原电池新型化学电源

1、第二讲原电池新型化学电源高/考/导f航夯实双基一撫身小试夯实双基一撫身小试考纲展示真题统计2016,卷甲11T;1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能2016,卷丙11T;书写电极反应和总反应方程式。2015,卷I11T;2了解常见化学电源的种类及其工作原理。2015,卷n26T(1)(2);2014,卷n12T考点r原电池及其工作原理知识梳理一、原电池的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。二、原电池的构成条件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)。二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。三看是否形成闭合回路形

2、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。三、原电池的工作原理如图是两种锌铜原电池示意图:IIII反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e_=zn2+Cu2+2e=Cu反应类型氧化反应还原反应电池反应Zn+Cu2=Zn2+Cu原电池中的三个方向（1）电子流动方向：从负极流出沿导线流入正极电流流动方向：从正极沿导线流向负极；离子迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迂移，阳离子向正极迁移。四、盐桥原电池的组成和作用1盐桥原电池中半电池的构成条件：电极金属和其对应的盐溶液。一般不要任意替换成其他阳离子盐溶液，否则可能影响效果。盐桥中装有饱和的KC

3、I、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。2.盐桥的作用连接内电路，形成闭合回路；（2）平衡电荷，使原电池不断产生电流。自我检测TOC o 1-5 h z1判断正误（正确的打“V”，错误的打“X”）在原电池中，发生氧化反应的一极是负极。（）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。（）（3）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。（）答案：（1）2（2）X（3）X2.（教材改编题）下列装置不能形成原电池的是ZnlJiCHiSO.ACtiSOiZ11SO4DZnlJiCHiSO.ACtiSOiZ11SO4D解析：选CoA、B、D项都具有活泼性不同的电极；电解质溶液；闭合

4、回路;自发进行的氧化还原反应，均能构成原电池；C项中酒精为非电解质，不能构成原电池。（2017北京丰台区高三模拟）有关如图所示原电池的叙述不正确的是（）血片-PI_-人蔚盐桥LL_1-i二一1=J7；丁、皿血閒權A电子沿导线由Cu片流向Ag片B.正极的电极反应式是Ag十+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(NO3)2溶液解析：选D。该装置是原电池装置，其中Cu为负极，失电子发生氧化反应：Cu-2e-=Cu+,Ag为正极，得电子发生还原反应：Ag+e-=Ag。原电池中，负极(Cu)失去的电子沿导线流向正极(Ag),盐桥中的阳离子移向正极，即移向

5、AgNO3溶液，综上所述,D错误。CD原电池原理考查中四个常见失分点的规避只有自发进行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。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。无论在原电池还是电解池中，电子均不能通过电解质溶液。原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。讲练互动_讲练互动典题例证一学以致用例1(2016高考全国卷甲，11,6分)Mg-AgCI电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()2+A.负极反应式为Mg2e=MgB.正极反应式为Ag十+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

6、g+2H2O=Mg(OH)2+出f解析该电池中Mg作负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2+,A项正确；正极反应为AgCI+=Ag+Cl,B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2JD项正确。答案B，互动探究hp-我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是，负极反应式为;正极材料是，正极反应式为。答案：铝，互动探究hp-我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型的海水标志灯，以海水为电解质

7、溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是，负极反应式为;正极材料是，正极反应式为。答案：铝4AI12e=4A|3+石墨等惰性电极302+6出0+12e=12OH规律方注原电池正、负极的判断方法-构造方面题组训练氧色空J电子谑出I-还原反區卜电顿反应电子流入电子说囱外电踣）电擬増更咸有丸怵产生等-反应现象畑离予特向*离子暮向内电路【阳向正，阴AA）精題哪做，能力大成1原电池构成及原理考查（教材改编题）如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是A若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2B水果电池的化学能转化为电能C此水果

8、发电的原理是电磁感应D金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片答案：C（2016高考海南卷改编）某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，K0H溶液为电解质溶液。下列说法正确的是（）A.Zn为电池的负极，被还原2+B.正极反应式为2FeO4+10H+6e=Fe2O3+5出0C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D.电池工作时OH向负极迁移解析：选D。A.根据化合价升降判断，Zn化合价只能升高，故为负极材料，被氧化,不正确；B.KOH溶液为电解质溶液，则正极电极反应式为2FeO4-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-,错误；C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D.电池工作时阴离

