高中化学一轮复习：原电池、化学电源 学案

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:★★★★★)

L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：

III

电极名称负极正极

电极材料ZnCu

电极反应Zn——2e-====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I中还原剂Zn与氧化剂Cuz+直接接触，易造成能量损耗；装置II能避免能量损耗；装置II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(碱性锌镒干电池)

反应原理：负极：ZnZn+20H---2e-====Zn(OH)

2

正极：MnO2MnO+2HO+2e-====2MnOOH+2OH-

222

总反应式：Zn+2MnO+2H0====2MnOOH+Zn(OH)

222

2.二次电池(可充电电池)

铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程

(1)正负极材料

正极：PbO负极：Pb电解质：HSO溶液

224

(2)放电过程

负极：Pb(s)+S042-(aq)-2e—==PbS()4(s)氧化反应

+2-

正极.Pb02(s)+4H(aq)+S04-(aq)+2e====PbS04(s)+2H20(1)还原反应

放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2S04====2PbS04(s)+2%0(1)

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：PbS04(s)+2e====Pb(s)+SO：(aq)还原反应接电源负极

-+9-

阳极：2PbS04(S)+2H20-2e====PbO2(s)+4H+2s(aq)接电源正极氧化反应

充电过程总反应：2PbsO4(s)+2H20⑴====Pb(s)+PbO2(s)+2H2sO4(⑹

铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO+2HSO可告2PbSO+2H0

42

22充电1

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==4H2H2+40H~-4e~==4H20

正极反应式+-

02+4H+4e====2H20+2H2。+4e==40H

总反应式2H+0=2H0

222

【热点难点全析】

※考点一原电池的构成和电极反应式的书写

L原电池的构成

两极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）氧化还原反应发生一作为电池反应。

【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

；按照负极发生氧化反应,正极发生还原

列物质

〈反应.判断出电极反应产物,找出得失

标得失

I电子的数量

1电极产物在电解质溶液的环境中.应能

稳定存在.如被性介质中生成的H应让

其结合OH生成水.电极反应式要遵守

n(电荷守恒和质量守恒、电子守恒等加以配平

1电极产物在电解质溶液的环境中.应能

J稳定存在.如碱性介质中生成的H应让

其结合OH生成水.电极反应式要遵守

n(电荷守恒和质量守恒、电子守恒等加以配平

两式加

两电极反应式相加,与总反应对照验证

验总式|

(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。

复杂电极较简单一极的

总反应式

反应式电极反应式

如CH4酸性燃料电池中，负极反应式为:

CH4+202===C02+2H20........总反应式

202+8H++8e-===4%0……正极反应式

+

CH4+2H2。-8e-===C02+8H……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A1负极，在酸性溶液中生成A13+,在碱性溶液中生成A102-。

⑶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()

6一

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2H++2e-===H

2

D.烧杯b中发生的反应为2C1--2e-===Cl

2

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0在Fe电极发生还原反应：

2

0,+2H00+4e-===40+,烧杯a中c(0H-)增大，溶液的pH升高。烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn—2e-===Zn

+o

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H2s04反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuS04溶液，形成Cu—Zn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

①电极材料的选择

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。

②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Zn外的电解质溶

液中，而正极Cu浸泡在含有Cu?+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：

cunhc（Ag等）

含F03+的溶液

负极：Cu-2e-====Cu2+

正极：2Fe,++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。

⑵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。

⑶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2Fe3++2『口□2FN+U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，在甲中溶入FeC5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

CHCHOH-4e-+HO===CHCOOH+4H+。下列有关说法正确的是

3223

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：CHCHOH+O====CHCOOH+HO

32232

D.正极上发生的反应是：。+4e+2H0====4OH

22

【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：0/4H++4c-=2H,0,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，每转移0.4mol电子，反应掉氧气0.Imol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-MnO,干电池自放电腐蚀主要是由MnO,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，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，而是在伯上（正极）产生，C错误；D项，Zn-MnO干电池发生放电反应，导致Zn被腐蚀，主要

2

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）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连

