高考化学总复习专题六原电池化学电源教案苏教版

第二单元原电池化学电源

■考点1原电池的工作原理

［教材基础一自热身］

1.原电池

（1）概念：原电池是把化学能转化为电能的装置。

（2）构成条件

①能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活动性强的金属与电解质溶液反应）。

②活动性不同的两电极（金属或石墨）。

③形成闭合回路。形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。

2.原电池的工作原理

图甲和图乙是铜锌原电池装置示意图。

［说明］（1）图乙盐桥中通常装有含琼脂的KC1饱和溶液。

（2）盐桥的作用：使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；平衡电荷；提高电池效率。

电极名称负极正极

电极材料Zn片Cu片

电极反应Zn—2e-：=Zn2+Cu2++2e-=Cu

反应类型氧化反应还原反应

电子流向由Zn片沿导线流向Cu片

3.原电池工作时导电粒子流向（如图）

不***fla*向

J电・质*Mt

电子流向（外电路）：负极一导线一正极（电流方向与电子流向相反）。

离子流向（内电路）：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

［注意］无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

［知能深化一扫盲点］

1.一般情况下，常采用以下方法判断原电池的正极和负极

判断方法负极正极

①电极材料较活泼金属较不活泼金属或石墨

②通入物通入还原剂的电极通入氧化剂的电极

③两极反应类型发生氧化反应的电极发生还原反应的电极

④电子流向电子流出的电极电子流入的电极

（或电流方向）（或电流流入的电极）（或电流流出的电极）

⑤离子流向阴离子流向的电极阳离子流向的电极

⑥电极质量变化质量减小的电极质量增加的电极

⑦有无气泡一有气泡产生的电极

2.特殊情况

（1）金属的活动性受所处环境的影响。如Mg、Al的活动性：在中性或酸性溶液中活动性：Mg>Al；而

在碱性溶液中，A1可以与反应，而Mg不反应，所以Mg与A1用导线连接后放入NaOH溶液中，A1是负

极，Mg是正极。

（2）Fe、Cu相连，浸入稀HNOs中，Fe作负极；浸在浓HNO3中，Cu作负极（Fe发生钝化）。

［对点练］

1.分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是（）

A.①②中Mg作负极，③④中Fe作负极

B.②中Mg作正极，电极反应式为

-

6H20+6e=60H"+3H2t

C.③中Fe作负极，电极反应式为Fe—2e-=Fe°+

+

D.④中Cu作正极，电极反应式为2H+2e-=H2t

解析：选B②中Mg不与NaOH溶液反应，而A1能和NaOH溶液反应失去电子作负极；③中Fe在浓

HNOs中钝化，Cu和浓HNOs反应失去电子作负极，则Fe作正极，A、C错误；②中电池总反应为2Al+2NaOH

+2H20=2NaA102+3H2f,负极反应式为2A1+8OIF—61二2八101+4正0,二者相减得到正极反应式为6H2

+6葭=60『+3H2t,B正确；④中Cu是正极，电极反应式为02+2比0+4“=40『，D错误。

1.一般电极反应式的书写

（1）书写步骤

02/24

(2)常见介质

常见介质注意事项

中性溶液反应物若是H+得电子或01T失电子，则H+或均来自于水的电离

酸性溶液反应物或生成物中均没有0IT

碱性溶液反应物或生成物中均没有H+

水溶液不能出现一

2.用总反应式书写电极反应式

(1)书写三步骤

步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(小一)。

步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。

步骤三：写电极反应式。

负极反应：还原剂一〃葭二氧化产物

正极反应：氧化剂+废一==还原产物

(2)书写技巧

若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去

较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。

［对点练］

2.(1)有人设计出利用Oh和Oz的反应，用箱作电极，在K0H溶液中构成原电池。电池的总反应类似

于CH”在0?中燃烧的反应，则负极、正极的电极反应式为

(2)CH30cH3(二甲醛)酸性燃料电池中：总反应式：CH30CH3+302=2C02+3H20,则正极、负极的电极反

应式为________________________________________________

解析：(DCH4在钳电极上发生类似于CHq在&中燃烧的反应，即CH4-CO2,生成的CO?与K0H反应生成

K£03,碳元素的化合价升高，失去电子，即CH,在负极上发生氧化反应，电极反应式为CH4+lOOfT—8葭

=C0r+7H20；O2在正极上发生还原反应，得到电子，电极反应式为。2+2压0+4“=40『。

⑵

得到电子的02为正极，还原产物为H。正极反应式为30z+12H++12e-=6H2。，失去电子的CH30cH3

为负极，氧化产物为COz,CH30cH3-2C0Z,需要出0提供0原子，负极反应式为CH30cH3+3压0—121=2€；02

+12H+,负极反应式也可以由总反应式减去正极反应式。

--

答案：（1）负极：CH4+100H-8e=C0r+7H20

--

正极：02+2H20+4e=40H

（2）正极：3。2+12酎+12屋=6l0

+

负极：CH30CH3+3H20-12e-=2C02+12H

［题点全练一过高考］

题点一原电池的工作原理

1.有关下图所示原电池的叙述不正确的是（）

A.电子沿导线由Cu片流向Ag片

