高三化学一轮复习原电池

1、第九章 电化学基础第一节原电池化学电源一、原电池及其工作原理一、原电池及其工作原理 1.1.概念概念把把_转化为转化为_的装置。的装置。化学能化学能电能电能2 2、工作原理、工作原理电极名称电极名称负极负极正极正极电极材料电极材料锌片锌片铜片铜片电极反应电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型反应类型氧化反应还原反应电子流向电子流向由（负极）Zn沿导线流向（正极）Cu电流流向电流流向 由正极Cu沿导线流向负极Zn盐桥中离子移向盐桥中离子移向(盐桥的作用)盐桥含饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极(3)(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：三看是否形成闭合回路，形成闭合

2、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。解质溶液。3 3原电池的构成条件原电池的构成条件(1)(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生( (一般一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应是活泼性强的金属与电解质溶液反应) )。(2)(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。题组一原电池工作原理的考查题组一原电池工作原理的考查B B 知识梳理知识梳理题型构建题型构建D D题组一原电池工作原理的考查题组一原电池工作原理的考查规避

3、原电池工作原理的规避原电池工作原理的4 4个易失分点个易失分点(1)(1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。化为电能。(2)(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。溶液。(4)(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电

4、子的总数。数。考点考点 1 1 原电池正负极的判断和电极反应式的书写原电池正负极的判断和电极反应式的书写1.1.原电池正、负极判断原电池正、负极判断“四角度四角度”知识梳理知识梳理题型构建题型构建D D 题组二原电池正、负极的判断题组二原电池正、负极的判断知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二原电池正、负极的判断题组二原电池正、负极的判断2.2.电极反应式书写的步骤和规律电极反应式书写的步骤和规律(1)(1)一般电极反应式书写的一般电极反应式书写的“三步骤三步骤”: :(2)(2)复杂电极反应式的书写复杂电极反应式的书写: :如如CHCH4 4酸性燃料电池中酸性燃料电池中, ,电极反应式为电极

5、反应式为CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2O O总反应式总反应式2O2O2 2+8H+8H+ +8e+8e- -=4H=4H2 2O O正极反应式正极反应式CHCH4 4+2H+2H2 2O-8eO-8e- -=CO=CO2 2+8H+8H+ +负极反应式负极反应式【典例【典例1 1】(2012(2012福建高考福建高考) )将如图所示实验装置的将如图所示实验装置的K K闭合闭合, ,下下列判断正确的是列判断正确的是( () )A.CuA.Cu电极上发生还原反应电极上发生还原反应B.B.电子沿电子沿ZnabCuZnabCu路径流动路径流动C.C.片刻后甲池中片

6、刻后甲池中c(S )c(S )增大增大D.D.片刻后可观察到滤纸片刻后可观察到滤纸b b点变红色点变红色24O【解题指南解题指南】解答本题时应明确以下解答本题时应明确以下4 4点点: :(1)(1)甲和乙装置形成原电池作电源甲和乙装置形成原电池作电源, ,电解饱和硫酸钠溶液。电解饱和硫酸钠溶液。(2)(2)原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应。原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应。(3)(3)阴离子分别移向原电池的负极和电解池的阳极。阴离子分别移向原电池的负极和电解池的阳极。(4)(4)电子在原电池中由负极移向正极电子在原电池中由负极移向正极, ,在电解池中由阳极移向阴在电解池中由阳极移向

7、阴极极, ,但是不经过电解质溶液。但是不经过电解质溶液。【解析解析】选选A A。K K闭合后闭合后, ,甲和乙装置通过盐桥形成原电池甲和乙装置通过盐桥形成原电池,Zn,Zn是是负极负极, ,发生氧化反应发生氧化反应,Cu,Cu是正极是正极, ,发生还原反应发生还原反应,A,A选项正确选项正确; ;电子电子不经过溶液不经过溶液,B,B选项错误选项错误; ;在原电池中阴离子由正极移向负极在原电池中阴离子由正极移向负极, ,盐盐桥中的桥中的ClCl- -向甲池移动向甲池移动,K,K+ +向乙池移动向乙池移动, ,两池中的两池中的c(S )c(S )均不均不变变,C,C选项错误选项错误;a;a是电解池

