【高中化学】一轮复习学案：9.1-原电池-化学电源(选修)

1、精选优质文档-倾情为你奉上第九章 电化学基础第一节 原电池、化学电源【高考新动向】考点梳理（三年26考 高考指数:）1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。【考纲全景透析】一、原电池1、定义：把化学能转化为电能的装置2实质：一个能自发进行的氧化还原反应。3.原电池的形成条件构成前提：两个电极中至少有一个可以和电解质溶液自发地发生氧化还原反应（1）活动性不同的金属（其中一种可以为非金属，即作导体用）作电极。（2）两电极插入电解质溶液中。（3）形成闭合回路。（两电极外线用导线连接，可以接用电器。）4原理： 电极名称负极正极电极材料ZnCu

2、电极反应Zn2e-= Zn2+Cu2+2e-=Cu反应类型氧化反应还原反应电子方向和电流方向电子从负极流出经外电路流入正极；电流从正极流出经外电路流入负极。5.两种装置的比较装置中还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，易造成能量损耗；装置能避免能量损耗；装置中盐桥的作用是提供离子迁移通路，导电。二、常见的化学电源1.一次电池（碱性锌锰干电池）反应原理：负极： Zn Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极： MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应式：Zn+ 2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn(OH)22.二次电池（可充电电池）铅蓄电池为典型的

3、可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程（1）正负极材料 正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4溶液（2）放电过程负极：Pb(s)+SO42- (aq)-2e-=PbSO4(s) 氧化反应正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42- (aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l) 还原反应放电过程总反应： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O（l） 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程（3）充电过程阴极：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42-(aq)还原反应 接电源负极阳极： 2PbSO4 (s)+2H2O -2e-

4、= PbO2(s) + 4H+ 2SO42-(aq)接电源正极 氧化反应充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 3.燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2H2 - 4e- =4H+2H2 +4OH- 4e- = 4H2O正极反应式O2 + 4H+ + 4e-= 2H2OO2 + 2H2O + 4e-= 4OH-总反应式2H2 +2= 2H2O【热点难点全析】考点一 原电池的构成和电极反应式的书写1.原电池的构成两极

5、是导体且存在活动性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)；两极要用导线连接起来(或直接接触)插入电解质溶液中；必须有一个释放能量的(自发的)氧化还原反应发生作为电池反应。【特别提醒】多池相连，但无外接电源时，两极活动性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。2.原电池的正负极的判断：3.电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写（2）复杂的电极反应式的书写对于复杂的电极反应式可由电池反应减去负极反应而得到正极反应。此时必须保证电池反应转移的电子数等于电极反应转移的电子数，即遵守电荷守恒和质量守恒和电子守恒规律。如CH4酸性燃料电池中，负极反应式为：CH42O2=CO22H2O总反应式2O2

6、8H8e=4H2O正极反应式CH42H2O8e=CO28H负极反应式【高考警示钟】(1)负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料本身并不参加反应。(2)不注意电解质溶液的成分，容易误写电极反应式，如Al负极，在酸性溶液中生成Al3+，在碱性溶液中生成AlO2-。(3)电子从负极经外电路流向正极，但电子不能通过电解液，是通过阴阳离子的移动形成闭合回路。(4)用总电极反应减去一极的电极反应时，须在两式电子转移数相等的前提下进行。【典例1】（2011·海南，12改编）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2H2e

7、=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2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O2在Fe电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高。烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn2e=Zn2。答案B考点二 原电池工作原理的应用1比较不同金属的活动性强弱 根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极若有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A极溶解，而B极上有气体放出，说明在原电池工作过程中，A被氧化成阳离子而失去电子作负极，B作正极，则金属A的金

8、属活动性比B强2加快化学反应速率 由于原电池将氧化还原反应拆成两个半反应且有电流产生，因而反应速率加快 如Zn与稀H2SO4反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快反应进行3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连，使锌作原电池的负极。4设计制作化学电源 设计原电池时要紧扣构成原电池的条件(1)首要将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料(负极就是失电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属或导电的非金属如石墨)及电解质溶液电极

9、材料的选择在原电池中，选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金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，负极应该跟电解质溶液发生反应。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，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右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Cu-Zn-硫酸构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2+的电解质溶液中。(3)按要求画出原电池装置图。如根据2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计原电池：负极：Cu

10、-2e-=Cu2+正极：2Fe3+2e-=2Fe2+【高考警示钟】(1)能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学能转化为电能。(2)利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决于酸的量。(3)设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以。【典例2】控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2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电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶

11、入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极【答案】D【高考零距离】【2012年高考】1、（2012·四川高考·11）11.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为。下列有关说法正确的是A. 检测室，电解质溶液中的向负极移动B. 若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C. 电池反应的化学方程式为：D正极上发生的反应是：【解题指南】燃料电池燃料总是在负极上反应，氧气在正极上反应时注意电解质溶液的酸碱性。【解析】选C。正极反应为：O2+4H+=2H2O,负极反应生成氢离子，正极上消耗氢离子，因此氢离子应该向正极移动；由正极反应方程式中的比例关系可知

12、，每转移0.4mol电子，反应掉氧气0.1mol即2.24L;将电池的正负极反应方程式相加即可得C项。2、（2012·山东高考·13）下列与金属腐蚀有关的说法正确的是A. 图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B. 图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C. 图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D. 图d中，Zn -MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【解题指南】解答本题时应理解原电池工作原理，电化学腐蚀和普通化学腐蚀的快慢不同的原因。【解析】选B。A项，因溶液具有均一性，烧杯底端的溶液的浓度与上端相同

13、，故腐蚀速度相同，A错误；B项，由M改置于N后，锌作原电池的负极，Cu-Zn合金应充当原电池的正极，明显受到了一定的保护，腐蚀速度减小，B正确；C项，接通开关时，锌作原电池的负极，腐蚀速率变大，但是气体不在锌上（负极）产生，而是在铂上（正极）产生，C错误；D项，Zn-MnO2干电池发生放电反应，导致Zn被腐蚀，主要原因是锌发生氧化反应，体现了锌的还原性，D错误。3、（2012·大纲版全国卷·11） 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，有气泡逸出 ； 相连时， 的质量减少 ，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序

14、是A B C D 【解题指南】解答本题时应掌握电化学原理的有关知识【解析】选B 。选项具体分析结论（金属活动性）A电流从流向，为负极B相连时为正极C相连时上有气泡逸出，为正极D相连时的质量减少，为负极4、（2012·北京高考·12）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O来制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是 A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程B.催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C.催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D.催化剂b表面的反应是CO2 +2H+2e一=HCOOH【解题指南】解答本题时应注意以下三个

15、方面：（1） 能从题目所给的电子、电流方向快速判断原电池的正、负极。（2） 熟练的写出原电池的正、负极的电极反应式和电池反应式。（3） 两极附近的酸（碱）性变化要从电极反应式得出。 【解析】选C。题中没有外加电源，应是原电池装置，由给出的反应物和生成物得出电池反应为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2 ，再根据电子从a流向b，a为负极，电极反应式是 2H2O-4e =O2+4H+ ，由于产生H+，其附近酸性增强；b是正极，电极反应式是CO2 +2H+2e一=HCOOH，由于消耗H+，其附近酸性减弱。5、（2012·江苏高考·10）下列有关说法正确的是A.CaCO3(s)=

16、CaO(s)CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的H0 B.镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈C.N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0，其他条件不变时升高温度，反应速率(H2)和氢气的平衡转化率均增大D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应【参考答案】B【分析】本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题，着力考查学生对熵变、焓变，水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。A.分解反应一般是常识吸热反应，熵变、焓变都大于零，仅在高温下自发。内容来源于选修四P34-P36中化学方向的判断。B.铁比铜活泼，组成的原电池中铁为负极，

17、更易被氧化。C.据平衡移动原理，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡转化率减小。D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是吸热反应，越热越电离，水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大。【解题指南】解答本题时应注意深刻理解有关原理，利用相关原理分析具体问题。【解析】选B。选项具体分析结论A不能自发进行说明该反应G=H-TS不小于零，该反应S>0，H>0错误B铁比铜活泼，镀层受损后，形成原电池铁作负极，更易腐蚀正确C合成氨为放热反应，升高温度，反应速率加快，氢气转化率变小（平衡逆向移动）错误D水的离子积随温度升高增大，说明水电离吸热错误6、（2012·江苏高考&

18、#183;20）(14分)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g) H=a kJ·mol13AlCl(g)=3Al(l)AlCl3(g) H=b kJ·mol1反应Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H= kJ·mol1(用含a、b的代数式表示)。Al4C3是反应过程的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式 。(2)镁铝合金(Mg17Al1