9、子OH-向负极迁移，正确。.1原电池正、负极的判断3如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()N二二二选项MNPAZnCu稀H2SO4BCuFe稀HCICAgZnAgNO3溶液DZnFeFe(NO3)3溶液棒为正极，N棒为负极，且电解析：选C棒为正极，N棒为负极，且电判断方法，溶解的一极为负极，增重的一极为正极，所以解质溶液能析出固体，则只有C项正确。4.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4.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

10、为6H2O+6e-=6OH-+3出f2+C.中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=FeD.中Cu作正极，电极反应式为2H*+2e=H2f解析：选B。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在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C均错。中电池总反应为2AI+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3出匸，负极电极反应式为2AI+80H-6e-=2AIO-+4H2O,二者相减得到正极电极反应式为6H2O+6e=6OH-+3H2T,B正确。中Cu是正极，电极反应式为O2+2H2O+4e=40H,D错。二十对盐桥原电池原理的考查5.（2017

11、泗洪模拟）如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是电极I(Pt)FeCl,、7盐桥A电极I上发生还原反应，作原电池的负极2+B.电极n的电极反应式为Cu+2e=CuC.该原电池的总反应为2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子解析：选C。该原电池的总反应为2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+。电极I上发生还原反应，作原电池的正极，反应式为2Fe3+2e-=2Fe2+,电极n为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。6.（2017浙江六校联考）将反应IO3+5+6H+电池。开始时向甲烧

12、杯中加入少量浓硫酸，电流计指针发生偏转,312+3H2O设计成如下图所示的原段时间后，电流计指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流计指针再次发生偏转。下列判断不正确的是（）#灵城电流卅战桥变蓝K10l*甲A开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应B开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D.两次电流计指针偏转方向相反解析：选B。开始加入少量浓硫酸时，由氧化还原反应方程式可知，反应正向进行，KI是还原剂，KIO3是氧化剂，故甲为正极区，甲中石墨作正极，得电子发生还原反应，电极反应式为210才+10e-

13、+12H+=12+6H2O,乙为负极区，乙中石墨作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为101-10e-=512,两烧杯中均有12生成，在甲、乙两烧杯中都加入淀粉溶液，两烧杯中的溶液均变蓝，A正确，B错误；电流计读数为零时，表明反应达到化学平衡状态，C正确；由氧化还原反应方程式可知，电流计指针读数为零，反应达到平衡状态，此时再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，则消耗了H+,原氧化还原反应的平衡逆向移动，电流计指针的偏转方向与第一次相反，D正确。盐桥中的离子不断释放到两个池中，逐渐失去导电作用，需定期更换盐桥。要明确盐桥中离子的移动方向；明确其与可逆反应平衡移动方向的关系。考点2原电池原理的应用

14、自主学习自主学习知识梳理设计制作化学电源首先将氧化还原反应分成两个半反应。根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。例如：在Zn与稀H2SO4反应时，加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。自我检测M、N、P、E四种金属，已知：M+N2+=N+M2+:M、

15、P用导线连接放入NaHSO4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,N2e=N2+。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()A.PMNEENMPPNMED.EPMN解析：选A。由知，金属活动性：MN;M、P用导线连接放入NaHS04溶液中，M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：PM；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：NE。定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是()A.加入少量稀NaOH溶液B.加入少量CHsCOONa固体C.加入少量NH4HSO4固体D.加入少量C

16、uSO4溶液解析：选D。A中加入NaOH溶液，消耗盐酸，反应速率减慢，且氢气的生成量会减少，错误；B中加入CH3COO-会结合H+,生成醋酸，减慢反应速率，错误；C中加入NH4HSO4固体，增加了H+的量，生成的氢气会增多，错误；D中加入少量CuSO4溶液，Zn置换出少量Cu附着在锌表面，形成原电池可以加快反应速率，并且没有影响氢气的生成量，正确。比较金属活动性强弱的三种方法根据原电池：一般情况下，负极大于正极。根据电解池：易得电子的金属阳离子，相应金属的活动性较弱。根据金属活动性顺序表。原电池装置图常见失分点提示不注明电极材料名称或元素符号。不画出电解质溶液(或画出但不标注)。误把盐桥画成导