8、的阴极是电解池的阴极, ,电极反应式为电极反应式为2H2H+ +2e+2e- -=H H2 2,由于由于H H+ +来自于水的电离来自于水的电离, ,所以所以H H+ +放电的同时溶液中产生了放电的同时溶液中产生了OHOH- -, ,所以滤纸的所以滤纸的a a点变红点变红,D,D选项错误。选项错误。 24O【变式训练变式训练】( (双选双选)(2011)(2011海南高考海南高考) )根据图示根据图示, ,下列判断中下列判断中正确的是正确的是( () )A.A.烧杯烧杯a a中的溶液中的溶液pHpH升高升高B.B.烧杯烧杯b b中发生氧化反应中发生氧化反应C.C.烧杯烧杯a a中发生的反应为中

9、发生的反应为2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2D.D.烧杯烧杯b b中发生的反应为中发生的反应为2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2【解析解析】选选A A、B B。ZnZn比比FeFe活泼活泼, ,所以所以ZnZn作负极作负极, ,发生氧化反应发生氧化反应, ,电极反应式为电极反应式为:Zn-2e:Zn-2e- -=Zn=Zn2+2+;Fe;Fe作正极作正极, ,氧气在该电极上发生氧气在该电极上发生还原反应还原反应, ,电极反应式为电极反应式为:2H:2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -, ,反应后溶液反应后溶液pHpH升高。升高。二、

10、化学电源的种类及其工作原理二、化学电源的种类及其工作原理Zn+2OHZn+2OH- -2e-2e- -=Zn(OH)=Zn(OH)2 22MnO2MnO2 2+2H+2H2 2O+2eO+2e- -=2MnOOH+2OH=2MnOOH+2OH- -1.1.一次电池一次电池( (碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池) )碱性锌锰干电池的工作原理如图碱性锌锰干电池的工作原理如图: :2.2.二次电池二次电池( (以铅蓄电池为例以铅蓄电池为例) )(1)(1)放电时的反应放电时的反应: :负极反应负极反应:_;:_;正极反应正极反应:_:_;_;总反应总反应:Pb(s)+PbO:Pb(s)+PbO2 2(s

11、)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4(aq)=2PbSO(aq)=2PbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)O(l)。(2)(2)充电时的反应充电时的反应: :阴极反应阴极反应:_;:_;阳极反应阳极反应:_:_ _; _;总反应总反应:2PbSO:2PbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)=Pb(s)+PbOO(l)=Pb(s)+PbO2 2(s)+2H(s)+2H2 2SOSO4 4(aq)(aq)。Pb(s)+ (aq)-2ePb(s)+ (aq)-2e- - =PbSO=PbSO4 4(s)(s)24SOPbSOPbSO4 4(s)+2e(s)+2e- -

12、=Pb(s)+ (aq) =Pb(s)+ (aq)24SOPbOPbO2 2(s)+4H(s)+4H+ +(aq)+ (aq)+2e(aq)+ (aq)+2e- - =PbSOPbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)O(l)24SOPbSOPbSO4 4(s)+2H(s)+2H2 2O(l)-2eO(l)-2e- -=24SOPbOPbO2 2(s)+4H(s)+4H+ +(aq)+ (aq)(aq)+ (aq)酸性酸性碱性碱性负极负极反应式反应式正极正极反应式反应式电池总电池总反应反应3.3.燃料电池燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,

13、,可分为酸性和碱性两可分为酸性和碱性两种。种。2H2H2 2+4OH+4OH- -4e-4e- - =4H=4H2 2O O2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ +O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- - =2H=2H2 2O OO O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - =4OH=4OH- -2H2H2 2+O+O2 2 =2H=2H2 2O O题组一化学电源中电极反应式的书写题组一化学电源中电极反应式的书写LiLie e=Li=Li锂锂2SOCl2SOCl2 24e4e=4Cl=4ClS SSOSO2 2知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组一化学电源中电极反应式的