19、2)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定条件下释放出氢气。熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 。在6.0mol·L1HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为 。在0.5 mol·L1 NaOH和1.0 mol·L1 MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氢气，反应后

20、残留固体物质X-射线衍射谱图如右图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是 (填化学式)。(3)铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如右下图所示。该电池反应的化学方程式为： 。【参考答案】(1)ab Al4C312HCl=4AlCl33CH4(2)防止Mg Al被空气氧化 52 mol Al(3)2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O【分析】本题以新能源、新材料为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表计算与分析的综合题，是以常见物质

21、相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。【备考提示】高三复习一定要关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社会发展，适度加强综合训练，把学生的能力培养放在高三复习的第一位。【解题指南】解答本题时应注意题目提供的信息，结合相关化学原理和涉及到的物质的性质，分析解决具体问题。【解析】（1）将题给的两个热化学方程式相加；含氢量最高的烃为甲烷，由质量守恒推知另一产物为氯化铝；（2）镁、铝性质活泼，通入氩气防止镁、铝与空气反应；与盐酸反应后将释放出吸收的17mol氢气，另外，镁与盐酸反应生成17mol氢气，铝与盐酸反应生成18mol氢气，共52mol氢气；镁不与氢氧化钠溶液反应，铝可

22、以与氢氧化钠溶液反应；（3）原电池负极发生氧化反应（铝被氧化），正极发生还原反应（氧化银中的银被还原），结合电解质溶液可知，铝转化为偏铝酸钠；【答案】7、（2012·海南高考·16）16.(9分) 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题： (1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 。 (2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生其中b电极上得到的是 ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ； (3)若每个电池甲烷通入量为1 L

23、(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 （法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。【解析】（1）在碱性环境下，该燃料电池的总反应为：CH4+2O2+2OH=CO3²+3H2O，正极反应为：2O2+4H2O+8e- = 8OH-，则两式相减得出负极反应为：CH4+10OH-8e-=CO3²+7H2O。（2）根据图示得知该装置中两个串联的电源和一个电解池，由于甲烷发生氧化反应因而与甲烷相连的电解池的b极为阴极，产生的气体为氢气。（3）1mol甲烷氧化失去电子8mol，电量为8

24、5;9.65×l04C，因题中燃料电池是串联的，但电子的传递只能用一个电池计算，由于甲烷失去电子是氯离子失电子数的8倍，所以CH44Cl2。【答案】（1）2O2+4H2O+8e- = 8OH- CH4+10OH-8e-=CO3²+7H2O（2）H2 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2（3） 4L【2010-2011高考】1.（2011·福建高考·11）.研究人员研制出一种锂水电池，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，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是A.水既是氧化剂又是

25、溶剂 B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动 D.总反应为：【答案】选C。【解析】解答本题要明确如下三点：（1）一般是活泼金属作原电池的负极失去电子，发生氧化反应；（2）一般是溶液中的阳离子移向正极得到电子，发生还原反应；（3）金属锂是一种活泼的碱金属，容易和水反应放出氢气。金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为：LieLi+，LiOH溶液中的阳离子有Li+和H+，由于氧化性H+Li+，所以正极反应是：2H+2eH2，由于H+来自于水的电离，所以H+放电的同时溶液中产生了OH，即该反应的总反应为：2Li+2H2O2LiOH+H2，水既是氧化剂又是溶剂。在原电池的放电过程中，

26、阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH向负极移动，C选项错误。2.（2011·海南高考·6）一种充电电池放电时的电极反应为：H2+2OH2e2H2O NiO（OH）+H2O+eNi（OH）2+OH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（ ）。AH2O的还原 BNiO（OH）的还原 CH2的氧化 DNi（OH）2的氧化【答案】选D。【解析】解答本题要明确以下三点：（1）可充电电池在充、放电时所依据的原理；（2）电解池中电极的名称和规定；（3）电极上发生反应的反应类型。由题意知，电池总反应为H2+2NiO（OH）Ni（OH）2。可充电电池在充电时，实际上起一

27、个电解池的作用，与外电源正极连接的电极是阳极，发生氧化反应，与放电时的正极反应相反，可知Ni（OH）2在反应中失电子被氧化，发生氧化反应。3.（2011·新课标全国卷·11）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为： Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2下列有关该电池的说法不正确的是A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为FeB. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D. 电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O【答案】选C。【解析】