17、线。不能连成闭合回路。讲练互动例从下列各反应条件的叙述中选择合适的图像:将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuS04TOC o 1-5 h z溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系是。将过量的两份锌粉a、b分别加入等量的稀硫酸中，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。将(1)中的CuSO4溶液改成CHsCOONa溶液，其他条件不变，则图像是。解析(1)a中加入CuSO4，消耗一部分Zn,Cu、Zn形成原电池，反应速率加快，所以a放出H2的量减少，但速率加快。(2)a中加入CuSO4消耗Zn，但由于Zn

18、过量并不影响产生H2的量，速率会加快。(3)CH3COONa与H2SO4反应后生成弱酸CH3COOH，从而减慢反应速率，但产生H2的量没有发生变化。答案(1)A(2)B(3)C互动探究】互动探究】上题和中若不向a中加CuSO4溶液，仅对a中溶液加热，则两题应对应哪个图像?为什么？答案：都对应B图。和中都产生等量的氢气，对a中溶液加热，使产生H2的速率加快，反应所需的时间缩短，故B图合理。规【律方【注改变Zn与H+反应速率的方法加入Cu粉或CuSO4,使Cu与Zn接触形成原电池，加快反应速率。加入Cu,不影响Zn的量，即不影响产生H2的量；而加入CuSO4,会消耗一部分Zn,但是否影响产生出的量

19、，应根据Zn、H+的相对量多少判断。加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H+反应，使c(H+)减小，反应速率减小，但不影响产生H2的量。加水稀释，使c(H+)减小，反应速率减小，但不影响产生H2的量。改变反应的温度，也会影响Zn与H+的反应速率。把锌粒换成锌粉，加快Zn与H+的反应速率。精題址做能力大成题组训练精題址做能力大成二十原电池的工作原理1.（2015高考安徽卷）常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。测秋电範仪器图1测秋电範仪器图10ti时，原电池的负极是Al片，此时，正极的

20、电极反应式是溶液中的H+向极移动。ti时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是解析：在0ti时，正极上NOj得电子后结合H+生成NO2和H2O;在原电池中，阳离子向正极移动，故H+向正极移动；由于Al在浓硝酸中发生了钝化，生成的氧化膜阻止了反应的进行，此时Cu与浓硝酸反应而导致Cu作负极，电子流动方向发生了改变。答案：NO3+e+2H=NO2f+出0正Al在浓硝酸中发生钝化，生成的氧化膜阻止了Al的进一步反应2.（2017开封高三调研）如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是（）A.外电路的电流方向为Xt导线tYB.若两电极分

21、别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁C.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XY解析：选D。外电路的电子流向为Xt导线tY,电流方向与其相反；X极失电子，作负极，发生的是氧化反应，Y极发生的是还原反应；若两电极分别为铁和碳棒，则Y为碳棒，X为铁。-I原电池的设计3+2+2+请根据原电池原理，利用反应2Fe+Cu=2Fe+Cu，设计一个原电池装置。负极反应式：负极反应式：自主学习夯实双基撚身小试正极反应式：,并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，标明电极材料和电解质溶液，并标出外电路电子流向。解析：据题意要求，应按照反应2Fe3+Cu=Cu2

22、+2Fe+进行设计，Cu作负极，Fe3+作正极反应物即可。答案：Cu2e=Cu22Fe+2e=2Fe（合理即可）反思归纳设计原电池要注意的问题（1）必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。（2）正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料,一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属（如石墨等）作为正极。（3）电解质溶液的选择：电解质溶液一般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（如溶解于溶液中的氧气）。但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行（中间连接盐桥）,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，这样可减少离子极化作用

23、，便于电子和离子的移动，如在Cu-Zn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。考点3化学电源及电极反应式的书写、一次电池碱性锌锰干电池知识梳理锌粉和KOH、一次电池碱性锌锰干电池知识梳理锌粉和KOH的混件物-MriOj-金朋外壳负极材料：Zn，电极反应式：Zn+20H-2e_二二二Zn(OH)2；正极材料：MnO2,电极反应式：2MnO?+2出0+2e_=2MnOOH+20H；总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。、二次电池（以铅蓄电池为例）放电时的反应负极：Pb(s)+SOf-(aq)2e=PbSO(s