B.正极的电极反应式是Ag++e-=Ag

C.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（N03）2溶液

解析：选DA项，该装置是原电池，铜作负极，银作正极，电子从铜片沿导线流向银片，正确；B

项，正极电极反应式为Ag++e-=Ag,正确；C项，铜片上失电子发生氧化反应，银片上得电子发生还原

反应，正确；D项，原电池工作时，电解质溶液以及盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所

以反应时盐桥中的阳离子移向AgNOs溶液，错误。

2.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的

是（）

A.铜电极上发生氧化反应

04/24

B.电池工作一段时间后，甲池的c（s（r）减小

C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

解析：选CA项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，SO厂不参加电

极反应，故甲池的c（S0厂）基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn—2鼠=Zn3乙池反应为

Cu2++2e-=Cu,甲池中Z-+会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，

乙池中每有64gCu析出，则进入乙池的Zn2+为65g,溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可

知，阴离子不能通过阳离子交换膜。

题点二原电池电极反应式的书写

3.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200。。左右时供电，卜电池总反应为

C2H60H+302=2C02+3H20,电池示意图如下所示。下列说法中正确［痴/匕吆的是（）

A.电池工作时，质子向电池的负极迁移当二噩

B.电池工作时，电子由b极沿导线流向a极

-+

C.a极上发生的电极反应是C2H5OH+3H2。+12e=2C02+12H

D.b极上发生的电极反应是4H++0z+4e-=2m0

解析：选D原电池中，阳离子向正极移动，所以质子向电池的正极迁移，故A错误；电池工作时，

电子由负极经外电路流向正极，在该电池中由a极沿导线流向b极，故B错误；a极上是乙醇失电子发生

氧化反应，乙醇被氧化生成CO?和仁，电极反应式为C2H5OH+3H2O—12e-=2COz+12H+,故C错误；b极氧

气得到电子被还原，电极反应式为4H++02+4e-=2H2（）,故D正确。

4.（1）用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（N0「）已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO「的

反应原理如图所示。

①作负极的物质是O

②正极的电极反应式是__________________________________________________

（2）通过NO,传感器可监测N。,的含量，其工作原理示意图如图所示：

①Pt电极上发生的是反应（填“氧化”或“还原”）。

②写出NiO电极的电极反应式：o

答案：（1）①铁②四「+8院+10酎=阳。+3压0

⑵①还原②N0+（T—2e-=N（）2

考点2原电池原理的四大应用

比较金属的活动性强弱

原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或可导电的非金属)作正极。如有两种金

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溶解，而B上有气体放出，

则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A>B。

［对点练］

1.M、N、P、E四种金属，已知：©M+N2+=N+M2+；②M、P用导线连接放入NaHSO」溶液中，M表面

有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为十++2屋=E,N-2e-=N2+o

则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()

A.P>M>N>EB.E>N>M>P

C.P>N>M>ED.E>P>M>N

解析：选A由①知，金属活动性：M>N；M、P用导线连接放入NaHSO4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：P>M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N

>Eo

加快化学反应速率

由于形成原电池，而使氧化还原反应速率加快。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量

CuSCh溶液，形成Cu-Zn原电池，加快化学反应速率。

［对点练］

2.一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出的总量，可采取的措施是

()

A.加入少量稀NaOH溶液

B.加入少量CH3coONa固体

C.加入少量NHMS04固体

D.加入少量CuS04溶液

解析：选DA中加入NaOH溶液，消耗盐酸，压的生成量会减少，错误；B中加入C&COONa固体，在

溶液中电离出CHsCOCT会结合酎，生成醋酸，减慢反应速率，错误；C中加入NHMSOi固体，增加了H+的量,

生成的H?会增多，错误；D中加入少量CuSO”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，并且不影响压的生成量，正确。