时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③

的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是

A①③②④B①③④②C③④②①D③①②④

【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②流向①，①为负极①〉②

B①③相连时③为正极①冷

C②④相连时②上有气泡逸出，②为正极④〉②

D③④相连时③的质量减少，③为负极③〉④

4、（2012•北京高考72）人工光合作用能够借助-太阳能，用C0?和H0来制备化学原料。下图是通过人

工光合作用制备HC00H的原理示意图，下列说法不正确的是

催

化

剂

a

质子交换膜

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02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=HCOOH

【解题指南】解答本题时应注意以下三个方面：

（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Co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+2H0=2HC00H+0o,再根据电子从a流向b,a为负极，电极反应式是2H.0-4e-9+如，由于产生H+,

其附近酸性增强；b是正极，电极反应式是叱+2H++2e=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.CaCO/s)=Ca0(s)+C0jg)室温下不能自发进行，说明该反应的AHVO

B.镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈

C.N(g)+3H2(g)-2NH(g)AH<0,其他条件不变时升高温度，反应速率V包)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，着力考查学生对婚变、焰变，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，燃变、焰变都大于零，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，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=4H-T4S不小于零，该反应△$〉()，AH>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•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：

A190；J(S)+AlCls(g)+3C(s)=3A1C1(g)+3C0(g)AH=akJ•mol-i

3AlCl(g)=3Al(l)+AlCl3(g)AH=bkJ-mol-i

①反应A1,3(S)+3C(S)=2Al⑴+3C0(g)的△!!=.kJ•mol(用含a、b的代数式表示)。

②AIR是反应过程的中间产物。AIR与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烧)的化学方程

式O

(2)镁铝合金(M%A1J是一种潜在的贮氢材料，可在氮气保护下，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

Mgi?Ali2+17H=17MgH+12AL得到的混合物Y(17MgH,+12A1)在一定条件下释放出氢气。

①熔炼制备镁铝合金时通入瀛气的目的是0

②在6.Omol-L-iHCl溶液中，混合物Y能完全释放出Ho1molMgA」完全吸氢后得到的混合物Y与上

述盐酸完全反应，释放出’的物质的量为—

③在0.5mol•L-iNaOH和1.0mol•L-iMgCl溶液中，uMgH.*Al(Otf>,

■MgfOH),•*4HjO

混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质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

GOME

同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的A1电极AgO/Ag电极▲瓜,

lb2030405060

主要物质是2*衍射角/度

_(填化学式)。NaOH/NaAlO：

——马——

(3)铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下

隔膜

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】

⑴①a+b②A1£+12HC1=4A1C13+3CHt

⑵①防止MgAl被空气氧化②52moi③Al

(3)2Al+3AgO+2NaOH=2NaA10+3Ag+H0

【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)①将题给的两个热化学方程式相加；②含氢量最高的煌为甲烷，由质量守恒推知另一产物为氯化铝;

(2)①镁、铝性质活泼，通入氨气防止镁、铝与空气反应；

②与盐酸反应后将释放出吸收的17moi氢气，另外，镁与盐酸反应生成17moi氢气，铝与盐酸反应生成18moi

氢气，共52moi氢气；

③镁不与氢氧化钠溶液反应，铝可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】

(1)®a+A®AI4C3+12HCI=^=4Ai(：l3+3CH4]

(2)①防止Mg、AI被空气转化②52mol③Al

(3)2AI+3Ag()+2Na()II—21NaAI(),+3Ag+H,()

7、（2012•海南高考•16）16.（9分）

新型高效的甲烷燃料电池采用钳为电极材料，两电极上分别通入CH,和电解质为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__、O

(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1L(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=9.65X10£•mol-i,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：

CH+20+20H-=C02-+3H0,正极反应为：20+4H0+8e-=80H-,则两式相减得出负极反应为：CH+100H—

4232224

8e-=C02-+7H0„

32

(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)Imol甲烷氧化失去电子8mol,电量为8X9.65X10£,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CH~4C1。

