2022-2023年化学一轮复习课件：第六章化学反应与能量第2讲　原电池　化学电源

1、第2讲原电池化学电源复 习 目 标知 识 建 构1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。夯必备知识提关键能力微专题目录CONTENTS/成学科素养/练高考真题/热点强化练/1.概念和反应本质原电池是把_能转化为电能的装置，其反应本质是_。2.形成条件(1)能_的氧化还原反应，一般是活泼性强的金属与电解质反应。(2)电极，一般是活泼性不同的两电极。(3)电解质溶液或熔融电解质。(4)形成闭合回路。一、原电池化学氧化还原反应自发进行3.工作原理(以铜锌原电池为例)。 (1)两种装置装置中Zn与Cu2直接接触，会有部分Zn与Cu2

2、直接反应，部分化学能转化为热能；装置中不存在Zn与Cu2的直接反应而造成能量损耗，电流稳定，且持续时间长。(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应反应类型_反应_反应盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K移向_极，Cl移向_极Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化还原正负(3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成(4)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用：a.连接内电路，_；b._ ，使原电池不断产生电流。盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。形成闭合回路平衡电荷(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较_的金属，正极一般

3、是活动性较_的金属(或非金属导体)。(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的_而受到保护。(4)设计制作化学电源。4.原电池原理的应用强弱正极(1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池()(2)在原电池中，发生氧化反应的是正极()(3)MgAl形成的原电池，Mg一定作负极()(4)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，再通过电解质溶液流回负极()【判一判】 判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(5)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()

4、(6)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高()答案 (1)(2)(3)(4) (5) (6)二、化学电源1.一次电池碱性锌锰电池负极材料：Zn。电极反应：_。正极材料：碳棒。电极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH。总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。 Zn2OH2e=Zn(OH)2纽扣式锌银电池电解质是_。负极材料：_。电极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2。正极材料：Ag2O。电极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH。总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgKOHZn2.二次电池典型的铅蓄电池充电时电极的连接：蓄电池的负极与外

5、接电源的负极相连，蓄电池的正极与外接电源的正极相连。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。3.燃料电池 (1)氢氧燃料电池种类酸性碱性负极反应式正极反应式电池总反应式备注燃料电池的电极不参与反应，起导电作用2H24e=4H2H24OH4e=4H2OO24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH2H2O2=2H2O(2)甲烷燃料电池酸性介质(如H2SO4)总反应式：_。负极反应式：_。正极反应式：_。碱性介质(如KOH)总反应式：_。负极反应式：_。正极反应式：_。CH42O2=CO22H2OCH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2O(1)碱

6、性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()(2)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H24e=4H()(3)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应()(4)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应()【判一判】 判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(5)在化学电源中，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()(6)二次电池充电时，充电器的正极接二次电源的正极()答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)考点二化学电源的分析与应用考点一原电池的工作原理及应用考点一原电池的工作原理及应用题组一原电池装置

7、和电极的判断1.在如图所示的8个装置中，属于原电池的是_。 答案2.中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案，其基本工作原理如图所示。下列说法中错误的是()C判断原电池正、负极的6种方法题组二原电池工作原理分析3.锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A.铜作负极，电极反应式：Cu2e=Cu2B.电池反应式：ZnCu2=Zn2CuC.在外电路中，电子从正极流向负极D.盐桥中的Cl移向CuSO4溶液B解析锌作负极，电极反应式为Zn2e=Zn2；铜作正极，电极反应式为Cu22e=Cu，总反应为ZnCu2=Zn2Cu，A错误、B正确；外电路中电子从负极流向正极，C错误；电解液和盐

8、桥中阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移，D错误。C题组三原电池原理的应用5.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减少；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A.abcdB.bcdaC.dabcD.abdc解析把四个实验从左到右分别编号为、，则由实验可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：ab；由实验可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：bc；由实验可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：dc；由实验可知，电流从a极流向d极，则d极为

9、原电池负极，a极为原电池正极，活动性：da。综上所述可知活动性：dabc。C6.(2021江苏淮安模拟)某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应2Fe32I2Fe2I2设计成带盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl3溶液、KI溶液；其他用品任选。回答下列问题：(1)画出设计的原电池装置图，并标出电极材料、电极名称及电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极反应式为_。(3)反应达到平衡时，外电路导线中_(填“有”或“无”)电流通过。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体溶解，则此时该溶液中的电极变为_(填“正”或“负”)极。答案(1)如下图(答案合理即可)(2)2I2e=I2