24、)(氧化反应);+2正极：PbO&s)+4H(aq)+SO4-(aq)+2e=PbSO4(s)+2H2O(l)(还原反应);总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)。充电时的反应阴极：PbSOs)+2e=Pb(s)+SO(aq)(还原反应);+2阳极：PbSO4(s)+2H2。(1)2e=PbO2(s)+4H(aq)+SO4(aq)(氧化反应);总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)。三、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2H24e=4H2

25、H2+4OH4e=4H2O正极反应式O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH电池总反应式2H2+O2=2H2O四、电极反应式书写技巧和步骤首先明确电极反应式属于以离子反应表达的氧化还原半反应，要遵循离子方程式的拆分物质的规则。1先写出电极反应式的主要框架（待配平）（1）酸性电解液负极：还原剂xet氧化产物+H正极：氧化剂+xe+H+t还原产物（2）非酸性电解液（或质）（包括碱溶液、熔融碳酸盐及氧化物）负极：还原剂xe阴离子t氧化产物正极：氧化剂xet阴离子还原产物2依据化合价变化分别标出氧化剂与电子的比例、还原剂与电子的比例，也就是配平氧化剂、还原剂和电子的系数。3根据电荷守恒配

26、平离子，注意要把得电子看作负电荷，失电子看作正电荷处理。4最后根据元素守恒配平其余物质。自我检测1以甲烷燃料电池为例来分析不同环境下电极反应式的书写。（1）酸性介质（如H2SO4）TOC o 1-5 h z负极：；正极：；总反应式：。（2）碱性介质（如KOH）负极：正极：总反应式：（3）固体电解质（高温下能传导O2）负极：；正极：；总反应式：熔融碳酸盐（如熔融K2CO3）环境下2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2OCH48e10OH=CO327H2O2O28e4H2O=8OHCH42O22OH=CO233H2O2CH48e4O2=CO22H2O2O2+8e=40?CH4+2O2=

27、CO2+2出0CH48e+4CO3=5CO2+2出0202+8e+4C02=4CO2CH4+2O2=CO2+2H2O(教材改编题)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、放电电解质溶液为K0H溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2Ni00H+2出0充电Cd(0H)2+2Ni(0H)2。有关该电池的说法正确的是()A放电时负极附近溶液的碱性不变B.放电时电解质溶液中的0H向正极移动C.放电时正极反应：NiOOH+e+H20=Ni(0H)2+OH一D.放电时Cd在正极上放电解析：选C。放电时Cd作负极，发生Cd2e-+20H-=Cd(0H)2,负极附近溶液碱性减弱，A、

28、D错误；放电时电解质溶液中的0H-向负极移动，B错误；放电时正极反应：NiOOH+e+H20=Ni(0H)2+OH,C正确。书写电极反应式时的三个原则共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中C02不可能存在，也不可能有H+参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有0H-参加反应。得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加H20(电解质为酸性时)或0H(电解质为碱性或中性时)；失氧时，在反应物中加H20(电解质为碱性或中性时)或H+(电解质为酸性时)。中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产

29、物是碱。讲练互动典题例证一学以致用讲练互动0ED(2016高考全国卷丙，11,6分)锌-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+O2+40H+2出0=2乙n(OH)4。下列说法正确的是()A.充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C.放电时，负极反应为Zn+4OH2e=zn(OH)2D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)解析K+带正电荷，充电时K+应该向阴极移动，A项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH则充电时，OH-浓度应增大，B项错误。放电时，Zn为负极，失去电子生成Zn(O

30、H)4,其电极反应为Zn+4OH2e=Zn(OH)4-,C项正确。消耗1molO2转移4mol电子，故转移2mol电子时消耗0.5molO2,0.5molO2在标准状况下的体积为11.2L,D项错误。答案C，互动探究(1)写出上题中电池在放电时的正极反应式若将电解质溶液改为硫酸，分别写出放电时的负极和正极反应式:答案：(1)O2+4e+2H2O=4OH题组训练Zn2e=ZnO2+4e+4H=2H2题组训练精题细做.能力大成二I化学电源中电极反应式的书写(1)2015高考全国卷n,26(1)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌,中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4CI

