高中化学原电池化学电源高考考点解析

1、递进题组提升素养最有价值备考训练双基题组题组一 原电池工作原理的考查.下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是 （）ABCD解析：装置A和C中无外接电源，符合构成原电池的条件，是原电池 装置，电池的总反应式均为Zn + 2H + =Zn2+ + H2 T，铜做正极，放出H2。 装置B是电解装置，铜做阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成，起始时 阴极Ag上有E逸出。装置D也是电解装置，铜彳阴极，溶液中 得到电子在阴极逸出H 2,起始时的电解总反应式可表示为：2Ag + 2H =2Ag + + h2答案：B.在超市里经常会看到一种外壳为纸层包装的电池，印有如图的文字。有关说法错误的是（）兴展86SE

2、HO XIOM A6I wgss。9HA.该电池是一次电池B.电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极C.该电池含有的金属元素中毒性最大的是HgD.此电池工作时，外电路中每通过 0.2 mol电子，锌的质量理论上减 小 3.25 g解析：电池工作时，锌失去电子，电极反应式为 Zn-2e =Zn2 ,所 以外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上应减少 6.5 g,所以D项 错。答案：D题组二原电池正、负极的判断3.某氢氧燃料电池的电解质溶液为 KOH溶液，下列有关该电池的叙 述正确的是（）A.正极反应式为：O2+2H2O + 4e=4OHB.电池工作时，OH一向正极移动C.工作一段时间

3、后，电解质溶液的 pH变大D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L C%（标准状况）时，有0.1 mol e转移解析：电池工作时，OH-应向负极移动，B选项错误；氢氧燃料电池 总的反应为2H2+。2=2也0, n（OH -）不变而溶液体积增大，pH应变小， C选项错误；CuCl2电解的总的方程式为：CuCl23=Cu + Cl2T ,每生成 0.1 mol CI2有0.2 mol e转移，D选项错误。答案：A4.固体氧化物燃料电池是由美国某公司研制开发的。它以固体氧化错 一氧化亿为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（02一）在其间通过。 该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极

4、a、b均不参与电极反应。下 列判断正确的是（）h2 h2o1/25（干燥）多孔电极a固体电解质多孔电极bA.有O2放电的a极为电池的负极B.有H2放电的b极为电池的正极C. a极对应的电极反应为：O2+ 2H2O + 4e=4OHD.该电池的总反应方程式为：2H2 +。2=2也。解析：本题以完全陌生的燃料电池，考查学生对原电池知识点的掌握 程度。无论什么电池，其本质都是自发的氧化还原反应。所以先整体把握， 可知总反应相当于H2氧化成水；再逐层推理：正极 a处应为。2得到电子 被还原，生成O2一,负极b处应为 出失电子被氧化。答案：D题组三原电池原理的应用5.电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎

5、糊弄”，所以电工操作规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因： 答案：铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易 造成电路断路(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入 少量的CuSO4溶液，产生 出的体积V(L)与时间t(min)的关系是 1c(2)将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少 量的CUSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是。(3)将(1)中的CUSO4溶液改成CHsCOONa溶液，其他条件不变，则图象是 O解析：加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu,形成原电池，加快反应速率， (1)a中Zn减少

6、，H2体积减小；(2)中由于H2SO4定量，产生H2的体积一样 多；(3)当把CuSO4溶液改成 CHsCOONa溶液时，由于 CH3COO +HCH3COOH , a中c(H+)减少，反应速率减小，但产生 H2的体积不变， 所以C项正确。答案：(1)A (2)B (3)C题组四 化学电源中电极反应式的书写.铝-空气海水电池：以铝板为负极，钳网为正极，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：4Al + 3。2 + 6H 2O=4Al(OH) 3负极：正极：答案：4Al 12e =4Al33O2 + 6H 2O + 12e =12OH.科学家预言，燃料电池将是 21世纪获