10、(3)无(4)负解析(1)先分析氧化还原反应，找出正、负极反应，即可确定电极材料和正、负极区的电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，负极上I失电子变成I2。(3)反应达到平衡时，无电子移动，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时Fe2失电子，该溶液中的电极变成负极。设计原电池的思路和方法考点二化学电源的分析与应用DA.放电时，负极反应为：KC6e=KC6B.充电时，阳极反应：KFeC2O4Fe=FeC2O4FKC.充电时，当电路中通过的电子为0.02 mol 时，碳电极增加的质量为0.78 gD.用该电池电解饱和食盐水，阴极产生4.48 L

11、气体时，通过隔膜的K为0.2 mol化学电源中电极反应式书写的一般方法明确两极的反应物。明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。C解析由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为Al(OH)3，A、B正确；阴离子移向负极，C错误；由反应中锰元素价态变化知D正确。题组二可充电电池分析2.(2021宁夏石嘴山一模)一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是()C解析碱性电解质水溶液中负极生成的Mg2会生成Mg(OH)2沉淀，降低电池效率，A错误；放

12、电时为原电池，原电池正极发生得电子的还原反应，包括3Mg2MgS86e=4MgS2，B错误；据图可知Mg2要通过隔膜移向正极参与电极反应，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，C正确；放电时Mg电极发生氧化反应，充电时Mg电极得电子发生还原反应，即电子流入Mg电极，D错误。题组三燃料电池的分析3.(2022广东惠州一调)一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是()A.a电极是该电池的正极B.电池工作时，电流由a 电极沿导线流向b电极C.b电极上发生还原反应D.H由右室通过质子交换膜进入左室C4.(2021河南漯河高三上学期期末)镁空气电池是一种新型燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错

13、误的是()A.金属Mg电极为负极，其电势低于空气电极的电势B.电子流向：Mg电极导线空气电极电解质溶液Mg电极C.电池总反应为2MgO22H2O=2Mg(OH)2D.回收后的氢氧化镁经一系列转化，可重新制成镁锭循环利用B解析金属Mg失电子，Mg为负极，空气电极是正极，正极电势高于负极，故A正确；金属Mg失电子，Mg为负极，空气电极是正极，电子流向：Mg电极导线空气电极，溶液中没有电子移动，故B错误；金属Mg失电子生成镁离子，氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电池总反应为2MgO22H2O=2Mg(OH)2，故C正确；氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁，在氯化氢气流中蒸发氯化镁溶液，得无水氯化镁，电解熔

14、融氯化镁制取金属镁，故D正确。解答燃料电池题目的几个关键点注意介质成分，是电解质溶液还是熔融盐、氧化物或是有机溶剂。通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气(或其他氧化剂)。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。微专题19常考常新的化学电源【知识进阶】 1.新型燃料电池燃料电池是利用燃料与氧气、空气或其他氧化剂进行反应，将化学能直接转化成电能的电源，基本工作原理与原电池相同：解题的关键是正确分析电极反应式，分析方法与信息型氧化还原反应方程式的书写相似：2.可充电电池充电电池放电遵循原电池原理，充电时遵循电解原理，其工作原理特点如下：可充电电池的题

15、干条件如果已知总方程式，书写较难写的电极反应式时，可先写出较易的电极反应式，然后用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。【专题精练】 1.(2021河南南阳高三上学期期中)氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，电池反应为NH3BH33H2O2=NH4BO24H2O。已知H2O2足量，下列说法正确的是()DA.正极的电极反应式为2H2e=H2B.电池工作时，H通过质子交换膜向负极移动C.电池工作时，正、负极分别放出H2和NH3D.工作足够长时间后，若左右两极室质量差为1.9 g，则电路中转移0.6 mol 电子解析以氨硼烷

16、(NH3BH3)电池工作时的总反应为NH3BH33H2O2=NH4BO24H2O可知，左侧NH3BH3失电子发生氧化反应为负极，电极反应式为NH3BH32H2O6e=NH4BO26H，右侧H2O2得到电子发生还原反应为正极，电极反应式为3H2O26H6e=6H2O，据此分析。右侧H2O2得到电子发生还原反应为正极，电极反应式为3H2O26H6e=6H2O，A错误；放电时，阳离子向正极移动，所以H通过质子交换膜向正极移动，B错误；NH3BH3为负极，失电子发生氧化反应，则负极电极反应式为NH3BH32H2O6e=NH4BO26H，右侧H2O2为正极，得到电子发生还原反应，电极反应式为3H2O26