42

【答案】

(1)20+4H0+8e-=80HCH+100H—8e-=C02-+7H0

22432

电解

(2)H2NaCl+2H0=2NaOH+Ht+Clt

2222

(3)-----------x8x9.65x104C*mol-i=3.45x104C4L

22.4•mol-i

[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.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成

C.放电时0H-向正极移动D.总反应为：2U+2HO^lLiOH+HT

22

【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：

Li—e-=Li+,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++2e-^HJ,

由于H+来自于水的电离，所以H+放电的同时溶液中产生了0H-,即该反应的总反应为：2Li+2H,0=

2L10H+Ht,水既是氧化剂又是溶剂。在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，

所以0H-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：H+20H—2e-^2H0NiO(OH)+H0+e

-=Ni(OH)JOH-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()。

A.H0的还原B.NiO(0H)的还原

2

C.H的氧化D.Ni(0H)的氧化

22

【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。

放电

由题意知，电池总反应为H+2NiO(0H)”充电Ni(0H)。

22

可充电电池在充电时，实际上起一个电解池的作用，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(0H)在反应中失电子被氧化，发生氧化反应。

2

3.(2011•新课标全国卷-11)铁银蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：

Fe+Ni0+3H0=Fe(OH)+2Ni(OH)

23222

下列有关该电池的说法不正理的是

A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni,3，负极为Fe

B.电池放电时，负极反应为Fe+20H-2e=Fe(OH)

2

C.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)+20H-2e-=Ni0+3H0

2232

【答案】选c。

【解析】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

可充电电池中活泼金属失去电子，为负极，得到电子的NiO为正极，因为放电

A23正确

时电极产物为氢氧化物，可以判断电解液为碱性溶液。

放电时，负极铁失去2个电子，生成Fe?+,因为电解液为碱性溶液，所以电极

B正确

反应为：Fe+20H-2e-=Fe（0H）

2

C充电时，阴极发生还原反应：Fe（OH）2+2e-=Fe+20H-,所以电极附近pH增大错误

电池充电时，阳极发生氧化反应，由Ni（0H）2转化为电2（）3，反应方程式为：

D正确

2Ni（OH）+20H-2e-=Ni0+3H0

2232

4.（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TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀钳构成，电池中发生的反应为:

TiO/S一科今TiO/S*（激发态）

22

TiO/S*——>TiO/S++e-

22

I-+2e-------->31-

3

2TiO/S++3I-------->2TiO/S+I-

223

下列关于该电池叙述,送的是：

A.电池工作时，是将太阳能转化为电能

B.电池工作时，I-离子在镀钳导电玻璃电极上放电

C.电池中镀铝导电玻璃为正极

D.电池的电解质溶液中「和L-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，也即镀钳电极做正极，发生还原反

应：I「2e-=3L；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

_还原一

太阳能电池中总的反应一部分实质就是：］氧化31-的转化（还有1/1-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-=LiS+Fe有关该电池的下列中，正确的是

2

A.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+FeS=LiS+Fe

2

C.负极的电极反应式为Al-3e=A13+

D.充电时，阴极发生的电极反应式为：Lis+Fe-2e-=2Lz++FeS

2

【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=A13+。A、Li

和Al分别是两极材料。B、应有A1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：Zn—2e-=Znz+

B电池反应为：Zn+Cu2+=Zm++CU

C在外电路中，电子从负极流向正极

D盐桥中的K+移向ZnSO溶液

4

【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

图9

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:O+2H0+4e-=40H-

22

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H-2e-+20H-=2H0；

22

C项，相当于用光能电解水，产生H,和Q,实现燃料(H.)和氧化剂(0.)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)实验室可用无水乙醛处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为0要清洗附着在试管壁上

的硫，可用的试剂是o

(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+xS=NaS,

2X

正极的电极反应式为oM(由Na/和A1旦制得)的两个作用是—o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)NaS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CMS。，溶液PH

