2025版新教材高考化学一轮复习第5章化学反应与能量转化第2节化学能转化为电能-电池学案鲁科版

PAGE19-第2节化学能转化为电能——电池考试评价解读1．能分析、说明原电池的工作原理，能设计简洁的原电池。2．能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。3．能综合考虑化学改变中的物质改变和能量改变来分析、解决实际问题，如新型电池的开发等。核心素养达成改变观念与平衡思想相识原电池的本质是氧化还原反应。能多角度、动态地分析原电池中物质的改变及能量的转换。证据推理与模型认知能利用典型的原电池装置，分析原电池原理，建立解答原电池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。原电池的工作原理[以练带忆]1．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B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))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C解析：由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上，Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，A错误；由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))不变，B错误；在乙池中Cu2＋＋2e－=Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过阳离子交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，D错误。2．有a、b、c、d四个金属电极，有关的试验装置及部分试验现象如下：编号①②③④试验装置部分试验现象a极质量削减；b极质量增加b极有气体产生；c极无改变d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可推断这四种金属的活动性依次是()A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞cC解析：由试验①可知，a做原电池负极，b做原电池正极，活动性：a＞b；由试验②可知，b极有气体产生，c极无改变，则活动性：b＞c；由试验③可知，d极溶解，则d做原电池负极，c做正极，活动性：d＞c；由试验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。综上所述，可知活动性：d＞a＞b＞c。3．设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。(1)写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：_________。(2)若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是①负极：____________________________________。②正极：____________________________________。(3)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：①不含盐桥②含盐桥答案：(1)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)①Cu－2e－=Cu2＋②2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋(3)①不含盐桥②含盐桥[练后梳理]1．概念和反应本质原电池：把化学能转化为电能的装置，反应本质是氧化还原反应。2．构成条件(1)一反应：能自发进行的放热的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)一溶液：电解质溶液。(4)一回路：两电极插入电解质溶液中，导线连接或接触，形成闭合回路。3．工作原理以铜锌原电池为例：(1)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应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片盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极(2)盐桥的作用①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。4．原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或能导电的非金属)。(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：将须要爱护的金属制品做原电池的正极而受到爱护。(4)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②依据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。在原电池内部，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。化学电源[以练带忆]1．下列有关电池的说法不正确的是()A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．锌锰干电池中，锌电极是负极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极D解析：锂电池属于可充电电池，属于二次电池，故A正确；锌锰干电池中，锌是活泼金属，做负极，故B正确；燃料电池是把化学能转化成电能的装置，故C正确；原电池中电子从负极经外电路流向正极，锌做负极，铜做正极，电子从锌电极沿外电路流向铜电极，故D错误。2．“天宫一号”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)22NiOOH＋H2↑。则下列说法正确的是()A．放电时，NiOOH发生氧化反应B．充电时，a电极的pH增大，K＋移向b电极C．充电时，a电极的电极反应为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．放电时，负极反应为NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－C解析：放电时，NiOOH在正极上放电，发生还原反应生成Ni(OH)2，A错误；充电时，a电极做阴极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋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。3．一般锌锰干电池的简图如图所示。该电池工作时的总反应为Zn＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2MnO2=[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列关于锌锰干电池的说法中正确的是()A．当该电池电压渐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B．电池负极反应式为2MnO2＋2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2OC．原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小6.5gC解析：一般锌锰干电池是一次电池，不能充电复原，A项错误；依据原电池工作原理，负极失电子，B项错误；由Zn～[Zn(NH3)2]2＋～2e－可知，每通过0.1mol电子，消耗锌的质量是65g·mol－1×eq\f(0.1mol,2)＝3.25g，D项错误。[练后梳理]1．一次电池：只能运用一次，不能充电复原接着运用。(1)碱性锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO2＋H2O=2MnOOH＋ZnO。负极材料：Zn。电极反应：Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O。正极材料：碳棒。电极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－。