17、H6e=6H2O，所以电池工作时，两个电极都不产生气体，C错误；未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，通入后，负极电极反应式为NH3BH32H2O6e=NH4BO26H，正极电极反应式为3H2O26H6e=6H2O，假设转移电子的物质的量是6 mol，则左室质量增加31 g6 g25 g，右室质量增加6 g，两极的质量相差19 g，工作一段时间后，若左右两极室质量差为1.9 g，则电路中转移0.6 mol 电子，D正确。2.(2021河北保定一模)中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内，形成电池如图，该电池可将可乐(pH2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的

18、是()DA.该电池是将生物能转化成电能的装置B.随着反应不断进行，负极区的pH不断增大C.b极的电极反应式为MnO22H2O2e=Mn24OHD.每消耗0.01 mol 葡萄糖，外电路中转移0.02 mol e解析该电池是将化学能转化成电能的装置，A项错误；负极区电极反应式为C6H12O62e=C6H10O62H，负极溶液中c(H)增大，则溶液的pH减小，B项错误；b电极上二氧化锰得电子和氢离子反应生成水和锰离子，电极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O，C项错误；根据C6H12O62e=C6H10O62H可知，消耗1 mol 葡萄糖，外电路中转移2 mol e，则消耗0.01 mol葡萄

19、糖，外电路中转移0.02 mol e，D项正确。A.放电时，Li通过锂离子导体膜向Mg极移动B.充电时，阴极上的电极反应式为Mg22e=MgC.可以用磷酸溶液代替非水电解质以提高电解质的导电效率D.若负极减少12 g，则有NA个电子经电解质由负极流向正极B4.(2021贵州遵义一模)中国科学院研发了一种新型锂电池，有望成为锂电池的替代品。该电池的电解质为CF3SO3K溶液，其简要组成如图所示。电池放电时的总反应为2KC14H10 xMnFe(CN)6=2K1xC14H10 xK2MnFe(CN)6，则下列说法中正确的是()A.放电时，电子从电极A经过CF3SO3K溶液流向电极BB.充电时，电极

20、A质量增加，电极B质量减少C.放电时，CF3SO3K溶液的浓度变大D.充电时，阳极反应为K2MnFe(CN)62e=2KMnFe(CN)6D解析放电时，该装置为原电池装置，即放电时电子不可能经过电解质溶液，故A错误；放电时，负极(电极B)反应式为KC14H10 xe=K1xC14H10 xK，正极(电极A)反应式为MnFe(CN)62e2K=K2MnFe(CN)6，充电时应将放电反应倒过来看，显然电极A的质量是减少的，电极B的质量是增加的，故B错误；根据B分析，放电时，CF3SO3K溶液的浓度不发生变化的，故C错误；充电时，电池的正极接电源的正极，充电时的电极反应式应是放电时电极反应逆过程，即

21、阳极反应式为K2MnFe(CN)62e=2KMnFe(CN)6，故D正确。1.(2021广东卷)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时()A.负极上发生还原反应 B.CO2在正极上得电子C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能B解析金属钠为负极，负极上发生失电子的氧化反应，A错误；碳纳米管为正极，CO2在正极上得电子，发生还原反应，B正确；放电时，阳离子由负极移向正极，C错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，D错误。下列说法错误的是()A.放电时，N极为正极B.放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度

22、不断减小C.充电时，M极的电极反应式为Zn22e=ZnD.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过B2.(2021湖南卷)锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：解析在该原电池中，活泼金属锌做负极，则N极为正极，A说法正确；放电时，左侧锌放电产生Zn2，贮液器中ZnBr2浓度不断增大，B说法错误；充电时，M极为阴极，电极反应式为Zn22e=Zn，C说法正确；放电时Br通过隔膜进入溶液中与Zn2结合，充电时Zn2通过隔膜在双极性碳和塑料电极上沉积，D说法正确。A.隔膜允许K通过，不允许O2通过B.放电时，电流

23、由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C.产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水D3.(2021河北卷)KO2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是()解析由题图可知，b极上O2转化为KO2，则b极为电池正极，a极为电池负极，K通过隔膜由a极向b极迁移，为避免O2氧化K电极，O2不能通过隔膜，A说法正确；放电时，电流由正极经导线流向负极，即由b极经导线流向a极，充电时，b极接外接电源的正极，b电极为阳极，B说法正确；产生1 Ah电量时，生成