14、书写题组一化学电源中电极反应式的书写4Al4Al12e12e=4Al=4Al3 33O3O2 26H6H2 2O O12e12e=12OH=12OH知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响题组二不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响CHCH4 48e8e2H2H2 2O=COO=CO2 28H8H知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响题组二不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响CHCH4 44O4O2 28e8e=CO=CO2 22H2H2 2O O知识梳理知识梳理题型构建题型构建燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应

15、式的书写根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O O2 2，随着电解质溶液的不，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式电池正极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式电池正极

16、反应电池负极反应式故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物式电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O O2 2。考点考点 2 2 原电池工作原理的原电池工作原理的“四大应用四大应用”应用一应用一: :比较金属的活动性强弱比较金属的活动性强弱原电池中原电池中, ,一般活动性强的金属作负极一般活动性强的金属作负极, ,而活动性弱的金属而活动性弱的金属( (或或非金属非金属) )作正极。作正极。如有两种金属如有两种金属A A和和B,B,用导线将用导线将A A和和B B连接后连接后, ,插入到稀硫酸中

17、插入到稀硫酸中, ,一一段时间后段时间后, ,若观察到若观察到A A极溶解极溶解, ,而而B B极上有气体放出极上有气体放出, ,则说明则说明A A作负作负极极,B,B作正极作正极, ,则可以断定金属活动性则可以断定金属活动性ABAB。知识梳理知识梳理题型构建题型构建B B 题组训练原电池原理的应用题组训练原电池原理的应用应用二应用二: :加快化学反应速率加快化学反应速率由于形成了原电池由于形成了原电池, ,导致反应速率加快。如导致反应速率加快。如ZnZn与稀硫酸反应制与稀硫酸反应制氢气时氢气时, ,可向溶液中滴加少量可向溶液中滴加少量CuSOCuSO4 4溶液溶液, ,形成形成Cu-ZnCu

18、-Zn原电池原电池, ,加加快反应进行。快反应进行。应用三应用三: :用于金属的防护用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁一个铁质的输水管道或钢铁桥梁, ,可用导线将其与一块锌块相可用导线将其与一块锌块相连连, ,使锌作原电池的负极。使锌作原电池的负极。C CA AB B题组训练原电池原理的应用题组训练原电池原理的应用应用四应用四: :设计制作化学电源设计制作化学电源设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件。设计原电池要紧扣构成原电池的三个条件。(1)(1)必须是能自发进行且放热的氧化还

19、原反应。必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。(2)(2)根据氧化还原关系找出正负极材料根据氧化还原关系找出正负极材料( (负极就是失电子的物质负极就是失电子的物质, ,正极用比负极活泼性差的金属即可正极用比负极活泼性差的金属即可, ,也可以用石墨也可以用石墨) )及电解质溶及电解质溶液。液。电极材料的选择电极材料的选择在原电池中在原电池中, ,选择活泼性较强的金属作为负极选择活泼性较强的金属作为负极; ;活泼性较弱的金活泼性较弱的金属或非金属作为正极属或非金属作为正极, ,并且原电池的电极必须导电。一般来说并且原电池的电极必须导电。一般来说, ,负极应该跟电解质溶液发生反应。负极应该跟电解质

20、溶液发生反应。电解质溶液的选择电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应电解质溶液一般要能够与负极发生反应, ,或者电解质溶液中溶或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应解的其他物质能与负极发生反应( (如溶解于溶液中的空气如溶解于溶液中的空气) )。但。但如果两个半反应分别在两个容器中进行如果两个半反应分别在两个容器中进行( (中间连接盐桥中间连接盐桥),),则两则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如在个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如在Cu-Zn-Cu-Zn-硫酸构成的原电池中硫酸构成的原电池中, ,负极负极ZnZn浸泡在含有浸泡在含有ZnZn