(2)纽扣式银锌电池总反应：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag。电解质：KOH。负极材料：Zn。电极反应：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2。正极材料：Ag2O。电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－。(3)锂电池Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为8Li＋3SOCl2=6LiCl＋Li2SO3＋2S。a．负极材料为锂，电极反应为Li－e－=Li＋。b．正极的电极反应为3SOCl2＋8e－=2S＋SOeq\o\al(2－,3)＋6Cl－。2．二次电池：放电后能充电复原接着运用。(1)铅蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O①放电时——原电池负极反应：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4；正极反应：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O。②充电时——电解池阴极反应：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)；阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。(2)图解二次电池的充放电3．燃料电池氢氧燃料电池可分为酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－－4e－=4H2O正极反应式O2＋4H＋＋4e－=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－电池总反应式2H2＋O2=2H2O备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用二次电池的充放电规律(1)充电时电极的连接：充电时负极接外接电源负极后做阴极，正极接外接电源正极后做阳极，简记为“正接正，负接负”。(2)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；同一电极四周的溶液，充电与放电时pH的改变趋势也恰好相反。考点1原电池的工作原理与应用[抓本质·悟考法]试验小组探究铝片做电极材料时的原电池反应，试验如下：①②③煮沸冷却后的溶液电流计指针向右偏转，镁片、铝片表面产生无色气泡电流计指针快速向右偏转，渐渐向零刻度复原，经零刻度后接着向左偏转；镁片表面起先时无明显现象，一段时间后有少量气泡逸出；铝片表面持续有气泡逸出电流计指针向左偏转。铝片表面有气泡逸出，铜片没有明显现象；约3分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝片表面气泡略有削减下列说法不正确的是()A．试验①中，镁片做原电池的负极B．试验②中，初始时的试验现象对应的原电池反应为2Mg＋O2＋2H2O=2Mg(OH)2C．试验②中，一段时间后，铝片发生的电极反应式为Al－3e－=Al3＋D．试验①～③可推知，铝片做电极材料时的原电池反应与另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的O2等因素有关【解题关键点】(1)依据图示和有关现象推断原电池的正负极是解题的关键；(2)在书写电极反应式时，肯定要结合溶液的酸碱性。【易错失分点】本题在推断原电池的正负极时，要依据电流计指针偏转方向和电极上的现象，而不是依据金属的活泼性。[自主解答]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________C解析：试验①中，电解质溶液为盐酸，镁和铝都可以和盐酸反应，但是金属镁更活泼为负极，故A正确；试验②中，初始时镁为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Mg＋2OH－－2e－=Mg(OH)2↓，Al为正极，溶解的氧气在此电极得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，电池总反应2Mg＋O2＋2H2O=2Mg(OH)2↓，故B正确；试验②中，一段时间后，铝为负极失电子发生氧化反应，电极反应式为2Al＋8OH－－6e－=2[Al(OH)4]－，镁为正极，氢离子在此电极得电子发生还原反应，电极反应式为6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－，故C错误；试验①～③可推知，铝片做电极材料时的原电池反应与另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的O2等因素有关，故D正确。[多角度·突破练]⊳角度1原电池的组成及其工作原理1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()A．①④B．③④⑤C．④⑧D．②④⑥⑦D解析：依据原电池的构成条件可知：①中只有一个电极，③中两电极材料相同，⑤中酒精不是电解质，⑧中两电极材料相同且无闭合回路，故①③⑤⑧不能构成原电池。2．试验发觉，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋马上被还原成Fe2＋。某夏令营爱好小组依据该试验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()A．该原电池的正极反应是Zn－2e－=Zn2＋B．左侧烧杯中溶液的红色渐渐褪去C．该电池的铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋B解析：该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯中Pt电极为正极，电极反应为Fe3＋＋e－=Fe2＋，右烧杯中Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－=Zn2＋。由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的红色渐渐褪去。推断原电池正、负极的五种方法⊳角度2原电池电极反应式和总反应式的书写3．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是()A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．电池的总反应是2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2OC．通入空气的一极是正极，电极反应式为O2－4e－=2O2－D．通入丁烷的一极是正极，电极反应式为C4H10＋13O2－＋26e－=4CO2＋5H2OB解析：原电池的负极发生氧化反应，电极反应式为C4H10＋13O2－－26e－=4CO2＋5H2O；原电池的正极发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，在熔融电解质中O2－由正极移向负极。4．(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图甲所示：甲①HS－在硫氧化菌作用下转化为SOeq\o\al(2－,4)的反应式是_____________________。②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，缘由是________________________________________________。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图乙所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl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＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。乙①放电过程中，Li＋向________(填“负极”或“正极”)移动。②负极反应式为_____________________________________。③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成________gPb。