1、第 21 講原電池化學電源【考綱要求】1.理解原電池的構成、工作原理及應用，能書寫電極反應和總反應方程式。2.了解常見化學電源的種類及其工作原理。考點一原電池的工作原理及應用知識毓理夯實慕礎強化要點-0-1 .概念和反應本質原電池是把化學能轉化為電能的裝置，其反應本質是氧化還原反應。2 原電池的構成條件(1) 一看反應：看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質溶液反應)。(2) 二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。(3) 三看是否形成閉合回路， 形成閉合回路需三個條件：電解質溶液；兩電極直接或間接接觸；兩電極插入電解質溶液中。3 .工作原理以鋅銅原電池為例2(1)反

2、應原理電極名稱負極正極電極材料鋅片銅片電極反應Zn 2e =ZrTCu2十+ 2e=Cu反應類型氧化反應還原反應電子流向由 Zn 片沿導線流向 Cu 片鹽橋中離子移向鹽橋含飽和 KCl 溶液，移向正極，Cl移向負極(2)鹽橋的組成和作用1鹽橋中裝有飽和的 KCI、KNO 等溶液和瓊膠制成的膠凍。2鹽橋的作用：a.連接內電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產生電流。r正誤判斷正誤判斷 辨析易錯易混辨析易錯易混(1) 理論上說，任何自發(fā)的氧化還原反應都可設計成原電池(V)(2) 在原電池中，發(fā)生氧化反應的一極一定是負極(V)用 Mg Al 分別作電極，用 NaOH 溶液作電解液構成的原電

3、池，Mg 為正極(V)(4)在鋅銅原電池中，因為有電子通過電解質溶液形成閉合回路，所以有電流產生(X)原電池工作時，溶液中的陽離子向負極移動，鹽橋中的陽離子向正極移動(X)(6) 兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負極(X)(7) 一般來說，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高(V)(8) 由于 CaO HO=Ca(OH),可以放出大量的熱，故可把該反應設計成原電池(X)r深度思考深度思考* *提升思維腿力提升思維腿力原電池正負極的判斷方法(1) 由組成原電池的電極材料判斷。一般是活動性較強的金屬為 _ 極，活動性較弱的金屬或能導電的非金屬為_ 極。(2) 根據電

4、流方向或電子流動方向判斷。電流由_極流向_ 極；電子由_極流向_ 極。CuSO,懈戒ZnSOj CiiS0hM3根據原電池中電解質溶液內離子的移動方向判斷。在原電池的電解質溶液內，陽離子移向_ 極，陰離子移向 _ 極。(4) 根據原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的 _ 極失電子發(fā)生氧化反應，其 _極得電子發(fā)生還原反應。(5) 根據現(xiàn)象判斷。一般情況下，溶解的一極為_ 極，增重或有氣體逸出的一極為 _極。答案負正(2)正負負正(3)正負(4)負正(5)負正4提示 判斷電極時，不能簡單地依據金屬的活動性順序來判斷，要看反應的具體情況， 例如:Al 在強堿性溶液中比 Mg 更易失電子，Al 作負極

5、，Mg 作正極；Fe、Al 在濃 HNO 中鈍化，比Cu 等金屬更難失電子，Cu 等金屬作負極，F(xiàn)e、Al 作正極。解題探究題組一原電池的工作原理1.（1）下列裝置屬于原電池的是 _2.（2017 信陽質檢）分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是（）A.中 Mg 作負極，中 Fe 作負極B. 中 Mg 作正極，電極反應式為 6H2C 6e=6OH+C. 中 Fe 作負極，電極反應式為 Fe 2=F+D. 中 Cu 作正極，電極反應式為 2H+ 2e=Hf答案 B解析 中 Mg 不與 NaOH 溶液反應，而 Al 能和 NaOH 溶液反應失去電子， 故 Al 是負極；中Fe 在濃硝酸中鈍

6、化，Cu 和濃 HNO 反應失去電子作負極，A C 錯；中電池總反應為 2Al +應為_ 。答案FeFe 2e =FeCu 2H+2e=Hf電極反A-:牙全-在選出的原電池中,A1皿心曰；容液NLLCIM52NaOHF 2HzO=2NaAl(2H3H2f,負極反應式為 2Al + 8OH 6e=2AlC+ 4H2O, 二者相減得到正極反應式為 6H2O+ 6e=60H+ 3H2f,B 正確；中 Cu 是正極，電極反應式為 C2+ 2H2O6+ 4e =4QH, D 錯。一一練后反思練后反思- （1）Fe 作負極，發(fā)生氧化反應時，失2e變成 Fe2十， 而不是 Fe3+o（2）書寫某一極電極反應