28、解答本题时应注意电池放电时为原电池，失去电子的为负极反应；充电时为电解池，失去电子的为阳极反应。 选项具体分析结论A可充电电池中活泼金属失去电子，为负极，得到电子的Ni2O3为正极，因为放电时电极产物为氢氧化物，可以判断电解液为碱性溶液。正确B放电时，负极铁失去2个电子，生成Fe2+，因为电解液为碱性溶液，所以电极反应为：Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2正确C充电时，阴极发生还原反应：Fe（OH）2+2e-= Fe+2OH-，所以电极附近pH增大错误D电池充电时，阳极发生氧化反应，由Ni（OH）2转化为Ni2O3，反应方程式为：2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O正确4（

29、2010·全国卷1）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：（激发态）下列关于该电池叙述错误的是：A电池工作时，是将太阳能转化为电能B电池工作时，离子在镀铂导电玻璃电极上放电C电池中镀铂导电玻璃为正极D电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少【答案】B【解析】B选项错误，从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极，也即镀铂电极做正极，发生还原反应：I3-+2e-=3I-；A选项正确，这是个太阳能电池，从装置示意图可看出是个原电池，最终是将光能转化为化学能，应为把上面四个反应加起来

30、可知，化学物质并没有减少；C正确，见B选项的解析；D正确，此太阳能电池中总的反应一部分实质就是：I3-氧化还原3I-的转化（还有I2+I-I3-），另一部分就是光敏有机物从激发态与基态的相互转化而已，所有化学物质最终均不被损耗！【命题意图】考查新型原电池，原电池的两电极反应式，电子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理，原电池的总反应式等，还考查考生变通能力和心理素质，能否适应陌生的情境下应用所学知识解决新的问题等5.（2010·浙江卷）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li+FeS+2e-Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是A.

31、Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价B. 该电池的电池反应式为：2Li+FeSLi2S+FeC. 负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+D. 充电时，阴极发生的电极反应式为：【答案】C【解析】本题涵盖电解池与原电池的主体内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据给出的正极得电子的反应，原电池的电极材料Li-Al/FeS可以判断放电时（原电池）负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+。A、Li和Al分别是两极材料。B、应有Al的参加。D、应当是阳极失电子反应。6.（2010·广东理综卷）铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是 A 正极反应为：Zn2e

32、-=Zn2+ B电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +CU C 在外电路中，电子从负极流向正极 D 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 【答案】BC【解析】Zn是负极，故A错；电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故B正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正极，故C正确；在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。7.（2010·江苏卷）右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。 下列说法正确的是 A该系统中只存在3种形式的能量转化 B装置Y中负极的电极反应式为： C装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电

33、能间的完全转化【答案】C【解析】本题主要考查的是电化学知识。A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 -2e- + 2OH- = 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能力的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知，本题选C项。8.（2011·山东高考·29）科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。（1）实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为 。要清洗附着在试管壁上

34、的硫，可用的试剂是 。（2）如图为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320左右，电池反应为2Na+SNa2,正极的电极反应式为 。M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用是 。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。（3）溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ，向该溶液中加入少量固体，溶液PH （填“增大”、“减小”或“不变”），溶液长期放置有硫析出，原因为 （用离子方程式表示）。【解析】根据总的电池反应书写电极反应式；溶液长期放置有硫生成一定有氧气参加。（1）2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2 CS2或热的NaOH溶液（2）

35、正极的电极反应式为：xS+2e-=Sx2-,M的作用一是导电，二是因钠与硫易反应，故它起到隔离作用；钠高能电池中负极为钠,有23g钠消耗释放1mole-，则207g钠消耗时转移207/23mole-，铅蓄电池的电极反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,铅蓄电池中铅是负极，207g铅消耗时转移2mole-，故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的：207/23：2=4.5倍。（3）根据电离与水解的知识可判断：c(Na+)c(S2-)c(OH-)c(HS-)c(H+)，加入少量固体后，溶液中发生离子反应：Cu2+S2-=CuS,由于c(S2-)降低，故由S2-水解产生的OH-量减

36、小，c(OH-)变小，c(H+)变大，溶液的pH减小；溶液长期放置所发生的化学反应方程式为2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S,故离子方程式为2S2-+O2+2H2O=4OH-+2S。【答案】（1）2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2 CS2或热的NaOH溶液（2）xS+2e-=Sx2- （或 2Na+xS+2e-= Na2Sx） 导电和隔离钠与硫 4.5（3）c(Na+)c(S2-)c(OH-)c(HS-)c(H+) 减小 2S2-+O2+2H2O=4OH-+2S9.（2011·江苏高考·18）Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法