24

(填“增大”、“减小”或“不变”)，NaS溶液长期放置有硫析出，原因为(用离子方程式表示)。

2

【解析】根据总的电池反应书写电极反应式；NaS溶液长期放置有硫生成一定有氧气参加。

2

(1)2CHCH0H+2Na-2cHCHONa+HfCS或热的NaOH溶液

323222

(2)正极的电极反应式为：xS+2e=S2-,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

X

高能电池中负极为钠,有23g钠消耗释放Imole-,则207g钠消耗时转移207/23mole-,铅蓄电池的电极反

应为：Pb+PbO?+2H2so4=2PbS04+2H,0,铅蓄电池中铅是负极，207g铅消耗时转移2moie-,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(Sz-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+),加入少量固体CMS。后，

4

溶液中发生离子反应：Cu2++S2-=CuS3,由于c(Sz-)降低,故由S?-水解产生的0H-量减小，c(OH)变小，c(H+)

变大，溶液的pH减小；NaS溶液长期放置所发生的化学反应方程式为2NaS+0+2H0=4Na0H+2S故离子

2222

方程式为2S2-+0+2H0=40H-+2SJ。

22

［答案］(1)2CHCH0H+2Na-2cHCHONa+HtCS或热的NaOH溶液

323222

(2)xS+2e=S2-(或2Na++xS+2e-=NaS)导电和隔离钠与硫4.5

x2x

(3)c(Na+)>c(S2-)>c(OH)>c(HS-)>c(H+)减小2s2-+0+2H0=40H-+2SI

22

9.(2011•江苏高考•18)Ag.O,是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH溶液中加

入适量AgNO溶液，生成AgO沉淀，保持反应温度为80℃,边搅拌边将一定量KSO溶液缓慢加到上述混

32228

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

△

2AgN0+4K0H+KS0，Ag0I+2KNO+2KSO+2H0

3228223242

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Aga转化为Ag,负极的Z〃转化为

KZ〃(OH),写出该电池反应方程式：_____________________________.

24

(3)准确称取上述制备的样品(设仅含AgJ,和Ag")2.558g,在一定的条件下完全分解为Ag和0,,得到

224.0mL(标准状况下)。计算样品中Ag/,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)

224.0ml

■1.000x10"mol

22.4L/m>IxlO(X)ml/l.

设样品中\lt.O,的物质的ht为x.的物质的网为,

248f/nx»lxx*232588.

ye|.000x|0:m<j

xs9.5(X)xl()'mol

y>I.OO()xlO'nml

八、Ag.O.)9.5OOxlO'n»<>lx248i/mol„

M(Ag.()；)»,l-0.9n1t

f*i(frmi)2.588g

【答案】(1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入1〜2滴Ba(N03)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1〜2滴酚麟溶液，若溶液不显红色，表示已经洗涤完全)

△

(2)AgO+2Zn+4K0H+2H02KZn(OH)+2Ag

22224

(3)0.91

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(LiMnO、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：

24

(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为0

(2)第③步反应的离子方程式是___________________________o

(3)第④步反应后，过滤Li/()3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LiNBO的质量为18.1g第③步反应中加入20.0mL3.Omol•J的HSO

2424

溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为LiC03,剩至少有Na/Os参加了反应。

【答案】(1)Al(0H)

3

(2)4LiMn0+0+4H+=4Li++8MnO+2H0

24222

(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LiMn0不溶于水。

24

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：2Fe3++Fe=3Fe2+,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Be,电解质溶液为尸eS。溶液

4

B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为尸e(N。)溶液

32

C.正极为负极为Fe,电解溶液为bea溶液

3

D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为/e(S。)溶液

243

【答案】A

2.(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fCu+0.78玻璃板

乙Cu->乙-0.15

丙丙—Cu+1.35

TTfCu+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】A

3.（2012•豫南九校摸底）固体氧化物燃料电池（SOFC）以固体氧化物（能传导。2一）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

剩余燃料气

燃料气一

接触面一

空气或氧气一

由秘h梆汕与

A.电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e-=2O2—

B.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：H2+2OH-4e-=2H++H2O

D.若C2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O2-12e=2CO2+2H2O

【答案】D

4.（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Zn+Cu2+==