24、KO2与消耗O2的质量比为71322.22，C说法正确；消耗3.9 g钾时，转移0.1 mol e，铅酸蓄电池消耗0.1 mol H2O，其质量为1.8 g，D说法错误。A.放电时，M电极反应为Ni2e=Ni2B.放电时，Li由M电极向N电极移动C.充电时，M电极的质量减小D.充电时，N电极反应为Li3Bi3e=3LiBiB4.(2021辽宁卷)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是()1.有关如图所示原电池的叙述不正确的是()DA.电子沿导线由Cu片流向Ag片B.正极的电极反应是Age=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

25、子移向Cu(NO3)2溶液 基础巩固练2.某原电池总反应为Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能实现该反应的原电池是()D解析由题意知，Cu为负极材料，正极材料的金属活动性必须弱于Cu，其中B、D项符合该条件；由Fe3得电子生成Fe2知，电解质溶液中必须含有Fe3，同时符合上述两条件的只有D项。ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)33.分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()BA.中Mg作负极，中Fe作负极B.中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C.中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D.

26、中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H24.课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橘子汁等物质来探究原电池的组成，下列结论不正确的是()BA.若a为铝片，b为锌片或铜片，则导线中一定产生电流B.若a为锌片，b为铝片，则b极上的电极反应式：2H2e=H2C.原电池是将化学能转化为电能的装置D.若a、b均为铝片，则电流计指针不偏转解析若a为铝片，b为锌片或铜片，橘子汁为电解质溶液，两极金属活泼性不同，此时能够形成原电池，A正确；若a为锌片，b为铝片，由于铝比锌活泼，因此a极为正极，电极反应式为2H2e=H2，B错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，C正确；若a、b均为铝片，则不符

27、合形成原电池的条件，则不能构成原电池，即电流计指针不偏转，D正确。5.(2021山东高密一中月考)某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是()CA.若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极B.若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片C.若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出D.若X为Cu，Y为Zn，则锌片发生还原反应解析Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子从Fe流向Cu，故A、B项错误；若X为Fe，Y为C，电解质为硫酸铜，则正极碳棒上析出Cu，故C项正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生氧化反应，故D项错误。CA.放电过程的能量转化只涉及化学能转化为电能B.放电时，KClO3在正极发生

28、还原反应C.充电时，阳极反应为Li1xV3O8xe=xLiLiV3O8D.放电时，转移x mol 电子理论上LiSi合金净减7 g解析由已知反应可进行如下分析。LiSi合金为负极，放电时电极反应：xLixe=xLi，充电时电极反应：xLixe=xLi；LiV3O8电极为正极，放电时电极反应：LiV3O8xLixe=Li1xV3O8，充电时电极反应：Li1xV3O8xe=xLiLiV3O8。放电过程中还涉及热能与化学能的转化，A项错误；放电时，LiV3O8和Li在正极发生还原反应，B项错误；由上述分析知，C项正确；放电时，转移x mol 电子理论上LiSi合金净减7x g，D项错误。7.(202

29、2福建泉州质监)垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如图所示。下列说法正确的是()CA.电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极B.放电过程中，正极附近pH变小C.若1 mol O2参与电极反应，有4 mol H穿过质子交换膜进入右室D.负极电极反应为H2PCA2e=PCA2H解析由题图知，右侧电极上O2被还原生成H2O，右侧电极为正极，电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极，A项错误；放电过程中，正极O2得电子与质子结合产生水，c(H)减小，pH变大，B项错误；若1 mol O2参与电极反应，有4 mol H穿过质子交换膜进入右室，生成2 mol水，C项正确；原电池负极发生

30、失去电子的氧化反应，D项错误。8.(2022广东四校联考)锌空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源，该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法不正确的是()BA.多孔板的目的是增大与空气的接触面积B.该电池的负极反应式为Zn2eH2O=ZnO2HC.该电池放电时K向石墨电极移动D.外电路中电子由Zn电极流向石墨电极解析多孔板可以增大石墨电极与空气的接触面积，A正确；根据放电时Zn转化为ZnO知，Zn电极为负极，负极反应式为Zn2e2OH=ZnOH2O，B错误；原电池中阳离子移向正极，则该电池放电时K向石墨电极移动，C正确；外电路中电子由负极流向正极，所以电子由Zn电极流向石墨

31、电极，D正确。9.(2021山东菏泽一模)近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池。该电池通过一种复杂的铜腐蚀现象产生电流，其中放电过程为：2Li Cu2OH2O=2Cu2Li2OH，下列说法正确的是()BA.放电时，正极的电极反应式为：O2 2H2O4e=4OHB.通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OC.放电时Cu极区域水溶液的pH减小D.放电过程中，电子由锂电极经过锗酸锌锂固体电解质到达铜电极解析根据图示结合题意，该装置为锂铜空气燃料电池，电池放电总反应为2Li Cu2OH2O=2Cu2Li2OH，则Li电极作负极，电极反应为Lie=Li，Cu电极作正极，电极反应为