7、式時，若書寫困難， 也可先寫另一極的電極反應式。用“減法”來處理，即用總的電極反應式減去容易寫出一極的電極反應式（前提是電量守恒）。題組二聚焦“鹽橋”原電池3. （2017 太原市第五中學高三模擬）根據下圖，下列判斷中正確的是（）A. 燒杯 a 中的溶液 pH 降低B. 燒杯 b 中發(fā)生氧化反應C. 燒杯 a 中發(fā)生的反應為 2H+ 2e-=HfD. 燒杯 b 中發(fā)生的反應為 2C一 2e=Cbf答案 B解析 由題給原電池裝置可知，電子經過導線，由Zn 電極流向 Fe 電極，則 Q 在 Fe 電極發(fā)生還原反應：Q+ 2H234e=4OH,燒杯 a 中 c（OH）增大，溶液的 pH 升高；燒杯

8、b 中，Zn 發(fā)生氧化反應：Zn 2e-=z6+。4.控制適合的條件，將反應2Fe3+ 2I2Fe2+ I 2 設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（）A. 反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B.反應開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原C. 電流表讀數為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)N一|4二二二二屮乙7D.電流表讀數為零后，在甲中加入FeCl2 固體，乙中的石墨電極為負極答案 D解析 由圖示結合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3+得電子變成 Fe2+被還原，I失去電子變成丨2 被氧化，所以 A、B 正確；電流表讀數為零時，F(xiàn)e3+得電子速率等于 Fe1 2 3 4+失電子速率，反應達到平衡狀

9、態(tài)，C 正確；在甲中加入 FeCb 固體，平衡 2Fe3+ 212Fe2+ 12 向左移動，丨2 被還原為 廠，乙中石墨為正極， D 不正確。題組三原電池工作原理的應用5.(2018 江門質檢)M、N P、E 四種金屬，已知： 州 屮=W MIM P 用導線連接 放入硫酸氫鈉溶液中，M 表面有大量氣泡逸出；N E 用導線連接放入 E 的硫酸鹽溶液中，電極反應為 E2+ 2e=E N- 2e-=N十。則這四種金屬的還原性由強到弱的順序是()A.P M N EB. E N M PC. P N M ED. E P N答案 A解析 由知，金屬活動性： M N M P 用導線連接放入硫酸氫鈉溶液中， M

10、 表面有大量氣 泡逸出，說明 M 作原電池的正極，故金屬活動性：P M; N E 構成的原電池中，N 作負極，故金屬活動性：N E。綜合可知，A 正確。6 .依據氧化還原反應：2Ag+(aq) + Cu(s)=Cu2+(aq) + 2Ag(s)設計的原電池如圖所示(鹽橋為盛有 KNO 瓊脂的 U 形管)。請回答下列問題：(3)_ 鹽橋中的 NO 移向溶液。答案 (1)Cu AgNO (2)正 Ag+ e-=Ag (3)Cu(NO 3) 2練后反思練后反思-原電池設計類試題的解題思路2利用氧化還原反應知識判斷題給總反應中的氧化反應、還原反應。3選擇合適的電極材料和電解質溶液。4畫出原電池裝置圖。

11、畫圖時應注意：電極材料、電解質溶液；簡易裝置圖和帶有鹽橋的裝 置圖的區(qū)別等。7 銀器日久表面會逐漸變黑，這是因為生成了硫化銀。有人設計用原電池原理進行“拋光”， 其處理方法：將一定濃度的氯化鈉溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放8(1) 電極 X 的材料是 _;電解質溶液 Y 是_ (填化學式)。(2) 銀電極為電池的 _ 極，其電極反應為 _置一段時間后，黑色會褪去，而銀器恢復光澤，且不會損失。試回答:(1) 氯化鈉溶液的作用是 _。(2) 在此原電池反應中，負極發(fā)生的電極反應為 _，正極發(fā)生的電極反應為(3)反應過程中產生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應為 _，原電池 總反