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。

［对点练］

3.利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

(1)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于处

06/24

⑵若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为

解析：铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极。故若X为碳棒，开关K应置于N处,

Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。

答案：（DN（2）牺牲阳极的阴极保护法

._____-~设计原电池-

拆分区！3一）将K化还*反应分成角个拿反电

I|‘还比•沿读金4）仲虹L

选界电做MX珞演性比负做金属或。金属9体作

I|如*彳个率反应分IN在彳个容客中进〃（中

构成闭合口跻|回通“**3!1|两个白舞中14电・附濡版电

|才有与电IKH料用㈣就金属阳■千

.㈣，箭合要求及反应杵点.■山♦电池装置用.原

・阳出电网由体电・及柿等

实例：根据Cu+2Ag+=Cu"+2Ag设计电池：

［对点练］

3+2+

4.某校化学兴趣小组进行探究性活动，将氧化还原反应：2Fe+2F2Fe+l2,设计成盐桥原

电池。提供的试剂：FeCL溶液，KI溶液；其他用品任选。请回答下列问题：

（1）请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FeCL溶液中加入少量FeCL固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为

—（填“正”或“负”）极。

解析：（1）先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负极区电解质溶液。（2）发生氧化反应

的电极是负极，「失电子。（3）反应达到平衡时，无电子流动，故无电流产生。（4）平衡后向FeCL溶液中

加入少量FeCL固体，平衡逆向移动，此时FeCb溶液失电子，正极变成负极。

答案：⑴如图：

（2）2r-2e-=L（3）无（4）负

■考点3化学电源

［教材基础一自热身］

1.一次电池

(1)碱性锌镒干电池

靖

正极反应：2Mn02+2H20+2e-=2Mn00H+20ir；

负极反应：Zn+201r—2e-=Zn(0H)z;

总反应：Zn+2Mn02+2H20=2Mn00H+Zn(OH)2o

(2)锌银电池

负极反应：Zn+20IT—2葭=Zn(OH)2；

--

正极反应：Ag20+H20+2e=2Ag+20H；

总反应：Zn+Ag」0+H2=Zn(OH)?+2Ag。

2.二次电池(可充电电池)

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb,正极材料是眄。

(1)放电时的反应

①负极：Pb(s)+S0F(aq)—2e-=PbS0&(s)(氧化反应)。

②正极：PbC)2(s)+4H+(aq)+S0F(aq)+2屋=PbSO>(s)+2比0(1)(还原反应)。

③总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2S04(aq)=2PbS04(s)+2H20⑴。

(2)充电时的反应

①阴极：PbSO&(s)+21=Pb(s)+S0F(aq)(还原反应)。

②阳极：PbSOKs)+2HQ(1)—2葭=PbOz(s)+4H+(aq)+S0F(aq)(氧化反应)。

③总反应：2Pbs(h(s)+2H20(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2s04(aq)。

3.燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和碱性两种。

08/24

酸性碱性

2H2+40H—4e

-+

负极反应式2H2—4e=4H

=4H20

C)2+4H++4e02+240+40—

正极反应式

=2H20=40H-

电池总反应式2H2+02=2H20

［知能深化一扫盲点］

第一步：写出电池总反应式

燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。

如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为

CH4+202=C02+2H20①

C02+2Na0H=Na2C03+H20②

①式+②式得燃料电池总反应式为CH4+202+2NaOH=Na2CO3+3H20o

第二步：写出电池的正极反应式

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是随着电解质溶液的不同，其电极反应

式有所不同，大致有以下四种情况：

(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：

+-

02+4H+4e=2H20o

(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：

--

02+2H20+4e=40H„

(3)固体电解质(高温下能传导0好)环境下电极反应式：

02+4屋=20人。

(4)熔融碳酸盐(如熔融K2C03)环境下电极反应式：

-

02+2C02+4e=2C0ro

第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式

电池反应的总反应式一电池正极反应式=电池负极反应式。因为不是负极反应物，因此两个反应

式相减时要彻底消除。2。

［对点练］

1.写出不同环境下的甲烷燃料电池的正负极的电极反应式和总反应式。

⑴酸性介质(如H2s00

负极：;

正极：;

总反应式：o

(2)碱性介质(如KOH)