31、等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为(2)(2017潍坊高三模拟)肼-双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注，其工作原理如图所示。请写出电池正极的电极反应式：,电池工作过程中，A极区溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。隔膜腓-取氧水燃料啦池的丄齐原理图隔膜腓-取氧水燃料啦池的丄齐原理图解析：(1)酸性锌锰干电池中正极上发生还原反应，该电池放电过程中产生MnOOH,则正极反应式为MnO2+H+e-=MnOOH。金属锌作负极，发生氧化反应生成Zn2+,则负极反应式为Zn-2e-=Zn2+,结

32、合得失电子守恒可得电池反应式为2MnO2+2H+2Zn=2MnOOH+Zn+。燃料N2H4在负极放电，则H2O2在正极(B极)上发生还原反应：H2O2+2e-=2OH-。电极A为负极，N2H4发生氧化反应：N2H44e-+4OH-=N21+4出0,A极区c(OH-)减小，pH减小。答案：(1)MnO2+H+e=MnOOH2MnO2+Zn+2H=2MnOOH+Zn注：式中Zn2+可写为Zn(NH3)2+、Zn(NHJ2CI2等，H+可写为NH4(2)H2O2+2e=2OH减小2按要求写出电极反应式或总反应方程式。(1)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为铝

33、电池性能优越，Al-Ag2O电池可用作水下动力电源，电解质溶液是NaOH和NaAIO2混合液，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为AlFfefiAg.OMgAlFfefiAg.OMg电按解析：(1)肼-空气燃料电池是一种碱性电池，。2在正极反应，故负极是肼发生反应：N2H44e+4OH=N2+4出0。(2)Al作负极,Ag2O/Ag作正极,NaOH和NaAIO2溶液是电解质溶液，所以生成物是NaAIO2、Ag、H2O0答案：(1)N2H44e+4OH=N2f+4出0(2)2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+出0-I有关燃料电池电极反应的考查（2015高考江苏卷）一种熔融

34、碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是（）电战ACO+H,_Ml电战ACO+H,_Ml催化Ti整gv/JA-Cl+HjO催化剂A.反应B.电极CH4+H2O=3H2+CO,每消耗1molCH4转移12A.反应B.电极A上H2参与的电极反应为出+20H2e=2缶0C.电池工作时，CO,向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e=2CO2解析：选D。A选项，甲烷中的C为一4价，一氧化碳中的C为+2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1mol甲烷失去6mol电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2+CO

35、+2CO34e-=3CO2+H2O,所以错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，所以错误；D选项，电极B上氧气得电子与二氧化碳反应生成碳酸根离子，所以正确。反思归熟记“离子趋向”，抓住“电荷守恒”，熟练书写燃料电池电极反应式（1）阳离子趋向正极，在正极上参与反应，在负极上生成（如H+）;阴离子趋向负极，在负极上参与反应，在正极上生成（如OH-、O2-、co3）o（2）“一ne-”相当正电荷，“+ne-”相当负电荷，依据电荷守恒配平其他物质的系数。（3）电池总反应式=正极反应式+负极反应式。课后达标检测一、选择题1下列关于原电池的说法正确的是（）A.所有的氧化还原反应都能设计成原电

36、池B原电池的两极中较活泼的金属一定为负极C.在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应D原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能,错误；B项,解析：选C。A项，必须是自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池原电池的两极中较活泼的金属一般为负极，但在某些特殊的电解质溶液中，如Mg-AI（NaOH）原电池，较活泼的金属Mg与NaOH不能反应，而AI与之反应，较不活泼的金属AI作负极，故错误；,错误；B项,100%进行转化，故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能，错误。（2017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（）

37、电极皿电极皿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解析：选D。原电池是将化学能转化成电能的装置，A正确；原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B正确；图中a极为铝条、b极为锌片时，构成原电池，导线中会产生电流，C正确；图中a极为锌片、b极为铜片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，D错误。3研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCI=Na2Mn50io