12、應方程式為_答案(1)為電解質溶液，起導電作用一3豐一2(2) 2AI 6e =2AI3Ag2S+ 6e =6A 肝 3S3I2一(3) 2AI+3S+6fO=2AI(OH)3J +3H2ST3AgS+2AI+6H2O=6A|2AI(0H) 3J +解析 要善于抓住題給信息，“黑色會褪去，而銀器恢復光澤，且不會損失”，必然發(fā)生Ag2SAg,顯然這是原電池的正極反應，AS+ 2e一=2Ag+ S2一，負極反應為活潑金屬 AI發(fā)生氧化反應：AI 3e=AI3+O正極生成的 S2一和負極生成的 AI31在溶液中發(fā)生雙水解反應： 2AI3+3S2+ 6HO=2AI(OH)sJ+ 3HaSf，與題意產生

13、臭雞蛋氣味的氣體相吻合。原電池的總反應為上述三個反應的和：3Ag2S+ 2AI + 6HzO=6A| 2AI(OH) 3J+3HzSf。考點二化學電源知識毓理1.日常生活中的三種電池(1)堿性鋅錳干電池一次電池正極反應：2MnO+ 2H2O+ 2e=2MnOOH2OH ;負極反應：Zn+ 2OH 2e一=Z n(OH;總反應：Zn+ 2MnO+ 2fO=2M nOOHZn(O H)2。(2)鋅銀電池一一一次電池負極反應：Zn+ 2OH 2e=Z n(OH;正極反應：Ag2O+ H2O+ 2e =2Ag+ 2OH ;9總反應： Zn+ AgzO+ HO=Z n(OH2)+ 2Ag。二次電池(可充

14、電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是Pb,正極材料是 PbO。放電時的反應a .負極反應：Pb+ sO 2e =PbSO b .正極反應：PbO + 4H+ SO+ 2e=PbSO 2fO;c .總反應:Pb+ PbO + 2H2SQ=2PbS 研 2fO。充電時的反應a .陰極反應：PbSO+ 2e=Pb+ SO;b .陽極反應：PbSO+ 2fO- 2e=PbO+ 4+ sO;電解c .總反應：2PbSO + 2fO=Pb+ PbO+ 2fSQ。注 可充電電池的充、放電不能理解為可逆反應。2 .“高效、環(huán)境友好”的燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。種

15、類酸性堿性負極反應式2H2 4e =4H2Hz+ 4OH 4e =4HO正極反應式O+ 4e + 4H =2H0Q+ 2H?O+ 4e =4OH電池總反應式2H2+ Q=2H0備注燃料電池的電極不參與反應，有很強的催化活性，起導電作用r正誤判斷正誤判斷* *辨析易錯易混辨析易錯易混對常見化學電源的認識與理解(1) 鉛蓄電池放電時，正極與負極質量均增加()(2) 手機、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池()若使反應 Fe+ 2Fe3+=3Fd+以原電池方式進行，可用鋅鐵作電極材料()(4) 堿性鋅錳干電池是一次電池，其中MnO 是催化劑，可使鋅錳干電池的比能量高、可儲存時間長()(5) 燃料電池工作

16、時燃料在電池中燃燒，然后熱能轉化為電能() 氫氧燃料電池在堿性電解質溶液中負極反應為2H2 4e=4 訂()答案 (1)V(2)X(3)X(4)X(5)X(6)x解析(2)鋰離子電池屬于可充電電池，即二次電池。(3)若用鋅和鐵作電極，則電極反應就變?yōu)?Zn+ 2Fe3+=zR+ 2Fe2+。(4)MnQ 不是催化劑。(5)燃料電池直接將化學能轉變?yōu)殡娔堋Ｘ摌O反應應寫為 2f 4e+ 40H =4HQ10r深度思考深度思考* *提升思址能力提升思址能力以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應式的書寫方法。(1)酸性條件總反應式：_；正極反應式：;11負極反應式：_。(2)堿性條件總反應式：

17、_ ;正極反應式：_ ;負極反應式：_。固體電解質(高溫下能傳導)總反應式：_ ；正極反應式：_ ；負極反應式：_。(4)熔融碳酸鹽(如熔融 K2CO3)環(huán)境下總反應式：_ ；正極反應式：_ ；負極反應式：_。答案(1)CH 4 + 2Q=CO 2H2O2C2+ 8H + 8e=4HOCH 8e+ 2HO=CO 8H+(2) CH 4+ 2C2 + 2OH=CC+ 3fO2Q+ 4HO+ 8e=8OHCH+ 1OOH 8e=CO+ 7fO(3) CH 4+2Q=COH2HO2Q+ 8e=4O_CH+ 4O 8e=CO 2H2O(4) CH 4+2Q=COH2fO2Q+ 4CO+ 8e =4CO