负极：；

正极：;

总反应式：o

(3)固体电解质(高温下能传导(T)

负极：;

正极：;

总反应式：0

(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下

负极：;

正极：；

总反应式：o

+

答案：(1)负极：CH4-8e-+2H=0=C02+8H

正极：2。2+8屋+8H+=420

总反应式：CH4+202=C02+2H20

(2)负极：0»&—8葭+100IT=COT+7H2。

正极：20z+8e—+4H20=80/

-

总反应式：CH4+202+20H=C0t+3H20

2

(3)负极：CH4-8e"+40"=C02+2H20

正极：2C)2+8e-^40”

总反应式：CH4+202=C02+2H20

(4)负极：CH4-8e"+4C0r=5C02+2H20

正极：20?+8e—+4co2=我0厂

总反应式：CH4+202=C02+2H20

1.可充电电池

(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为

逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。

(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断

分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。

①首先应分清电池是放电还是充电。

②再判断出正、负极或阴、阳极。

放电：阳离子一正极，阴离子一负极；

充电：阳离子一阴极，阴离子一阳极；

总之：阳离子一发生还原反应的电极；阴离子一发生氧化反应的电极。

2.离子交换膜电池

离子交换膜是一种含离子基团的，对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。

10/24

（1）膜的功能：使阴、阳离子选择性定向移动，使电解质溶液的电荷守恒。

⑵类型:

①阳离子交换膜：只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。

②阴离子交换膜：只允许阴离子通过，阻止阳离子和气体通过。

③质子交换膜：只允许质子（H+）通过。

（3）作用：隔离某些物质，防止副反应，常用于物质的制备、分离和提纯。

［对点练］

放由

2.（2018•江淮十校联考）LiFePO4电池广泛用于电动车。电池反应：FePOdLi率，LiFeP04,电

池的正极材料是LiFePOa,负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列说法正确的是（）

选项放电过程充电过程

ALi+向电池的正极迁移化学能转化成电能

阳极的电极反应式为

B可以加入磷酸以提高电解质的导电率

LiFePOi-e-=FePO&+Li+

若正极增加7g,则有从个电子经电解质

C阳极材料的质量不断减少

由负极流向正极

若有刀molLi+迁移，则理论上负极失去阴极的电极反应式为

D

nmol电子Li++e-^Li

解析：选DA项，充电过程是电能转化为化学能的过程，错误；B项，Li属于活泼金属，加入磷酸,

Li会与磷酸反应，错误；C项，根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电子不通过电解

质，错误；D项，负极反应式为Li—e-=Li+,迁移nmolLi+,说明通过的电子物质的量为nmol,即

Li失去电子nmol,充电时，电池的负极接电源的负极，即阴极反应式为Li++e-=Li,正确。

3.利用反应6N02+8NH3=7N2+12H20构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环

境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是（）

A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极

B.为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜

C.电极A极反应式为2附3—6屋=Nz+6H+

D.当有4.48LNOz（标准状况）被处理时，转移电子为0.8mol

---

解析：选C电极反应式为负极：8NH3-24e+240H=4N2+24H20,正极：6NO2+24e+12H2O=3N2

+240H-,因为为碱性介质，所以应选用阴离子交换膜；C项，应生成上0,错误；D项，根据正极反应式

02

转移电子为式X24mol=0.8molo

［题点全练一过高考］

题点一燃料电池

1.（2015•江苏高考）一种熔融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

（）

_1:______:

A.反应CK+HzO推等U3Hz+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子

B.电极A上山参与的电极反应为出+20『一2屋二2上0

C.电池工作时，COT向电极B移动

D.电极B上发生的电极反应为02+20）2+4葭=2C0T

解析：选DA选项，CH”中的C为一4价，C0中的C为+2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消

耗1molCH4失去6moi电子，错误；B选项，熔融盐中没有0『，因此不能参与电极反应，电极反应

式应为Hz+C0+2C07—4e-=3C02+H2。，错误；C选项，2co厂应向负极移动，即向电极A移动，错误；D

选项，电极B上0z得电子和COz结合生成C07，正确。

2.新型NaBH/HzOz燃料电池（DBFC）的结构如图所示，（已知NaBH4中H为一1价），有关该电池的说法

正确的是（）

A.电极B材料中含MnOz层，MnO?可增强导电性

B.电池负极区的电极反应：

BHI+80H——8葭=B0「+6压0

C.放电过程中，Na+从正极区向负极区迁移

D.在电池反应中，每消耗1L6molH。溶液，理论上流过电路中的电子为64个

解析：选BA项，电极B采用MnO?,为正极，H◎发生还原反应，得到电子被还原生成OH,MnO=

既作电极材料又有催化作用，错误；B项，负极发生氧化反应，电极反应式为BH7+80H——8屋=B07+6Ho

正确；C项，放电时，Na+向正极移动，错误；D项，在电池反应中，每消耗1L6mol-L-1HQ溶液，

理论上流过电路中的电子数为124,错误。

题点二可逆电池

12/24

3.某充电电池如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性，充电时左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。