21、2+2+的电解质溶的电解质溶液中液中, ,而正极而正极CuCu浸泡在含有浸泡在含有CuCu2+2+的电解质溶液中。的电解质溶液中。【典例典例2 2】(2013(2013遵义模拟遵义模拟) )某校化学兴趣小组进行探究性活某校化学兴趣小组进行探究性活动动: :将氧化还原反应将氧化还原反应:2Fe:2Fe3+3+2I+2I- - 2Fe2Fe2+2+I+I2 2, ,设计成带盐桥的设计成带盐桥的原电池。提供的试剂原电池。提供的试剂:FeCl:FeCl3 3溶液溶液,KI,KI溶液溶液; ;其他用品任选。请回其他用品任选。请回答下列问题答下列问题: :(1)(1)请画出设计的原电池装置图请画出设计的原

22、电池装置图, ,并标出电极材料并标出电极材料, ,电极名称及电极名称及电解质溶液。电解质溶液。(2)(2)发生氧化反应的电极反应式为发生氧化反应的电极反应式为 。(3)(3)反应达到平衡时反应达到平衡时, ,外电路导线中外电路导线中( (填填“有有”或或“无无”) )电流通过。电流通过。(4)(4)平衡后向平衡后向FeClFeCl3 3溶液中加入少量溶液中加入少量FeClFeCl2 2固体固体, ,当固体全部溶解当固体全部溶解后后, ,则此时该溶液中电极变为则此时该溶液中电极变为( (填填“正正”或或“负负”) )极。极。答案答案: :(1)(1)如下图如下图(2)2I(2)2I- -2e-2

23、e- -=I=I2 2(3)(3)无无 (4)(4)负负【互动探究互动探究】(1)(1)外电路电流为零时反应是否停止外电路电流为零时反应是否停止, ,速率为零速率为零? ?(2)(2)该盐桥原电池反应达到平衡时该盐桥原电池反应达到平衡时, ,若向两个半电池中加入淀粉若向两个半电池中加入淀粉溶液溶液, ,溶液变蓝的是正极区溶液变蓝的是正极区, ,还是负极区还是负极区? ?提示提示: :(1)(1)反应达到平衡时反应达到平衡时, ,电流为零电流为零, ,该平衡是动态平衡该平衡是动态平衡, ,反应反应仍在进行。仍在进行。(2)2I(2)2I- -2e-2e- -=I=I2 2, ,碘在负极区生成碘在

24、负极区生成, ,负极区溶液变蓝。负极区溶液变蓝。【思考辨析思考辨析】1.(20121.(2012广东高考广东高考) )碘可用作锂碘电池的材料。该电池反应为碘可用作锂碘电池的材料。该电池反应为2Li(s)+I2Li(s)+I2 2(s)=2LiI(s),(s)=2LiI(s),则碘电极作该电池的负极。则碘电极作该电池的负极。( )( )【分析分析】碘在反应中的化合价降低碘在反应中的化合价降低, ,发生还原反应发生还原反应, ,碘作正极。碘作正极。2.2.原电池的两电极中原电池的两电极中, ,较活泼的电极一定为负极。较活泼的电极一定为负极。( )( )【分析分析】不一定不一定, ,如铝、镁和如铝、

25、镁和NaOHNaOH溶液构成的原电池溶液构成的原电池, ,铝作原电铝作原电池的负极池的负极, ,镁作原电池的正极。镁作原电池的正极。3.(20123.(2012江苏高考江苏高考)Zn)Zn具有还原性和导电性具有还原性和导电性, ,可用作锌锰干电可用作锌锰干电池的负极材料。池的负极材料。( )( )【分析分析】电池的电极应能导电电池的电极应能导电, ,负极上发生氧化反应。负极上发生氧化反应。4.(20114.(2011江苏高考江苏高考) )铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应。发生还原反应。( )( )【分析分析】铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极