18、CH+ 4CO 8e=5CO+ 2HzO解題探究總結規(guī)律提煉方法-0-題組一 根據圖示理解化學電源1.( 一次電池的工作原理)(2017 銀川一模)普通鋅錳干電池的簡圖如圖所示，它是用鋅皮制成的鋅筒作電極，中央插一根碳棒，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭 黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉 等調成糊狀作電解質溶液。該電池工作時的總反應為 Zn+ 2Nril+ 2M nO=Z n(NH)22+ MnQ12+ HO。下列關于鋅錳干電池的說法中正確的是()13A. 當該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復原B. 電池負極反應式為

19、2MnO+ 2NM + 2e=MnO3+ 2NH+ HOC. 原電池工作時，電子從負極通過外電路流向正極D. 外電路中每通過 0.1 mol 電子，鋅的質量理論上減小 6.5 g答案 C解析 普通鋅錳干電池是一次電池，不能充電復原，A 項錯誤；根據原電池工作原理，負極失電子，電極反應式為 Zn 2e_=Zn+, B 項錯誤；由負極的電極反應式可知，每通過 0.1 mol一 0.1 mol電子，消耗鋅的質量是65 g molX2 = 3.25 g , D 項錯誤。2 鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示，其中電解質 LiClO 4 溶于混合有機溶劑中，Li+通過電

20、解質遷移入 MnO 晶格中，生成 LiMnQ。回答下列 問題：ab卜LiClO4混合有機洛削MnO,(1) 外電路的電流方向是由 _(填字母，下同)極流向 _ 極。(2) 電池正極反應式為_ 。是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？ _(填“是”或“否”)，原因是答案(1)b a(2)M nO2 + e+ Li+=LiM nO否 電極 Li 是活潑金屬，能與水反應解析(1)結合所給裝置圖以及原電池反應原理，可知Li 作負極材料，MnO 作正極材料，所鋅筒曲纖維就右瞬電扱14以電子流向是從 b,那么電流方向則是a。(2)根據題目中的信息“電解質LiClO 4 溶于混合有機溶劑中，Li+通過電解質遷

21、移入 MnO 晶15格中，生成 LiMnQ”，所以正極的電極反應式為MnO+ e + Li *=LiMnO。因為負極的電極材料 Li 是活潑的金屬，能夠與水發(fā)生反應，故不能用水代替電池中的混 合有機溶劑。題組二燃料電池3.（2017 湖南郴州一模）乙醇燃料電池中采用磺酸類質子溶劑，在200C左右時供電，電池總反應：C2H5OH 3Q=2C（2 3H2O,電池示意圖如圖所示。下列說法中正確的是（）A. 電池工作時，質子向電池的負極遷移B.電池工作時，電子由 b 極沿導線流向 a 極C.a 極上發(fā)生的電極反應：CHOH 3H2O+ 12e一=2C決12H+D.b 極上發(fā)生的電極反應：4H + Q+

22、 4e =2HO答案 D4.（2017 蘭州一診）科學家設計出質子膜 H2S 燃料電池，實現(xiàn)了利用H2S 廢氣資源回收能量并得到單質硫。質子膜H2S 燃料電池的結構示意圖如下圖所示。下列說法錯誤的是（）A. 電極 a 為電池的負極B.電極 b 上發(fā)生的電極反應：Q+ 4H+ 4e_=2HOC. 電路中每通過 4 mol 電子，在正極消耗 44.8 L H 2SD. 每 17 g H 2S 參與反應，有 1 mol H+經質子膜進入正極區(qū) 答案 C解析 根據題目可知，該電池為燃料電池，根據燃料電池的特點，通氧氣的一極為正極，故電極 b 為正極，電極 a 為負極，A 項正確；電極 b 為正極，氧氣

23、得電子生成水， B 項正確；從 裝置圖可以看出，電池總反應為 2H2S+ Q=S+ 2fO,電路中每通過 4 mol 電子，正極應該 消耗 1 mol O 2，負極應該有 2 mol H 2S 反應，但是題目中沒有給定標準狀況下，所以不一定是 44.8 L,故 C 錯誤；17 g H2S 即 0.5 mol H2S,每 0.5 mol H2S 參與反應會消耗 0.25 mol Q, 根據正極反應式 Q+ 4H* + 4e=2HO，可知有 1 mol H +經質子膜進入正極區(qū)，故D 正確。練后反思練后反思- -%1HnS.A質亍囲休電解質膜電饋h電極n16(1) 要注意介質是什么？是電解質溶液還