37、制备：在KOH溶液中加入适量AgNO3 溶液,生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为2AgNO34KOHK2S2O8 Ag2O22 KNO32K2 SO42H2O回答下列问题：（1）上述制备过程中，检验洗剂是否完全的方法是 .(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的转化为，写出该电池反应方程式： . (3)准确称取上述制备的样品（设仅含Ag2O2和Ag2O）2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O2 ，得到224.0mL O2

38、（标准状况下）。计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。【解析】解答本题时应抓住题给信息，明确题目要求，分析发生的化学反应，结合相关化学原理，回答相关问题。【答案】（1）检验相关离子是否存在，就可以检验洗涤是否完全；（2）根据电池正、负极反应的物质和电解质溶液，分析反应物和生成物，根据电子守恒进行配平；（3）【答案】（1）取少许最后一次洗涤滤液，滴入12滴Ba（NO3）溶液，若不出现白色沉淀，表示已经洗涤完全（或取少许最后一次洗涤滤液，滴入12滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已经洗涤完全）（2）Ag2O22Zn4KOH2H2O 2K2 Zn（OH）42 Ag（3）0.91

39、10.（2010·安徽卷）（14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：（1）第步反应得到的沉淀X的化学式为 。（2）第步反应的离子方程式是 。（3）第步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第步反应中加入20.0mL3.0mol·L-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应和完全为Li2CO3,剩至少

40、有 Na2CO3参加了反应。【答案】（1）Al(OH)3(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O (3) 漏斗 玻璃棒 烧杯 ； 滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等（4）5.3 【解析】第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中 第二步就是偏铝酸钠与二氧化碳生成氢氧化铝，第三步是氧化还原反应，注意根据第一步反应LiMn2O4不溶于水。第（4）小题计算时要通过计算判断出硫酸过量。【考点提升训练】一、选择题1.某原电池总反应的离子方程式为：，则下列组合中不能实现该原电池反应的是A正极为C，负极为，电解质溶液为溶液B正极为C，负极为，电解质溶液为溶液C正极为，负极为，电解溶液为溶液D正极

41、为，负极为，电解质溶液为溶液【答案】A2.（2013·六安一中月考）将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧（如图所示）。在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下:已知构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。金属 电子流动方向电压/V甲甲Cu+0.78乙Cu乙0.15丙丙Cu+1.35丁丁Cu+0.30请依据记录数据判断，下列有关说法正确的是（ ）A在四种金属中丙的还原性最强B金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜C甲、丁若形成原电池时，甲为正极D甲、乙形成合金时，将该合金露置在空气中，乙先被腐蚀【答案】A3.（2012·豫

42、南九校摸底）固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物（能传导O2-）作为电解质，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是 A电极b为电池负极，电极反应式为O24e=2O2B固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C若H2作为燃料气，接触面上发生的反应为：H22OH-4e=2HH2OD若C2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为：C2H46O2-12e=2CO22H2O【答案】D4.（2013·本溪一中月考）下图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是()A原电池工作时的总反应为ZnCu2=Zn2Cu，该反应一定为放热反应B原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应

43、C原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深D如果将Cu电极改为Fe电极，Zn电极依然作负极【答案】C5.(2012·安徽黄山高三七校联考)根据右图,判断下列说法中错误的是( ) A.石墨电极为正极,Ag电极为负极 B.负极电极反应式: C.盐桥中阴离子移向溶液 D.总反应为: + 【解析】 根据图中电子的流向,可知Ag电极失电子为负极,则石墨电极为正极;负极的电极反应式: ;由原电池的工作原理可知:电池工作时,电解质溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以盐桥中阴离子向负极移动,总反应为: 。 【答案】 B 6.(2012·安徽合肥一模)一种新型燃

44、料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇的氧化锆晶体,在熔融状态下能传导。下列对该燃料电池说法正确的是( ) A.在熔融电解质中由负极移向正极 B.通入空气的一极是正极,电极反应为: C.通入丁烷的一极是负极,电极反应为: D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下气体 L 【解析】 该电池反应的氧化剂为还原剂为丁烷,故应通入电池的正极,丁烷应通入电池的负极,由原电池的工作原理可知:电池工作时,电解质溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故A选项错。D选项错,通入空气的一极是正极,电极反应为: 通入丁烷的一极是负极,负极是失去电子,B、C错;根据得