(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如图丙所示。丙①a电极的电极反应式是____________________________。②一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理说明缘由：______________________________________________________。解析：(1)①酸性环境中反应物为HS－，产物为SOeq\o\al(2－,4)，利用质量守恒和电荷守恒进行配平得：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋；②从质量守恒角度来说，HS－、SOeq\o\al(2－,4)浓度不会发生改变，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子。(2)③依据化学方程式，电路中每转移0.2mol电子，生成0.1molPb，即20.7g。(3)①a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极做负极，电极反应式是2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O；②一段时间后，需向装置中补充KOH，缘由是发生反应：4NH3＋3O2=N2＋6H2O，有水生成，使得溶液渐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。答案：(1)①HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋②HS－、SOeq\o\al(2－,4)浓度不会发生改变，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子(2)①正极②Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2③20.7(3)①2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O②发生反应：4NH3＋3O2=2N2＋6H2O，有水生成，使得溶液渐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH“三步”完成原电池电极反应式的书写⊳角度3原电池原理的应用5．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用导线连接放入NaHSO4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E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。这四种金属的还原性由强到弱的依次是()A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞PC．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞NA解析：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是原电池的正极，故金属活动性：P＞M；N、E构成的原电池中，N是负极，故金属活动性：N＞E。6．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中滴入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是()D解析：a中Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu，Zn的量削减，产生H2的量削减，但Zn、Cu和稀硫酸形成原电池，加快反应速率，D项符合要求。本题中若把“过量的稀硫酸”改为“等浓度等体积的少量稀硫酸”，则正确的是哪个图像？应留意Zn与稀硫酸反应置换出Cu，Cu、Zn在稀硫酸中形成原电池，可加快反应速率，但由于两份锌粉均过量，因此产生H2的体积相同，则应选A。考点2形形色色的燃料电池[抓本质·悟考法]如图为以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构示意图。下列关于该电池的叙述不正确的是()A．该电池不能在高温下工作B．电池的负极反应为C6H12O6＋24OH－－24e－=6CO2↑＋18H2OC．放电过程中，电子从正极区向负极区每转移1mol，便有1molH＋从阳极室进入阴极室D．微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料广泛、操作条件温柔、有生物相容性等优点，值得探讨与推广【解题关键点】(1)装置为以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，属于原电池。(2)装置图中显示了电子移动的方向。(3)装置图中注明白阴极、阳极和阴极区、阳极区。(4)装置中显示了阳极产生CO2，阴极汲取O2。(5)装置中运用了质子交换膜，显示了H＋移动的方向。【易错失分点】(1)易从图中显示的阴极、阳极和阴极区、阳极区，把图中装置当成了电解池，导致解答错误。(2)不能从溶液中H＋的移动，理解书写两极反应时，可以生成H＋或H＋参与反应。(3)不会推断有机反应中电子转移数目。[自主解答]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________BC解析：高温条件下微生物会死亡，电池不能正常工作，A选项正确；电池的负极失电子，发生氧化反应，即葡萄糖失电子生成CO2气体，从题图中可以看出反应生成H＋，电极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，B选项错误；放电过程中，电子从负极区向正极区转移，C选项错误；结合题给条件分析，D选项正确。[多角度·突破练]⊳角度1电解质水溶液燃料电池1．一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气，其中某一电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O。有关此电池的推断不正确的是()A．通入氧气的电极为正极B．参与反应的O2与C2H6的物质的量之比为7∶2C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D．放电一段时间后，正极区旁边溶液的pH减小D解析：A项，通入乙烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，正确；B项，1mol乙烷参与反应时转移14mol电子，则参与反应的氧气的量为eq\f(14mol,4)＝eq\f(7,2)mol，正确；C项，依据电极反应式或总反应方程式可知，氢氧化钾被消耗，正确；D项，放电时正极反应2H2O＋O2＋4e－=4OH－，正极产生OH－，则pH增大，错误。2．关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法：①微生物促进了电子的转移②微生物所在电极区放电时发生还原反应③放电过程中，H＋从正极区移向负极区④正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，正确的是()A．②④B．①③C．①④D．②③C解析：①在微生物作用下Cm(H2O)n转化为CO2促进电子的转移，正确；②微生物在右侧，右侧电极为电源的负极，所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应，错误；③依据电流的方向，放电过程中，H＋从负极区移向正极区，错误；④电池左侧为电池的正极区，MnO2在H＋条件下发生得电子的还原反应，所以正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O，正确。3．(2024·郑州模拟)微生物燃料电池(MFC)利用了一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是()A．好氧微生物反应器中的反应为NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2OB．B极电势比A极电势低C．A极的电极反应式为CH3COO－＋2H2O＋8e－=2CO2↑＋7H＋D．