26、均发生氧化反铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应。应。5.(20125.(2012海南高考海南高考) )锌与稀硫酸反应时锌与稀硫酸反应时, ,要加大反应速率可滴要加大反应速率可滴加少量硫酸铜。加少量硫酸铜。( )( )【分析分析】反应混合物中加入硫酸铜之后反应混合物中加入硫酸铜之后, ,锌与硫酸铜反应生成锌与硫酸铜反应生成铜单质铜单质, ,生成的铜与锌和稀硫酸形成原电池生成的铜与锌和稀硫酸形成原电池, ,从而加快反应速从而加快反应速率。率。6.6.可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。( )( )【分析分析】可充电电池的充电与放

27、电不是在相同条件下发生的可充电电池的充电与放电不是在相同条件下发生的, ,故不是可逆反应。故不是可逆反应。1.1.各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是列有关电池的叙述正确的是( () )A.A.手机上用的锂离子电池属于一次电池手机上用的锂离子电池属于一次电池B.B.锌锰干电池中锌锰干电池中, ,锌电极是负极锌电极是负极C.C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原D.D.太阳能电池的主要材料为二氧化硅太阳能电池的主要材料为二氧化硅【解析解析】选选B B。手机上的电池可以充电

28、。手机上的电池可以充电, ,属于二次电池属于二次电池; ;锌锰干锌锰干电池中锌失去电子生成电池中锌失去电子生成ZnZn2+2+, ,故作为负极故作为负极; ;氢氧燃料电池工作时氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化氢气在负极被氧化; ;太阳能电池的主要材料为硅。故太阳能电池的主要材料为硅。故A A、C C、D D项项错误错误,B,B项正确。项正确。2.2.一种充电电池放电时的电极反应为一种充电电池放电时的电极反应为H H2 2+2OH+2OH- -2e-2e- -=2H=2H2 2O ONiO(OH)+HNiO(OH)+H2 2O+eO+e- -=Ni(OH)=Ni(OH)2 2+OH+OH- -

29、当为电池充电时当为电池充电时, ,与外电源正极连接的电极上发生的反应是与外电源正极连接的电极上发生的反应是( () )A.HA.H2 2O O的还原的还原 B.NiO(OH)B.NiO(OH)的还原的还原C.HC.H2 2的氧化的氧化 D.Ni(OH)D.Ni(OH)2 2的氧化的氧化【解析解析】选选D D。由题意知。由题意知, ,电池总反应为电池总反应为H H2 2+2NiO(OH)+2NiO(OH)2Ni(OH)2Ni(OH)2 2。可充电电池在充电时。可充电电池在充电时, ,实际上起一个电解池的作用实际上起一个电解池的作用, ,与外电源正极连接的电极是阳极与外电源正极连接的电极是阳极,

30、,发生氧化反应发生氧化反应, ,与放电时的正与放电时的正极反应相反极反应相反, ,可知可知Ni(OH)Ni(OH)2 2在反应中失电子被氧化在反应中失电子被氧化, ,发生氧化反发生氧化反应。应。放电放电充电充电3.3.原电池电极的确定不仅与电极材料的性质有关原电池电极的确定不仅与电极材料的性质有关, ,也与电解质也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是溶液有关。下列说法中不正确的是( () )A.A.由由AlAl、CuCu、稀硫酸组成的原电池、稀硫酸组成的原电池, ,其负极反应式为其负极反应式为Al-3eAl-3e- - =Al=Al3+3+B.B.由由AlAl、MgMg、NaOHNaOH溶液

31、组成的原电池溶液组成的原电池, ,其负极反应式为其负极反应式为Al-3eAl-3e- -+4OH+4OH- -=Al +2H=Al +2H2 2O OC.C.由由FeFe、CuCu、FeClFeCl3 3溶液组成的原电池溶液组成的原电池, ,其负极反应式为其负极反应式为Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+D.D.由由AlAl、CuCu、浓硝酸组成的原电池、浓硝酸组成的原电池, ,其负极反应式为其负极反应式为Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+2O【解析解析】选选C C。由于在碱性条件下镁不与。由于在碱性条件下镁不与NaOHNaOH溶液反应溶液反应, ,而铝可而铝可以与以与N