38、+2AgCI。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（）A.正极反应式：Ag+CIe=AgCI每生成1moINa2Mn50io转移2moI电子Na+不断向“水”电池的负极移动AgCI是还原产物解析：选B。电池的正极得电子，A错误；阳离子向正极移动，C错误；Ag化合价升高形成AgCI,AgCI是氧化产物，D错误。4“天宫二号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞充电行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni（OH）2放电2NiOOH+H2。则下列说法正确的是（）/Ni(OH)：NiOOHNi(DH),NiOOllA.放电时，NiOOH发生氧化反

39、应充电时，a电极的pH增大，K+移向b电极充电时，a电极的电极反应为2H2O+2e=出f+2OH放电时，负极反应为NiOOH+H2O+e=Ni（OH）2+OH解析：选C。放电时，NiOOH在正极上放电，发生还原反应，A错误；充电时，a电极作阴极，电极反应式为2出0+2e-=H2T+2OH-,pH增大，K+移向a电极，B错误、C正确；放电时，负极上H2放电，D错误。5.（2017张家界模拟）液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域（环境）广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是（）怖环泵循

40、环乗Q+A.充电时阳极的电极反应式：Zn2e=ZnB.充电时电极a为外接电源的负极C.放电时Br向右侧电极移动D.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大解析：选D。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液，所以该电池的负极为锌，电极反应式为Zn2e=Zn2+,溴为原电池的正极，电极反应式为Br2+2e-=2Br,充电时阳极的电极反应式与正极的电极反应式相反，所以充电时阳极的电极反应式为2Br2e=Br2,故A错；在充电时，原电池的正极连接电源的正极，是电解池的阳极，而原电池的负极连接电源的负极，所以充电时电极a为外接电源的正极，故B错；放电时为原电池，在原电池中间隔着一个阳离子交换膜，所

41、以Br-不能向右侧电极移动，故C错；放电时左侧生成溴离子，为平衡电荷，右侧的锌离子向左侧电极移动，所以放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，故D正确。6如图所示，最近美国医学家利用人体自身环境设计了心脏起搏器，其动力由人体体液中的能量物质提供。液中的能量物质提供。fftCuS04溶液A.杠杆为导体或绝缘体时，均为B.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端咼fftCuS04溶液A.杠杆为导体或绝缘体时，均为B.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端咼盐桥A端低FeS04B端低B端高A图中“？”为人体中的脂肪B02极为心脏起搏器的负极C.产生的C02使人体血液呈酸性，长期使用对人体有害D.电池正极的电极反应式为

42、02+2H?0+4e=40H解析：选D。本题将原电池原理进行拓展和创新，所以解答时首先要了解人体体液中的能量物质，其次要根据原电池原理来分析心脏起搏器的正、负极。选项A，人体体液中的能量提供者是葡萄糖，不是脂肪。选项B,体液中的葡萄糖为电池的负极。选项C,人体自身呼吸作用也会产生二氧化碳，通过人体的呼吸和体液调节不会使人体的血液呈酸性。选项D,02获得电子为电池的正极，其电极反应式为02+2H20+4e=40H-。7.如图所示，杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,CuS04CuS04溶液，一段时间后,F列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）（

43、A导线C.当杠杆为导体时，A端低B端高D.当杠杆为导体时，A端高B端低解析：选C。当杠杆为导体时，构成原电池，Fe作负极，Cu作正极，电极反应式分别为负极：22Fe2eFe+,正极：Cu+2eCu,铜球增重，铁球质量减轻，杠杆A端低B端高。&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LiCI-KCI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+2LiCI+Ca=CaCl2+U2SO4+Pb。下列有关说法正确的是(A.正极反应式:CaA.正极反应式:Ca+2CIB.放电过程中，Li+向负极移动C.每转移0.1mol电子，理论上