7、得电能的重要途径。近几年 开发的甲醇燃料电池是采用钳作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许 质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：co、h2oCHQH+HQ负载PtPt(b)* HQ、空气1-空气(01)质子交换膜2电解质溶液为稀硫酸甲醇燃料电池工作原理示意图请回答下列问题：(1)Pt(a)电极是电池的极，电极反应式为 Pt(b)电极发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为(2)电池的总反应方程式为如果该电池工作时电路中通过 2 mol电子，则消耗的 CH30H有mol。解析：Pt(a)原料为CH30H和水，产物为CO2、H+和水，根据C化合 价由一2价升到+ 4价，失去6个电子，

8、Pt(a)为负极；Pt(b)原料为O2、H , 产物为H2O, O化合价由0价降低为2价，发生还原反应，为正极。答案：(1)负 CH3OH + H2O6e =CO2+6H还原 O2 + 4H +4e =2七0(2)2CH 30H + 3O2=2CO2 + 4H2O3题组五 不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响9 .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)酸性条件燃料电池总反应式：CH4 + 2O2=CO2 + 2H2O TOC o 1-5 h z 燃料电池正极反应式：O2+ 4H + 4ej =2H2OX 2,得燃料电池负极反应式：(2)碱性条件燃料电池总反应式：C

9、H4 + 2O2 + 2NaOH=Na 2co3 + 3H2O 燃料电池正极反应式：O2 + 2H2O + 4eT =4OHX 2,得燃料电池负极反应式：(3)固体电解质(高温下能传导O2一)燃料电池总反应式：CH4 + 2O2=CO2 + 2H2O 燃料电池正极反应式：O2+4e=2O2X 2,得燃料电池负极反应式：(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电池总反应式：CH4 + 2O2=CO2+ 2H2O 正极电极反应式：O2+2CO2+4e =2CO3X 2,得燃料电池负极反应式：答案：(1)CH48e +2H2O=CO2+8H(2)CH 4 + 10OH 8e =CO3 + 7H?

10、O(3)CH 4 + 4O2 8e =CO2+ 2H2O(4)CH 4 + 4CO3 8e =5CO?+ 2H2O题组六 可逆反应与原电池的工作原理10.已知在酸性条件下发生的反应为 AsO3 +2I +2H =AsO3 + 12 +%。，在碱性条件下发生的反应为 aso3 +I2+2OH =aso4 +H2O+ 2I O设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下列操作：KIIc.，(装有琼胶的饱和KQ溶液）NaaAsOi Na3AsO3盐桥I .向B烧杯中逐滴加入浓盐酸H .向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么

11、发生偏转？ O(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理 解释之。(3)操作I过程中Ci棒上发生的反应为 (4)操作II过程中C2棒上发生的反应为 (5)操作II过程中，盐桥中的 Q移向烧杯溶液(填A或B)答案：(1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。(2)(1)加酸，c(H + )增大，AsO：一得电子，失电子，所以Ci极是负极， C2极是正极。(H)加碱，c(OH)增大，AsO：一失电子，I2得电子，此时， Ci极是正极，C2极是负极。故发生不同方向的反应，电子转移方向不同， 即电流表指针偏转方向不同。(3)21 2e =I 2(4)AsO： + 2OH 2

12、e =AsO4 +H2O(5)A高考题组2013安徽理综卷热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种 热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl- KCl混合物 受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4+ 2LiCl + Ca=CaCl2+ Li2so4 + Pb。-硫酸铅电极-有 UC1-KC1钙电极电池壳下列有关说法正确的是()A.正极反应式：Ca+ 2Cl - 2e =CaCl2B.放电过程中，Li +向负极移动C.每转移0.1 mol电子，理论上生成 20.7 g PbD.常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转解析：负极反应为Ca失电子，A项错；放电过程中，阳离子移向正极， B项错；由电池总反应方程式可知，每转移 2 mol e ,生成1 mol Pb,即每 转移0.1 mol电子，理论上生成10.35 g Pb,故C项错；D项，由题干信息 可知，常温下，该电池反应不能发生，故D项正确。答案：D(1)2012海南高考节选月井(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性电池， 该电池放电时，负极的反应式为 (2)2012江苏高考节选铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为 H三一 。一二