当电路中通过9mol电子时，理论上总共生成标准状况下33.6LN2A解析：NHeq\o\al(＋,4)在好氧微生物反应器中转化为NOeq\o\al(－,3)，结合得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒得到反应的离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2O，故A正确；依据H＋的移动方向可知，A做原电池的负极，B做原电池的正极，所以B极电势比A极电势高，故B错误；A极做负极，负极上CH3COO－发生失电子的氧化反应生成CO2气体，则A极的电极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－=2CO2↑＋7H＋，故C错误；NOeq\o\al(－,3)在正极得到电子生成氮气，电极反应式为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，电路中通过9mol电子时，理论上总共生成0.9molN2，其在标准状况下的体积为20.16L，故D错误。燃料电池的分析要领(1)对于燃料电池要留意介质是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。(2)通入负极的物质为燃料(还原剂)，通入正极的物质为氧气(氧化剂)。(3)通过介质中离子的移动方向，可推断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。⊳角度2固体电解质燃料电池4．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理如图。下列说法正确的是()A．a为CH4，b为CO2B．COeq\o\al(2－,3)向正极移动C．此电池在常温下也能工作D．正极的电极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)D解析：电极反应式如下：负极：CH4＋4COeq\o\al(2－,3)－8e－=5CO2＋2H2O正极：2O2＋4CO2＋8e－=4COeq\o\al(2－,3)依据图示中电子的移向，可以推断a处通入甲烷，b处通入空气，COeq\o\al(2－,3)应移向负极，由于电解质是熔融盐，此电池在常温下不能工作。5．氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(工作温度600～700℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是()A．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用B．负极反应式为H2－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=CO2＋H2OC．该电池可利用工厂中排出的CO2，削减温室气体的排放D．电池工作时，外电路中流过0.2mol电子，消耗3.2gO2B解析：依据图示，在氢氧熔融碳酸盐燃料电池中，通入氢气的电极为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=CO2＋H2O，通入氧气的电极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，总反应为2H2＋O2=2H2O，故B项正确；电池工作时，熔融碳酸盐参与了电极反应，A项错误；该电池工作时利用的是二氧化碳的循环运用，没有消耗二氧化碳，不能削减温室气体的排放，C项错误；电池工作时，外电路中流过0.2mol电子，消耗0.05mol氧气，质量为1.6g，D项错误。6．世界某闻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。下列有关该电池放电时的说法正确的是()A．O2－由b极移向a极B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－=Fe＋xO2－C．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe=FeOx＋xH2D．若有22.4L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4mol电子转移C解析：a极空气中氧气得电子发生还原反应，为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应，为负极。在原电池中，阴离子向负极移动，O2－由a极移向b极，A项错误；a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，B项错误；由新型中温全瓷铁­空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe=FeOx＋xH2，C项正确；有22.4L(标准状况)空气参与反应，则氧气约为0.2mol，电路中约转移0.8mol电子，D项错误。燃料电池电极反应式的书写在书写燃料电池电极反应和总反应时，应留意两个方面：一是要留意是否在溶液中进行，假如在溶液中进行，要依据溶液的酸碱性书写；二是理解氧化还原反应规律，正确区分得失电子的物质，据此找到在正、负极上分别反应的物质，然后依据原电池原理正确书写电极反应式和总反应式。如甲烷燃料电池(电解质溶液：NaOH溶液)的反应式为CH4＋2O2=CO2＋2H2O①CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O②①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH=Na2CO3＋3H2O。书写电极反应式的方法：(1)正极反应式：依据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，电解质溶液不同，其电极反应有所不同。熟记以下四种状况：①酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。②碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。③固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－=2O2－。④熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。(2)负极反应式：负极上CH4在溶液中失去电子与OH－结合最终得到COeq\o\al(2－,3)和H2O。可以先写出反应进行配平：eq\o(C,\s\up6(－4))H4＋OH－－8e－——eq\o(C,\s\up6(＋4))Oeq\o\al(2－,3)＋H2O反应中C化合价上升8，故反应中失去8e－。然后依据电荷守恒，可以把反应方程式配平，须留意反应中失去8e－，相当于反应物中增加了8个正电荷。配平后反应为CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。1．肯定条件下，试验室利用如图所示装置，通过测电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法正确的是()A．右池中的银电极做负极B．正极反应为Ag－e－=Ag＋C．总反应为Ag＋＋Cl－=AgCl↓D．盐桥中的NOeq\o\al(－,3)向右池方向移动C解析：若“右池中的银电极做负极”，Ag失去电子被氧化为Ag＋：Ag－e－=Ag＋，电极质量减轻，不符合题干中的信息“两电极质量均增大”，A项错误。该装置图很简洁让考生联想到盐桥电池，抓住“两电极质量均增大”推断，若左池Ag失去电子被氧化为Ag＋，Ag＋再结合溶液中的Cl－生成AgCl：Ag－e－＋Cl－=AgCl，即左池的银失去电子做负极；此时右池电解质溶液中的Ag＋在银电极表面得到电子被还原为Ag：Ag＋＋e－=Ag，即右池的银电极为正极；两个电极反应式相加得到总反应：Ag＋＋Cl－=AgCl↓；综上所述，B项错误，C项正确。盐桥中的NOeq\o\al(－,3)向负极方向(即左池)移动，D项错误。2．(命题情境：化学平衡移动与原电池)限制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列推断不正确的是()A．反应起先时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应起先时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极D解析：由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3＋得