专题23电池正负极判断

专题二十三原电池正负极的判断【2018年高考考纲解读】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。了解常见化学电源的种类及其工作原理。【重点、难点剖析】一、正负极判断方法1、由组成原电池的两极的电极材料判断.一般来说,通常两种不同金属在电解溶液中构成原电池时,较活泼的金属作负极，但也不是绝对的,应以发生的电极反应来定.例如,Mg-Al合金放入稀盐酸中,Mg比Al易失去电子,Mg作负极；将Mg-Al合金放入烧碱溶液中，由于发生电极反应的是Al,故Al作负极.另如Cu-Al放在浓硫酸中,Cu是负极.2、根据电流方向或电子流动方向判断.电流流入的一极或电子流出的一极为负极；电子流动方向是由负极流向正极.3、根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断.在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极,阴离子流向的极为负极.4、根据原电池两极发生的变化来判断.某一电极不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，此电极为原电池的负极；若某一电极有气体产生，电极质量不断增加或不变,该电极发生还原反应，此电极为原电池的正极.如：Zn—C一CUSO4溶液构成的原电池,C极上有紫红色的固体物质，为原电池的正极.5、在燃料电池中,两电极只是气体吸附载体,并不参与反应.可以通过总反应式和定义来判断,发生氧化反应的气体或物质所对应的电极为负极.如：氢氧燃料电池（以氢氧化钾为电解质）发生的总反应为：2H2+O2=2H2O,则氢气的一极为原电池的负极.【高考题型示例】例1.（2016课标H）Mg—AgCl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A.负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B.正极反应式为Ag++e-=AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.一负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2t【答案】B【解析】根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl+2Ag,正极反应为：22AgCl+2e-=2C1-+2Ag,负极反应为:Mg-2e-=Mg2+,A项正确，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)/H2t,D项正确；答案选B。【变式探究】1、镁、锌等金属与H2O2可形成“金属-H2O2”电池，能为潜水器提供动力，可用食盐水作为电解质溶液，如下图所示。下列有关Zn-H2O2电池的说法正确的是A.电流从Zn电极沿导线流向Pt电极Pt为正极，电极反应为：HO+2e-=2OH-22每消耗6.5gZn,将反应0.05molHO22D.食盐水中Cl-向Pt电极移动【答案】B【解析】A.电子从Zn电极沿导线流向Pt电极，电流方向与电子的运动方向相反，A不正确；B.Pt为正极,电极反应为H/V*=2OH-,H正瑜C.每消耗6.5gZn,将卒轻电子，将反应HQ,C不正确；D.原电池中的阴离子通常向负极定向移动，故食盐水中CT向血电极移动，D不正确。【变式探究】2、如图所示为盐酸介质中，金属铜与氢叠氮酸(HNJ构成的原电池，总反应方程式为：2Cu+2Cl-+HN/3H+=2CuCl(s)+N2t+NH：。下列叙述错误的是IlCl-lNxA.电子的流向为Cu一四一石墨B.负极的电极反应式为Cu+Cl-—e-=CuCl(s)C.反应一段时间后正极区溶液的pH减小D.标准状况下，生成224mL1时，铜转移的电子数为0.02NA【答案】C【解析由总反应方程式可知,01失电子生成Cud,所以CU为负极，石墨为正极，电子的流向为CuF-石墨，A正确jB.Cu失电子生成Cud,电极反应式为CuYl-y-=CuQ⑤，H正确jC.正极的电极反应式为HN3+2e-+3H+=N?T+NH<+,由电极反应式可知，反应一段时间后正极区溶,液的pH增大，C错误jD.由总反应方程式可知，Cu的化合价从0价升高到7价，生成Imai氮气时，消耗2molCu,转移2mol电子，在标准状况下，224mLM的物质的量为O-Olmob则消耗HGm&Cu,Cu转移的电子数为0.02NA,D正确。【名师指导】判断原电池正负极时应注意的几个问题1、原电池中活泼性强的金属不一定是负极，如镁和铝放入氢氧化钠溶液中形成原电池，铝是负极；铜和铝放入浓硝酸中形成原电池，由于铝的钝化，铜是负极。2、燃料电池中电极不参与反应，通入燃料的一极为负极，通入助燃剂(一般为氧气)的一极为正极。3、如果给了电池反应，正负极还可以根据化合价的改变来判断，化合价升高的物质失电子，为负极；化合价降低的物质得电子，为正极。4、一般情况下，负极材料参加电极反应时，表现为溶解、质量减轻，但铅蓄电池放电时，负极反应为PbHe-+SO『-PbSO4,其质量增加。【拓展提升】【举一反三】1、某些电子手表安装的纽扣电池由锌和氧化银、KOH溶液构成。