32、aOHNaOH溶液发生氧化还原反应溶液发生氧化还原反应, ,所以所以B B项正确项正确;C;C项中铁的活泼项中铁的活泼性较强性较强, ,故应为故应为Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+;D;D项中由于常温下铝遇浓硝酸易项中由于常温下铝遇浓硝酸易发生钝化发生钝化, ,所以此时铜更容易失去电子而作负极。所以此时铜更容易失去电子而作负极。4.(20134.(2013威海模拟威海模拟) )美国海军海底战事中心与麻省理工大学共美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功了用于潜航器的镁同研制成功了用于潜航器的镁- -过氧化氢燃料电池系统。电池过氧化氢燃料电池系统。电池总反应是总反应是Mg+H

33、Mg+H2 2O O2 2+2H+2H+ +=Mg=Mg2+2+2H+2H2 2O,O,其工作原理如图所示。以其工作原理如图所示。以下说法中错误的是下说法中错误的是( () )A.A.电池的负极反应为电池的负极反应为Mg-2eMg-2e- -=Mg=Mg2+2+B.B.电池工作时电池工作时,H,H+ +向负极移动向负极移动C.C.电池工作一段时间后电池工作一段时间后, ,溶液的溶液的pHpH增大增大D.HD.H2 2O O2 2的还原产物为的还原产物为H H2 2O O【解析解析】选选B B。由电池总反应。由电池总反应:Mg+H:Mg+H2 2O O2 2+2H+2H+ +=Mg=Mg2+2+

34、2H+2H2 2O O可知可知: :该电池的负极反应为该电池的负极反应为Mg-2eMg-2e- -=Mg=Mg2+2+, ,正极反应为正极反应为H H2 2O O2 2+2H+2H+ +2e+2e- -=2H=2H2 2O,O,故故A A、D D正确正确; ;电池工作时电池工作时,H,H+ +应向正极移动应向正极移动,H,H+ +被消被消耗耗,pH,pH变大变大, ,故故B B错误错误,C,C正确。正确。5.5.金属铜不溶于稀硫酸金属铜不溶于稀硫酸, ,可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到现将一定量的铜片加入到100 mL100 mL稀硫酸和硫

35、酸铁的混合液中稀硫酸和硫酸铁的混合液中, ,铜片完全溶解铜片完全溶解( (不考虑盐的水解及溶液体积的变化不考虑盐的水解及溶液体积的变化) )。(1)(1)写出铜溶解于上述混合液的离子方程式写出铜溶解于上述混合液的离子方程式 。(2)(2)若铜完全溶解时若铜完全溶解时, ,溶液中的溶液中的FeFe3+3+、CuCu2+2+、H H+ +三种离子的物质的三种离子的物质的量浓度相等量浓度相等, ,且测得溶液的且测得溶液的pH=1,pH=1,则溶解铜的质量是则溶解铜的质量是 g,g,溶液中的溶液中的c(S )=c(S )=molmolL L-1-1。24O(3)(3)若欲在如图所示的装置中发生若欲在如

36、图所示的装置中发生(1)(1)中的反应中的反应, ,请判断图中的请判断图中的正、负极正、负极, ,并选出适当的物质作电极并选出适当的物质作电极, ,写出电极反应式写出电极反应式, ,填在相填在相应的表格中。应的表格中。正、负极判断正、负极判断电极材料电极材料电极反应式电极反应式X X极极Y Y极极【解析解析】(1)Cu(1)Cu与与FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3反应生成反应生成CuSOCuSO4 4和和FeSOFeSO4 4, ,可知离子方可知离子方程式为程式为Cu+2FeCu+2Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+。(2)(2)溶液中的溶液中的FeFe3+3+