44、生成20.7gPbD.常温时，在正、负极间接上电流表或检流计，指针不偏转解析：选D。正极应是得电子发生还原反应，故为PbSO4+2e-=Pb+SO4-,A错误;放电过程为原电池，阳离子向正极移动，B错误；每转移0.1mol电子，生成0.05molPb,为10.35g,C错误；由题意“热激活”表明该电池应在加热的条件下工作，故常温下电解质不能熔化，不能形成原电池，指针不偏转，D正确。如图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是()B.催化剂b表面O2发生还原反应，其附近的溶液酸性增强C.催化剂a表面的反应是SO2+2H2O-2e=SO+4H+D.若得到的硫酸浓度仍

45、为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的出0的质量比为8:15解析：选B。A项，该装置没有外加电源，是一个原电池，能把化学能转化为电能，正确；B项，催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O,消耗H+,其附近溶液酸性减弱，错误；C项，催化剂a表面SO2失去电子生成硫酸，电极反应式为SO2+2H2O2e-=SO2-+4H+,正确；D项，催化剂a处的反应为SO2+2H2O2e=SO4+4H+,催化剂b处的11反应为2。2+2H+2e_=出0,则总反应式为SO2+出0+22=H2SO4。设参加反应的xX98S2的质量为xg,加入的出0的质量为yg,则生成硫酸的质量为一莎g,消耗水的质量98x为XJ8g

46、,因得到硫酸的浓度为49%,故有一6-=一49一,可得x：=8:15,正确。64y空100-49y64二、非选择题(14分)(1)以Al和NiOOH为电极，NaOH溶液为电解质溶液组成一种新型电池，放电时NiOOH转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是(2)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为Zn+2NH4CI+2MnO2=Zn(NH3)2Cb+2MnOOH。该电池中，负极材料主要是，与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点是。将氢氧燃料电池中的氢气换成氨气也可以构成燃料电池，其电池反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O。电解质溶液应该呈(填“酸性”“碱性”或“中性”)，负极的电极反

47、应式：。解析：根据得失电子守恒有Al+3NiOOH+NaOHNaAlO2+3Ni(OH)2,再由元素守恒得：Al+3NiOOH+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2。根据普通锌锰电池放电时发生的主要反应：Zn+2NH4CI+2MnO2=Zn(NH3)2Cb+2MnOOH,失去电子的为负极，材料为锌；金属易和酸发生反应，而在碱性条件下，金属的性质比较稳定，电池的使用寿命大大增加。(3)NH3与酸反应生成盐，故该电池应选用碱性电解质溶液。答案：(1)AI+3NiOOH+NaOH+H2O=NaAIO2+3Ni(OH)2(2)锌在碱性条件下，金属的性质比较稳定，电池的使用寿命大大增加碱性2

48、NH3-6e-+6OH-=N2+6出03+3(14分)已知在酸性条件下发生的反应为AsO4+21+2H=AsO3+D+出0,在碱性条件下发生的反应为AsO3+12+2OH-=Aso4-+H2O+2。设计如图装置G、Q均为石墨电极)，分别进行下述操作：l-S)_-it桥(装有琼脂的AB；恤:和KC1幣脚ABNfliAsO*、Na1AsO,.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸；.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液。结果发现检流计指针均发生偏转，且偏转方向相反。试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么都发生偏转？(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：操作I过程中Ci棒上发生

49、的反应为。操作I过程中C2棒上发生的反应为。操作I过程中，盐桥中的K+移向烧杯溶液(填“A或“B”。)解析：由于酸性条件下发生的反应为AsO342I2H=AsO33I2H2O，碱性条件下发生的反应为AsO3-+I2+2OH-=AsoA+H2O+2厂，两反应都是氧化还原反应，而且满足构成原电池的三大要素：不同环境中的两电极(连接)；电解质溶液(电极插入其中，并能自发发生氧化还原反应);形成闭合回路。当加酸时，c(H+)增大，Ci：2I-2e-=12,为负极；C2：ASO3-+2H+2e=AsO3+H2O,为正极。当加碱时，c(OH-)增大，I22e=2I，为正极；C2：AsO332OH2e=AsO34H2O，为负极。答案：(1)两次操作均能形成原电池，将化学能转变成电能加酸时，c(H+)增大，Aso4得电子，失电子，所以C1极是负极，C2极是正极；加碱时，c(OH)增大，Aso3失电子，12得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。故加入浓盐酸和NaOH溶液时发生不同方向的反应，电子流动方向不同，即检流计指