放电时，电极反应分别为：Zn+2OH--2e=Zn(OH)2；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-下列说法中，正确的是A.锌为正极，电极上发生了氧化反应B.放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变C.溶液中的OH-向正极移动,K+和H+向负极移动D.常温下，该电池总反应为非自发的氧化还原反应【答案】B【解析】A.由电极方程式可知，的失电子化合价升高，发生氧化反应，疝作负极，A错误』B.由正负极的电极方程式可得原电池总反应为：Ag20H则电解质溶,液的酸碱性基本保持不变,H正确』C.原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以溶液中OH-向负极移动，K\H+向正极移动，C错误』D.原电池反应为自发的氧化还原反应，则常温下，该电池总反应为自发的氧化还原反应，D错误。【举一反三】2、最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝一石墨烯(Cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时电池中导电离子的种类不变。已知能量密度二电池容量(J)♦负极质量(g)。下列分析正确的是jr*Abd」JK*IJ石里悔 AlA.放电时，Cn（石墨烯）为负极B.放电时，A12c17-在负极转化为A1C14-C.充电时，阳极反应为4A12c17-+3e-=A1+7A1C14-D.以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度【答案】D【解析】A.放电时，铝是活泼的金属，铝是负极，q（石墨懦）为正极，选项A错误』B.放电时，铝是活I迷的金属，铝是负极，铝发生氧化反应生成铝离子，铝离子与A1C14结合生成选项H错误』C、充电时，AliClT在阴极得电子发生还原反应，即阴极发生：4Al2Cl<3e-Al+7AlCU-,选项C错误sD、以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度，选项D正确。【举一反三】3、2016年，《Nature》期刊报道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原电池，其工作示意图如下。下列说法正确的是A.电极B的电极反应为：O2+2e-+H+=HO「B.电解质溶液中H+由电极B流向A极C.电极A是负极，发生还原反应.外电路中通过3mo1电子，生成CO211.2L【答案】A【解析】原电池工作时，CH30H在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，则A为负极，正极B上为氧气得电子生成HQj-。A.H为正极，正极为氧气得电子生成HSz反应为6+H++2HA正确jB.原电池工作时，阳离子向正极移动，H+向电极H移动，H错误sC.A为负极，负极上CHjOH被氧化生成二氧化碳和水，C错误』D.未告知气体所处状态，无法计算气体的体积，D错误。【举一反三】4、 “软电池”采用一张薄层纸片作为传导体,一面为锌,另一面为二氧化锰，纸层中水和氧化锌组成电解液。电池总反应为:Zn+2MnO+HO=2MnO(OH)+ZnO。下列说法正确的是2 2A.该电池的正极为氧化锌B.锌电极附近溶液的PH不变C.电池正极反应式：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-D.当0.1molZn完全溶解时,流经电解液的电子的物质的量为0.2mol【答案】C【解析】根据总反应，MnO2发生还原反应，MnO2是正极，A错误；锌电极是负极，负极反应是Zn-2e-+2OH-=ZnO+HO,溶液的PH减小，B错误；根据总反2应，正极反应式:2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-,C正确；电解液中通过离子移动导电，没有电子流动，D错误。【举一反三】5、根据反应KMnO4+FeSO4+H2sO4-MnSO4+Fe2(SO4)3+K2sO4+H2O(未配平)设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol-L-1,溶液的体积均为200mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是()F.(SOJ八FrSO4F.(SOJ八FrSO4孝步湖合擀液乙KMnO^MnSO,H部h混合溶液A.石墨b是原电池的负极，发生氧化反应甲烧杯中的电极反应式：MnO4-+5e-+8H+===Mn2++4H2OC.电池工作时，盐桥中的阴阳离子分别向乙甲烧杯中移动，保持溶液中的电荷平衡D.忽略溶液体积变化，Fe2(SO)3浓度变为1.5mol/L,则反应中转移的电子为0.1mol【答案】D【解析】A.根据所给反应方程式，FW-的化合价升高，依据原电池工作原理，因此石墨b为负极，发生氧化反应，A正确『B.石墨a为正极，发生还原反应，电极反应式为MhOr+Se"+8H+=Mh^+4H2O,B正确3G盐桥的作用是形成闭合回路，同时保持溶洒中电荷平衡，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动