37、、CuCu2+2+、H H+ +三种离子的物质的量浓度相等三种离子的物质的量浓度相等, ,且测且测得溶液的得溶液的pH=1,pH=1,故故c(Hc(H+ +)=c(Cu)=c(Cu2+2+)=0.1 mol)=0.1 molL L-1-1, ,故故n(Cun(Cu2+2+)=)=0.1 mol0.1 molL L-1-10.1 L=0.01 mol,0.1 L=0.01 mol,溶解铜的质量为溶解铜的质量为0.01 mol0.01 mol64 g64 gmolmol-1-1=0.64 g;=0.64 g;反应后溶液中的阳离子为反应后溶液中的阳离子为FeFe3+3+、FeFe2+2+、CuCu2

38、+2+、H H+ +, ,而而Cu+2FeCu+2Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+, ,可见可见FeFe2+2+的物质的量浓度为的物质的量浓度为CuCu2+2+的两倍的两倍, ,依据溶液中的电荷守恒规律依据溶液中的电荷守恒规律, ,故故0.1 mol0.1 molL L-1-13+0.2 mol3+0.2 molL L-1-12+0.1 mol2+0.1 molL L-1-12+0.1 mol2+0.1 molL L-1-11=1=c(S )c(S )2,2,解得解得c(S )=0.5 molc(S )=0.5 molL L-1-1。24O24O答案答案: :(1)Cu+

39、2Fe(1)Cu+2Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+(2)0.64(2)0.64 0.50.5(3)(3)正、负极判断正、负极判断电极材料电极材料电极反应式电极反应式X X极极负极负极铜铜Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+Y Y极极正极正极碳碳2Fe2Fe3+3+2e+2e- -=2Fe=2Fe2+2+1.(20121.(2012北京高考北京高考) )人工光合作用能够借助太阳能人工光合作用能够借助太阳能, ,用用COCO2 2和和H H2 2O O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOHHCOOH的原理示的原理

40、示意图意图, ,下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是( () )A.A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程该过程是将太阳能转化为化学能的过程B.B.催化剂催化剂a a表面发生氧化反应表面发生氧化反应, ,有有O O2 2产生产生C.C.催化剂催化剂a a附近酸性减弱附近酸性减弱, ,催化剂催化剂b b附近酸性增强附近酸性增强D.D.催化剂催化剂b b表面的反应是表面的反应是COCO2 2+2H+2H+ +2e+2e- -=HCOOH=HCOOH【解析解析】选选C C。题中没有外加电源。题中没有外加电源, ,应是原电池装置应是原电池装置, ,由给出的由给出的反应物和生成物得出电池反应为反应物

41、和生成物得出电池反应为2CO2CO2 2+2H+2H2 2O=2HCOOH+OO=2HCOOH+O2 2, ,再根再根据电子从据电子从a a流向流向b,ab,a为负极为负极, ,电极反应式是电极反应式是2H2H2 2O-4eO-4e- -=O=O2 2+4H+4H+ +, ,由于产生由于产生H H+ +, ,其附近酸性增强其附近酸性增强;b;b是正极是正极, ,电极反应式是电极反应式是COCO2 2+2H+2H+ + +2e2e- -=HCOOH,=HCOOH,由于消耗由于消耗H H+ +, ,其附近酸性减弱。其附近酸性减弱。2. 2. (2012(2012上海高考上海高考) )右图装置中发生

42、反应的右图装置中发生反应的离子方程式为离子方程式为Zn+2HZn+2H+ + ZnZn2+2+H+H2 2,下列说法下列说法错误的是错误的是( () )A.aA.a、b b不可能是同种材料的电极不可能是同种材料的电极B.B.该装置可能是电解池该装置可能是电解池, ,电解质溶液为稀盐酸电解质溶液为稀盐酸C.C.该装置可能是原电池该装置可能是原电池, ,电解质溶液为稀盐酸电解质溶液为稀盐酸D.D.该装置可看作是铜该装置可看作是铜- -锌原电池锌原电池, ,电解质溶液是稀硫酸电解质溶液是稀硫酸【解析解析】选选A A。在反应方程式中金属锌发生氧化反应。在反应方程式中金属锌发生氧化反应, ,它可能是它可

