 40% NaOH 溶

48、液。F 列叙述中正确的是（）A. 甲组操作时，电流表（A）指针发生偏转B. 甲组操作时，溶液颜色变浅C. 乙组操作时，C2 作正极D. 乙组操作时，C 上发生的电极反应为 I2+ 2e=2I答案 D向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过， 所以甲组操作时，电流表（A）指针不会发生 偏转，但由于 I 2 浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置HB烧杯中加入 NaOH 溶液，G 上发生： Asd 2e+2OH =As（O+ HO,电子沿导线到 O, 12+ 2e=21，所以 C2 为负极，C 为正 极。7.“ZEBRA 蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔 Ni/NiCI 2 和金属钠之间由钠离子导

49、体制 作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是（）解析 装置I中的反应，Asd+ 2I+ 2H+AsO+ I 2+ HO,当加入适量浓盐酸时，平衡31A. 电池反应中有 NaCI 生成B. 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C. 正极反应为 NiCI 2+ 2e =Ni+ 2CID. 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动答案 B解析 结合蓄电池装置图，利用原电池原理分析相关问题。A 项，负极反应为 Na e-=N 扌，正极反应为 NiCI 2+ 2e=Ni+ 2CI，故电池反应中有 NaCI 生成；B 项，电池的总反应是金属 钠还原二价镍离子；C 项，正极上 NiCI 2 发生还原反应，电极

50、反应为 NiCI 2+ 2e=Ni+ 2CI; D 项，钠在负极失电子，被氧化生成Na+, Na+通过钠离子导体在两电极间移动。8. （2017 长沙市第一中学高三测试）如图所示为水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是（ ）A. a 为电池的正极B. 电池充电反应为 LiM n2O4=Lii-xMn4+xLiC. 放电时，a 极锂的化合价发生变化D. 放电时，溶液中 Li+从 b 向 a 迁移答案 C解析 图示所给出的是原电池装置。A 项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b 为负极，a 为正极，正确；B 项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆

51、反应，正确；C 项，放电时，a 极为原电池的正极，发生还原反应的是 Mn 元素，锂元素的化合价没有变化，不正确；D 项，放电时为原电池，锂离子应向正极（a 极）迁移，正确。I-+329.“神舟7号”宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的 MCP(型燃料 电池，该电池可同时供应电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾，已知该电池的总反应为 2H2+ Q=2HO，负极反应为 H+ CO 2e=COf + HO,则下列推断中，正 确的是()A. 电池工作时，CO向负极移动B. 电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极C.正极的电极反应： 4OH 4e=Of+ 2H

52、zOD. 通氧气的电极为正极，发生氧化反应答案 A解析 A 项，电池放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以CO向负极移动，正确；B 项，原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，即电子从通入氢气的负 极沿导线流向通入氧气的正极，错误；C 项，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为 Q+ 2CO+ 4e=2C&，错误；D 项，燃料电池中，通入燃料的电极是 负极，通入氧化剂的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，所以该燃料电池中，通入氢 气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，错误。10.高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH 溶液，充放电时的总反应式为3Zn放申+ 2KzFeQ + 8H2O 充电 3Zn(OH)2+ 2Fe(OH)3+ 4KOH 下列叙述正确的是()A.放电时，负极反应式为 3Z n 6e+ 6OH =3Z n(OHB.放电时，正极区溶液的 pH 减小C. 充电时，每转移 3 mol 电子，阳极有 1 mol Fe(OH) 3 被还原D. 充电时，电池的锌电极接电源的正极答案 A解析 A 项，根据总方程式可知， 在放电时，负极反应为 3Zn 6e+ 6OH=3Zn(OHb,正确； B 项，放电时，正极区不断消耗水，产生OH，所以溶液的 pH 增大，错误；C 项，充电