24、是熔融鹽或氧化物。(2) 通入負極的物質為燃料，通入正極的物質為氧氣。(3) 通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極 反應。題組三可充電電池5.(二次電池的理解與應用)鎳鎘(Ni Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘放電電池的電解質溶液為 KOH 溶液，其充、放電按下式進行：Cd+ 2NiOOH 2H2O 充電 Cd(0H)2+ 2Ni(OH)2,有關該電池的說法正確的是()A.充電時陽極反應：Ni(0H)2+ OH e=NiOOI+ H20B. 充電過程是化學能轉化為電能的過程C. 放電時負極附近溶液的堿性不變D.放電時電解質溶液中的 O

25、H 向正極移動答案 A解析 放電時 Cd 的化合價升高，Cd 作負極，Ni 的化合價降低，NiOOH 作正極，則充電時 Cd(OH)2作陰極，Ni(OH)2 作陽極，電極反應式為Ni(OH)2+ OH e=NiOOHF H2Q A 項正確；充電過程是電能轉化為化學能的過程，B 項錯誤；放電時負極電極反應式為Cd 電極周圍 OH的濃度減小，C 項錯誤；放電時 OH 向負極移動，D 項錯誤。6.(2018 柳州模擬)鋅一空氣燃料電池可作電動車的動力電源,應為 2Zn+ Q+ 2H2O+ 4OH=2Zn(OH。下列說法正確的是()A.放電時，電解質溶液中K*移向負極B.放電時，電解質溶液的 pH 不

26、變答案 C解析 放電時，為原電池，溶液中陽離子向正極移動，即 K*向正極移動，故 A 錯誤；放電時，消耗氫氧根離子，堿性減弱，pH 減小，故 B 錯誤；充電時，陰極上發(fā)生得電子的還原反應，則陰極反應為 Zn(OH)2+ 2e=Zn+ 4OH，故 C 正確；產生 1 mol 氧氣，轉移電子為 4 mol ,充電時，當有 4.48 L 氧氣(標準狀況下)釋放出來時，轉移電子的物質的量為ZZA；481-11Cd+ 2OH 2e=Cd(OH2,電解質溶液為 KOH 溶液，反C.充電時，陰極的反應為Zn (OH)4+ 2e=Zn+4OHD.充電時，當有4.48 L 氧氣(標準狀況下)釋放出來時，則析出固

27、體Zn 為 13 g17=0.8 mol，根據 Zn2e,則析出固體0.8 mol21X65 g mol = 26 g，故 D 錯誤。練后反思練后反思181. 充放電電池(1)放電時為原電池，充電時為電解池。充電時電極的連接：充電的目的是使電池恢復其供電能力，因此負極應與電源的負極相連以獲得電子，可簡記為負接負后作陰極，正接正后作陽極。(3)工作時的電極反應式：同一電極上的電極反應式， 在充電與放電時，形式上恰好是相反的; 同一電極周圍的溶液，充電與放電時pH 的變化趨勢也恰好相反。2.20微專題新型電源及電極反應式的書寫近幾年高考中的新型電池種類繁多，“儲氫電池”“高鐵電池”“海洋電池”“燃

28、料電池”“鋰離子電池”等，這些新型電源常以選擇題的形式呈現(xiàn)。解析這類考題，首先要理解 常見的化學電源種類及原電池的工作原理，其次會判斷正負電極或陰陽極，以及會書寫電極 反應式等。1 電極反應式書寫的一般步驟(類似氧化還原反應方程式的書寫)炕扱愛生氧化反應 I _劉【反應的微粒 正擬發(fā)定還原反應 I 和得先電子建心電解質牌液的壞境中要生成歳定的電極 產物，即 OH-LH 心等啟甘蚤 Ml 反應 遵汗電荷守桓、質就守桓、電子井卷器兩電極反應成相 J 川與總反應式對照驗證2 已知總方程式，書寫電極反應式(1) 書寫步驟1步驟一：寫出電池總反應式，標出電子轉移的方向和數目(ne)。2步驟二：找出正、負