下列叙述正确的是（）

A.放电时，a极是电池的负极

B.充电时，a极的电极反应式为

+2+

VO?+2H+e-=VO+H2O

C.氧化性：vo:>v"

D.放电时，射从左槽迁移进右槽

解析：选C根据题意，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色，说明该电极反应失电子，所以a

是阳极，则b是阴极。A项，根据上述分析，充电时，a是阳极，b是阴极，则放电时，a极是电池的正极,

错误；B项，充电时，a极为阳极，发生氧化反应，a极的反应式应为V02+—葭+H20=V02+2H+,错误；

C项，放电时，负极反应为V"—e=V3+,正极反应为VO/+ZH++e=丫0~++压0,总反应为Vi++VO，+2H

2+3+3+

+=VO+H2O+V,因此氧化性：VO^>V,正确；D项，放电时，a极是原电池正极，b极是原电池负极,

电解质溶液中阳离子向正极移动，所以限移向左槽，错误。

4.全钢液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，该电池性能优良，其电池总反应为V"+V02++

H20蠹V0J+2H++V"下列叙述正确的是（）

A.放电过程中电解质溶液中阴离子移向正极

B.放电时每转移0.5mol电子，负极有0.5molV?+被氧化

C.充电时阳极附近溶液的酸性减弱

2+

D.充电时阳极反应式为V0：+2H++e-=V0+H20

解析：选B放电时发生的反应为VO『+2H++V2+=V3++VO2++H2O,阴离子移向负极，A错误；负极

V?+被氧化成V",每转移0.5mol电子，负极有0.5mol俨+被氧化，B正确；充电时的总反应为V^+VO?

+2+2++

+++0=V0^+2H+V,阳极反应为V0+H20-e-=V0^+2H,阳极附近溶液的酸性增强，C、D

错误。

题点三膜电池

5.如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量监测与控制的功

能，下列有关说法正确的是（）

A.电流由呼气所在的钳电极流出

B.肘通过质子交换膜流向氧气所在的铝电极S

C.电路中流过2mol电子时，消耗n.2L02

D.该电池的负极反应为

-+

CH3CH2OH+3H2O-12e=2CO2t+12H

解析：选B呼气所在电极发生乙醇转化为醋酸的反应，故为负极，而电流由正极流出，A项错误；H

+通过质子交换膜流向正极（氧气所在的铝电极），B项正确；正极反应为。2+4屋+4H+=2员0,电路中流

过2mol电子时，消耗0.5mol02,在标准状况下体积为11.2L,但题中未指明是否为标准状况，C项错

误；该电池的负极反应为CH3cH2（出十压0—4屋=CH3C00H+4H+,D项错误。

6.科学家用氮化钱材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以C0?和压0

合成CH,。下列关于该电池叙述错误的是（）

A.电池工作时，是将太阳能转化为电能

B.铜电极为正极，电极反应式为

-+

C02+8e+8H=CH4+2H20

C.电池内部H+透过质子交换膜从左向右移动

D.为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硝酸溶液

解析：选DA项，根据图示可知，该装置将太阳能转化为电能，正确；B项，根据电子流向知，Cu

是正极，正极上COz得电子和H+反应生成甲烷，电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2。，正确；C项，

放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的酎由左向右移动，正确；D项，可向装置中加入

少量的酸作电解质，由于硝酸易挥发，生成的甲烷中会混有HNO3气体，应加入硫酸，错误。

［课堂真题集训一明考向］

1.（2016•江苏高考节选）铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。

铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有CeO厂的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极