43、能是原电池的负极原电池的负极, ,也可能是电解池的阳极也可能是电解池的阳极, ,电解质溶液为酸溶液。电解质溶液为酸溶液。3.(20123.(2012四川高考四川高考) )一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪测仪, ,负极上的反应负极上的反应:CH:CH3 3CHCH2 2OH-4eOH-4e- -+H+H2 2O=CHO=CH3 3COOH+4HCOOH+4H+ +。下列。下列有关说法正确的是有关说法正确的是( () )A.A.检测时检测时, ,电解质溶液中的电解质溶液中的H H+ +向负极移动向负极移动B.B.若有若有0.4 mol0.4 mol电子转

44、移电子转移, ,则在标准状况下消耗则在标准状况下消耗4.48 L4.48 L氧气氧气C.C.电池反应的化学方程式为电池反应的化学方程式为CHCH3 3CHCH2 2OH+OOH+O2 2=CH=CH3 3COOH+HCOOH+H2 2O OD.D.正极上发生的反应为正极上发生的反应为O O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O=4OHO=4OH- -【解析解析】选选C C。正极反应为。正极反应为O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O,O,负极反应生成负极反应生成氢离子氢离子, ,正极上消耗氢离子正极上消耗氢离子, ,因此氢离子应该向正极移动因此氢离子应该向正极

45、移动; ;由正由正极反应式中的比例关系可知极反应式中的比例关系可知, ,每转移每转移0.4 mol0.4 mol电子电子, ,反应掉氧气反应掉氧气0.1 mol0.1 mol即即2.24 L;2.24 L;将电池的正负极反应方程式相加即可得将电池的正负极反应方程式相加即可得C C项项; ;在酸性条件下在酸性条件下,OH,OH- -不共存不共存,D,D错。错。4.(20114.(2011福建高考福建高考) )研究人员研制出一种锂水电池研究人员研制出一种锂水电池, ,可作为鱼可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料, ,以以LiO

46、HLiOH为电解质为电解质, ,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法中不正确的是法中不正确的是( () )A.A.水既是氧化剂又是溶剂水既是氧化剂又是溶剂B.B.放电时正极上有氢气生成放电时正极上有氢气生成C.C.放电时放电时OHOH- -向正极移动向正极移动D.D.总反应为总反应为:2Li+2H:2Li+2H2 2O=2LiOH+HO=2LiOH+H2 2【解析解析】选选C C。金属锂比铁活泼。金属锂比铁活泼, ,作原电池的负极作原电池的负极, ,电极反应式电极反应式为为:Li-e:Li-e- -=Li=Li+ +,LiOH,LiOH溶液中的阳离

47、子有溶液中的阳离子有LiLi+ +和和H H+ +, ,由于氧化性由于氧化性H H+ +LiLi+ +, ,所以正极反应是所以正极反应是:2H:2H+ +2e+2e- -=H=H2 2,由于由于H H+ +来自于水的电来自于水的电离离, ,所以所以H H+ +放电的同时溶液中产生了放电的同时溶液中产生了OHOH- -, ,即该反应的总反应为即该反应的总反应为2Li+2H2Li+2H2 2O=2LiOH+HO=2LiOH+H2 2,水既是氧化剂又是溶剂。在原电池的水既是氧化剂又是溶剂。在原电池的放电过程中放电过程中, ,阳离子向正极移动阳离子向正极移动, ,阴离子向负极移动阴离子向负极移动, ,所以所以OHOH- -向向负极移动负极移动,C,C选项错误。选项错误。5.(20105.(2010广东高考广东高考) )铜锌原电池工作时铜锌原电池工作时, ,下列叙述正确的是下列叙述