29、極，失電子的電極為負極；確定溶液的酸堿性。3步驟三：寫電極反應式。負極反應：還原劑ne-=氧化產物正極反應：氧化劑+ne=還原產物(2) 書寫技巧列物質標得失配 v卜境輕.原良應：陰噴1充電可充電撿電r電迪L氧化反應：展極外接電源就植同一電殺 /接電源正楓同一電視19若某電極反應式較難寫時，可先寫出較易的電極反應式，用總反應式減去較易寫的電極反應20式，即可得出較難寫的電極反應式。如：CHOCH 二甲醚）酸性燃料電池中：總反應式：CHOC 卅 3O2=2C 決 3HzO正極：302+ 12H+ 12e=6H0負極：CHOCH+ 3H2O- 12e一=2C 硯 12H+特別提醒 簡單電極反應中轉

30、移的電子數，必須與總方程式中轉移的電子數相同。3 氫氧燃料電池在四種常見介質中的電極反應總結.H 2e =2H 酸作介質H 2e-+ 20H =2H0 （堿作介質）負極 H2- 2e-+ O-=HO 熔融金屬氧化物作介質H 2e-+ CO-=HO+ CO 熔融碳酸鹽作介質 酸作介質O+ 4e-+ 2H?O=4OH 堿作介質二=2O熔融金屬氧化物作介質（熔融碳酸鹽作介質 【專題訓練】1 （燃料電池）（2018 安順模擬）有一種 MCFC 型燃料電池，該電池所用燃料為 H,電解質為 熔融的 KaCQo電池的總反應為 2f+ O=2HO，負極反應：H2+ cO- 2e-=HC+ CO。下列 說法正確

31、的是（）A.電路中的電子經正極、熔融的KzCO、 負極后再到正極， 形成閉合回路B.電池放電時，電池中 CO-的物質的量將逐漸減少C. 正極反應為 2HzO+ Q+ 4e =4OHD. 放電時 CO-向負極移動 答案 D解析 電子不能通過熔融的 KzCQ,故 A 項錯誤；該電池的正極反應為 O+ 4e-+ 2CQ=2CO-, 根據電子守恒，放電時負極消耗 cO-與正極生成 cO-的物質的量相等，電池中 cO-的物質的 量不變，故 B、C項錯誤；放電時陰離子向負極移動，故 D 項正確。2.Li SOC2 電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl 4SOC2。電池的

32、總反應可表示為 4Li + 2SOC2=4LiCI + S+ SOf。請回答下列問題:（1）電池的負極材料為 _ ，發(fā)生的電極反應為 _（2）電池正極發(fā)生的電極反應為 _答案鋰 4Li 4e-=4Li+Q+ 4e + 4H =2HO正極 Q+ 4e =-Q+ 4e + 2CO=2CO21(2)2SOCI 2+4e=4C+S+SOf解析 分析反應的化合價變化，可知Li 失電子，被氧化，為還原劑，SOC2 得電子，被還原，為氧化劑。(1) 負極材料為 Li(還原劑)，4Li 4e =4Li。(2) 正極反應式可由總反應式減去負極反應式得到：2SOCL+ 4e =4CI + S+ SQf。3.Mg-

33、AgCI 電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池總反應方程式為2AgCI +Mg=Mg + 2Ag+ 2CI,試書寫該電池的正、負極電極反應式。答案負極：Mg- 2e=Mg+正極：2AgCI + 2e=2Ac+ 2CI4 .鋁一空氣海水電池：以鋁板為負極，鉑網為正極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁 反應產生電流。電池總反應為 4AI + 3Q + 6fO=4AI(OH)3;負極：_正極：_3 +答案 4AI 12e =4AI3Q+ 6H2O+ 12e =12OH可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質溶液T 充電耦 JL丿電器-e- nr碳電極 Jp 樹電扱兩J-6 mol

34、 L-1KQHIINiG(UH)(1) 寫出放電時的正、負極電極反應式。答案 負極：H2 2e+ 2OH=2HO;正極：2NiO(OH) + 2HzO+ 2e=2Ni(OH)2+ 2OH。(2) 寫出充電時的陰、陽極電極反應式。答案 陰極：2H2O+ 2e=Hf + 2OH ;陽極：2Ni(OH) 2+ 2OH 2e=2NiO(OH)+ 2fQ5.一種碳納米管能夠吸附氫氣,為 6 moIL的 KOH 溶液。22探究高考明確考向1 . (2016 全國卷n,11)Mg AgCI 電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘23述錯誤的是()A. 負極反應式為 Mg- 2e_=Mg+B. 正極