32、：Cu2OH2O2e=2Cu2OH。根据分析，放电时，正极上并非是氧气直接放电，正极的电极反应式为：Cu2OH2O2e=2Cu2OH，故A错误；由放电过程总反应2Li Cu2OH2O=2Cu2Li2OH可知，通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，故B正确；放电时，Cu极电极反应式Cu2OH2O2e=2Cu2OH，Cu电极上生成氢氧根离子，该区域水溶液的pH增大，故C错误；放电过程中，电子由锂电极通过外电路导线经过负载到达铜电极，电子无法在有机电解质和锗酸锌锂固体电解质传递，故D错误。10.(2021四川泸州一诊)世界某著名学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池

33、放电时的说法正确的是()DA.a极为电池的负极B.正极的电极反应式为O22H2O4e=4OHC.放电时电子从b极经固体电解质流向a极D.消耗掉56 g铁时，理论上要消耗11.2x L标准状况的O2 11.如图1所示是原电池的装置图。请回答：(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液C的pH将_(填“升高”“降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如图1所示的原电池装置，则A(负)极材料为_，B(正)极材料为_，溶液C为_。(3)若C为CuCl2溶液，Zn是_极，Cu极发生

34、_反应，电极反应为_。反应过程溶液中c(Cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图2所示。电池总反应为2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为_。若线路中转移2 mol 电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为_ L。答案(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨FeCl3溶液(3)负还原Cu22e=Cu变小(4)负极CH3OH6eH2O=CO26H11.2解析(1)铁作负极，则该原电池反应是

35、铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H2e=H2；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH升高；(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如题图1所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A极材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等。溶液C中含有Fe3，如FeCl3溶液；(3)Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu22e=Cu，Cu2发生了还原反应，则c(Cu2)变小；(4)根据图2中的电子流向知c是负极，是甲醇发

36、生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，线路中转移2 mol 电子时消耗氧气0.5 mol，标准状况下体积为11.2 L。12.(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理如图1所示。电极b作_极，表面发生的电极反应为_ _。(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图2所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。X为_极，Y极反应式为_。Y极生成1 mol Cl2时，_ mol Li移向_(填“X”或“Y”)极。(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直

37、接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如图3：该电池中外电路电子的流动方向为_(填“从A到B”或“从B到A”)。工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将_(填“增大”“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。A电极附近甲醇发生的电极反应为_。答案(1)正CO22e2H=HCOOH (2)正2Cl2e=Cl22X(3)从A到B增大CH3OHH2O6e=6HCO2解析(1)从图1可以看出，左侧H2O转变成O2，O元素被氧化，电极a为负极，电极反应式为2H2O4e=4HO2，H通过质子交换膜进入右侧发生反应，右侧通入的CO2转变成HCOOH，C元素被还原，电

38、极b为正极，电极反应式为CO22e2H=HCOOH。(2)根据图2可知生成H2的电极为正极，生成Cl2的电极为负极。(3)甲醇失去电子，作为电池的负极，所以该电池外电路电子的流动方向为从A到B。有水生成，pH变大。CH3OH失电子，生成CO2和H，根据化合价变化和元素守恒配平方程式即可得电极反应式：CH3OHH2O6e=6HCO2。13.微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是()DA.a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH216e4H2O=2CO2N216HB.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正

39、极区移动C.a电极上的电势比b电极上的电势低D.开始放电时b电极附近溶液的pH保持不变能力提升练解析根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH24H2O16e=2CO2N216H，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O24e4H=2H2O，A选项正确；原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H)通过质子交换膜由负极区向正极区移动，B选项正确；由上述分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C选项正确；开始放电时，氧气在正

40、极b上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为O24e4H=2H2O，H浓度减小，故b电极附近溶液的pH增大，D选项错误。14.(2021山东日照三模)用下图所示装置探究某浓度浓硝酸与铁的反应。装置中Fe表面产生红棕色气泡，过一会儿停止；装置插入铜连接导线一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；随即又产生红棕色气泡，而后停止，如此往复多次；Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是()D15.(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中，如图1是高铁电池的模拟实验装置：该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为1 A，电池工作10 min，理论上消耗Zn_ g(已知F96 500 Cmol1)。盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向_移动(填“左”或“右”)；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向_移动(填“左”或“右”)。图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质