45、失电子守恒可得D正确。 【答案】 D 7.在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是 【答案】B8.镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH +2H2O Cd(OH)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(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB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OH-向正极移动【答案】A。【解析】 本题是考查常见的镍镉（Ni-Cd）可充电电池的工作原理。由充电时方程式中的Cd和Ni

46、的化合价的变化可知，充电时Ni(OH)2作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：Ni(OH)2e OH-=NiOOHH2O；Cd(OH)2作阴极，Cd(OH)22e =Cd2OH；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时，Cd作负极，Cd2e2OH =Cd(OH)2，Cd周围的c(OH)下降，OH向负极移动。9.磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池，其基本组成和反应原理如下：下列说法不正确的是( )A在改质器中主要发生的反应为CXHYXH2O XCO(XY/2)H2B移位反应器中CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H0。温度越高，CO转化率越大C负极排出的气体主要是CO2D该电

47、池正极的电极反应为 O24H4e=2H2O【答案】B【解析】由图可以看出，进入改质器的气体是CXHY和H2O，出来的是H2、CO、H2O，A选项正确；在移位反应器中，CO和H2O反应生成CO2和H2，此反应放热，升高温度，平衡逆移，CO转化率减小；CO2和H2进入燃料电池，H2在负极放电生成H，CO2则从负极排出；负极生成的H经过交换膜进入正极，与正极氧气反应生成水。 10.将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的pH均增大D.产生气泡的速率甲比乙慢【答案】选C。【解析

48、】因乙烧杯中锌片和铜片没有接触，故不能构成原电池，B项错误；因甲烧杯中锌片、铜片用导线连接后构成原电池，加快了锌片的溶解，即加快了反应速率，铜片上有气泡产生，乙中没有构成原电池，铜棒上无气泡，A、D项错误；又因两烧杯中的锌片都能与稀硫酸反应产生H2而消耗H+，故两烧杯中溶液pH均增大。11.某原电池的电池反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，与此电池反应不符的原电池是( )A. 铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B. 石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池C. 铁片、锌片、Fe2(SO4)3 溶液组成的原电池D. 铜片、铁片、Fe(NO3)3 溶液组成的原电池【答案】选C。【解析】铁

49、片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中锌片为负极，铁片为正极，原电池反应为Zn+2Fe3+=2Fe2+Zn2+。12镁-H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质，下列结论错误的是A电池总反应为：Mg+H2O2=Mg(OH)2B正极发生的电极反应为：H2O2+2H+2e=2H2OC工作时，正极周围海水的pH增大D电池工作时，溶液中的H+向正极移动【答案】A 【解析】 A项忽视了题意“酸性燃料电池”，在酸性环境的溶液中不能生成Mg（OH）2，应该是：Mg+H2O2=MgA项错误；电池工作时负极发生反应：Mg-2e-=Mg2+，正极发生反应：H2O2+2H+2e-=2H2O。正极区pH增大，溶液

50、中H+向正极迁移。13甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如下图。下列有关叙述正确的是AH+从正极区通过交换膜移向负极区B负极的电极反应式为：CH3OH(l) + H2O(l)6eCO2(g) + 6H+Cd导出的是CO2D图中b、c分别是O2、甲醇【答案】B 【解析】 由H+的迁移方向（从负极到正极），可知甲为负极，乙为正极，故b、c分别通入甲醛、O2；c、d分别导出CO2、H2O。14(2012·银川模拟)镁­H2O2酸性电池采用海水作电解质溶液(加入一定量的酸)，下列说法正确的是()A电池总反应的离子方程式为：MgH2O22H=Mg

51、22H2OB负极的电极反应为：H2O22H2e=2H2OC工作时，正极周围海水的pH减小D电池工作时，溶液中的H向负极移动【解析】电解质溶液为酸性，则正确的总反应式为MgH2O22H=Mg22H2O，故A正确；负极发生氧化反应；正极反应消耗H，故电池工作时，正极周围海水的pH增大，且溶液中的H向正极移动，故B、C、D错误。【答案】A15(2012·烟台模拟)一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()ACH3OH(g)O2(g)=H2O(l)CO2(g)2H(aq)2eBO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4OH【解析】根据化学反应分析，甲醇是还原剂，失去电子，应该在负极发生反应，甲醇中的碳元素为2价，二氧化碳中的碳元素为4价，故失去6个电子，C正确；氧气是氧化剂，得到电子，在正极发生反应。【答案】C二、非选择题16.根据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥为琼脂-饱和KNO3