35、反應式為 Ag+ e-=AgC. 電池放電時 Cl-由正極向負極遷移D. 負極會發(fā)生副反應 M 葉 20=Mg(0H)+答案 B解析 根據題意，Mg-海水AgCl 電池總反應式為 Mg+ 2AgCI=MgC2+ 2Ag。A 項，負極反應式為 Mg- 2e-=Mg+,正確；B 項，正極反應式為 2AgCI + 2e-=2C+ 2Ag，錯誤；C 項,對原電池來說，陰離子由正極移向負極，正確；D 項，由于鎂是活潑金屬，則負極會發(fā)生副反應 Mg+ 2fO=Mg(OH 片Hz f，正確。2 . (2017 全國卷川，11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極 a 常用摻有石墨烯

36、的 S8 材料，電池反應為 16Li +xS8=8Li2S(2 x 8)。下列說法錯誤的是()C.石墨烯的作用主要是提高電極a 的導電性D.電池充電時間越長，電池中Li 2S2 的量越多答案 D解析 A 項，原電池電解質中陽離子移向正極，根據全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li+移動方向可知，電極 a 為正極，正極發(fā)生還原反應，由總反應可知正極依次發(fā)生 S8iLiLi Li2S4TLi 2S2 的還原反應，正確；B 項，電池工作時負極電極方程式為Li e-=Li十，當外電路中流過 0.02 mol 電子時，負極消耗的 Li 的物質的量為 0.02 mol ,其質 量為 0.14 g，正確；C 項，

37、石墨烯具有良好的導電性，故可以提高電極a 的導電能力，正確；電解D 項，電池充電時為電解池，此時電解總反應為8Li 2S=6Li + xS(2 x 8)，故 Li 2S2 的量會越來越少，錯誤。2. (2016 全國卷川，11)鋅一空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質溶液為KOH 溶液，反應為 2Zn+ O+ 4OH + 2fO=2Z n(OH2r。下列說法正確的是()A.充電時，電解質溶液中 Q 向陽極移動B.充電時，電解質溶液中c(OH-)逐漸減小A.電池工作時，正極可發(fā)生反應:B.電池工作時，外電路中流過0.02 mol 電子，負極材料減重 0.14 g24一 一2C. 放電時

38、，負極反應為 Zn + 4OH 2e =Z n(OH”D.放電時，電路中通過 2 mol 電子，消耗氧氣 22.4 L（標準狀況）答案 C解析 A 項，充電時，電解質溶液中Q 向陰極移動，錯誤；B 項，充電時，總反應方程式為電解軍2Zn（OH）4一=2Zn+Qf+ 4OH + 2HO,所以電解質溶液中c（OH）逐漸增大，錯誤；C 項， 在堿性環(huán)境中負極 Zn 失電子生成的 Zn2+將與 O 片結合生成 Zn（OH）亍，正確；D 項，Q4e, 故電路中通過 2 mol 電子，消耗氧氣 0.5 mol，在標準狀況時體積為 11.2 L，錯誤。3. （2015 全國卷I,11）微生物電池是指在微生物

39、的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其A.正極反應中有 CO 生成B. 微生物促進了反應中電子的轉移C. 質子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D. 電池總反應為 CH2C6+ 6Q=6C 耐 6H2O答案 A解析 由題意可知，微生物電池的原理是在微生物的作用下，C2 與 CHQ 發(fā)生氧化還原反應，將化學能轉化為電能，B 項正確；氧氣在正極反應，由于質子交換膜只允許通過，則正極反應為 Q + 4e+ 4H+=2HO，沒有 CO 生成，A 項錯誤；負極發(fā)生反應：GH12Q 24e+6H2O=6COF 24，在負極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C 項正確；總反應為 GH2Q +6Q=6CO6fO, D

40、 項正確。4. （2015 天津理綜，4）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是（）工作原理如圖所示。25A. 銅電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作一段時間后，甲池的C（S&）減小C. 電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加26D.陰陽離子分另通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡答案 C解析 由圖示可知，該電池總反應為Zn+ Cu2+=ZrT+ Cu, Zn 發(fā)生氧化反應，為負極；陽離子交換膜，只允許陽離子和水分子通過，兩池中sO濃度不變。5.（1）2016 北京理綜，26（1）用零價鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（NOQ 已成為環(huán)