上CnO厂转化为Cr3+,其电极反应式为

解析：由题意知，正极上CrzO厂得电子生成C/+,其电极反应式为CcO厂+6葭+14H+=2Cr3++

7H20O

-+3+

答案：Cr20?+6e-+14H=2Cr+7H2O

2.（2013•江苏高考）Mg-H◎电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意

图如图。该电池工作时，下列说法正确的是（）

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A.Mg电极是该电池的正极

B.压Oz在石墨电极上发生氧化反应

C.石墨电极附近溶液的pH增大

D.溶液中向正极移动

解析：选C根据题意可知电池的总反应为Mg+H202+2H+=Mg2++2压0。Mg电极是该电池的负极，A

错误。H2O2在正极发生还原反应，B错误。石墨电极的电极反应式为Hq+2H++2e-=2H2,由于水电离出

的H+不断被消耗，所以该电极附近溶液的pH增大，C正确。在原电池中，阴离子向负极移动，D错误。

3.（2017•全国卷III）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用

掺有石墨烯的Ss材料，电池反应为16Li+W8=8Li2s,（2WxW8）。下列说法错误的是（）

A.电池工作时，正极可发生反应：

+-

2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4

B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D.电池充电时间越长，电池中Li2s2的量越多

解析：选D原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2sLLi2s6fLi2s4fLi2s2,

其中可能有2Li2s$+2Li++2e—=3Li2s4,A项正确；该电池工作时，每转移0.02mol电子，负极有0.02mol

Li（质量为0.14g）被氧化为Li+,则负极质量减少0.14g,B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极,

可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li0的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡

状态，电池中Lia的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2s2的量越多，D项错误。

4.（2016•全国卷II）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-=Mg"

B.正极反应式为Ag++e-=Ag

C.电池放电时C厂由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H°0=Mg（0H）2+H2t

解析：选BMg-AgCl电池的电极反应：负极Mg—2"=Mg",正极2Age1+2r=2Ag+2Cl\A项

正确，B项错误；在原电池的电解质溶液中，阳禺子移向正极，阴禺子移向负极，C项正确；蛇是活泼金

属,能和压0发生反应生成Mg(0H)2和上，D项正确。

5.(2016•全国卷HI)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+()2+40H+2H2O^=2Zn(OH)I。下列说法正确的是()

A.充电时，电解质溶液中C向阳极移动

B.充电时，电解质溶液中c(otr)逐渐减小

C.放电时，负极反应为Zn+40I—2e-=Zn(0H)「

D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)

解析：选CA项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动；B项，充电时的总反应为放

电时的逆反应：2Zn(0H)广=2Zn+0z+40H-+2H2,c(0『)逐渐增大；C项，放电时负极失电子发生氧化

反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn+40IT—2e-=Zn(OH)T；D项，由放电时的总反应可知,

电路中通过2mol电子时，消耗0.5mol02,其体积为11.2L(标准状况)。

6.(双选)(2016•海南高考)某电池以KzFeO」和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正

确的是()

A.Zn为电池的负极

+

B.正极反应式为2FeOt+10H+6e"=Fe2O3+5H20

C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

D.电池工作时向负极迁移

解析：选ADA.根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4B.KOH,正确；B.KOH

-

溶液为电解质溶液，则正极电极方程式为2Fe0r+6e-+8H20=2Fe(0H)3+100H,错误；C.由电池总反

应式3Zn+2K2Fe04+8H2=3Zn(0H)2+2Fe(0H)3+4K0H可得，电解质溶液浓度变大，错误；D.电池工作时

阴离子向负极迁移，正确。

7.(2016•浙江高考)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优

点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反电应方程式为

？

4M+/A+2AH2=4M(0H)

已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能于文“，孔电♦释放出的最

大电能。下列说法不正确的是()

A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，A1-空气电池的理论比能量最高

C.M-空气电池放电过程的正极反应式：

4M"+加2+2旗0+4*=4M(0H)„

D.在Mg-空气电池中，为防止负极区沉积Mg(0H)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜

解析：选C金属M失电子作负极，由总反应式4从+加2+2加2。=411(04”推出正极反应物是02。多

孔电极主要是增大接触面积，有利于气体的扩散与反应，A项正确；单位质量释放电能最大也就是转移电

子数最多，转移相同电子数所需A1的质量最小，也就是理论比能量最高，B项正确；中间是阴离子交换膜,

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所以M〃+不会转移到正极参与反应，正极反应式应为02+2H20+4e=40H,C项错误；Mg-空气电池中，

容易在负极生成Mg（0H）2沉淀，采用阳离子交换膜，则Mg"转移到正极