41、境修復研 究的熱點之一。Fe 還原水體中的 NQ 的反應原理如圖所示。A.原電池是將化學能轉化成電能的裝置B. 原電池由電極、電解質溶液和導線等組成C. 圖中 a 極為鋁條、b 極為鋅片時，導線中會產生電流D. 圖中 a 極為鋅片、b 極為銅片時，電子由銅片通過導線流向鋅片 答案 D解析 D 項，a 極為負極，電子由負極（鋅片）流出。作負極的物質是_正極的電極反應式是（2） 2013 北京理綜，26（4）通過 NO 傳感器可監(jiān)測 NO 的含量，其工作原理示意圖如下:Pt電極Pt 電極上發(fā)寫出 NiO 電極的電極反應式： _答案鐵 NQ + 8e+ 10H+=NH+ 3f0 (2)還原 NO C

42、T 2e=NO課時作業(yè)1 . （2018 泉州模擬）課堂學習中，同學們利用鋁條、鋅片、銅片、導線、電流計、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結論錯誤的是（NO; NHJ272 . （2017 北京順義區(qū)期末統(tǒng)測）有關下列四個常用電化學裝置的敘述中，正確的是A.I所示電池工作中，MnO 的作用是催化劑B.n所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大C.川所示電池工作過程中，鹽橋中K*移向硫酸鋅溶液D.V所示電池放電過程中，Ag2O 是氧化劑，電池工作過程中被還原為Ag答案 D解析 堿性鋅錳電池中二氧化錳為氧化劑，A 項錯誤；鉛蓄電池放電時電池反應為Pb+ PbQ+ 2fSQ=2PbS 決 2fO,

43、 HzSQ 濃度減小，B 項錯誤；原電池中陽離子向正極移動，故鹽橋中 Q 移向硫酸銅溶液，C 項錯誤；該原電池中，正極上氧化銀得電子生成銀，所以Ag2O 作氧化劑，D 項正確。3 .有關下圖所示原電池的敘述不正確的是（）Gi 片舒鋰片=rZ11 ,Jr-一1CLHNCME瞎液 AgNO：，藩液A. 電子沿導線由 Cu 片流向 Ag 片B. 正極的電極反應是 Ag+ e=AgC. Cu 片上發(fā)生氧化反應，Ag 片上發(fā)生還原反應D.反應時鹽橋中的陽離子移向Cu（NO ）2 溶液答案 DI.堿性鋅錳電池n.鉛硫酸蓄電池川.銅鋅原電池IV.銀鋅紐扣電池/c電 iifc 農cX耐祝28解析 該裝置是原電

44、池裝置，實質上發(fā)生的是 Cu 與硝酸銀的反應，所以 Cu 失去電子，發(fā)生 氧化反應，則 Cu 是負極，Ag 是正極，電子從負極流向正極，A 正確；正極是 Ag*發(fā)生還原反 應，得到電子生成 Ag,B 正確；根據以上分析，Cu 片上發(fā)生氧化反應，Ag 片上發(fā)生還原反應,C 正確；原電池中，陽離子向正極移動，所以鹽橋中的陽離子移向AgNQ 溶液，D 錯誤。4.（2018 大同質檢）如圖為以 Pt 為電極的氫氧燃料電池的工作原理示意圖，稀 HSQ 為電解質溶液。下列有關說法不正確的是（）A. a 極為負極，電子由 a 極經外電路流向 b 極B. a 極的電極反應式：H2 2e_=2HC.電池工作一段

45、時間后，裝置中C（H2SQ）增大D.若將 H 改為 CH,消耗等物質的量的 CH 時，O 的用量增多答案 C解析 a 極通入的 H2 發(fā)生氧化反應，為負極，電子由a 極經外電路流向 b 極，以稀 fSQ 為電解質溶液時，負極的 H2 被氧化為 1,總反應為2HZ+Q=2HO,電池工作一段時間后，裝置 中c（NSQ）減小，則 C 項錯誤；根據電池總反應：2f+ Q=2HO, CH+ 2Q=CO2HZO,可知等物質的量的 CH 消耗 Q 較多。5.四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。相連時，外電路電流從流向；相連時，為正極；相連時，上有氣泡逸出；相連時，的質量 減少。據此判斷這四種金屬活

46、動性由強到弱的順序是（）A.B.C.D.答案 B解析 利用原電池的形成和工作原理解決問題。在外電路中，電流從正極流向負極，則作原電池的負極，作正極，故活動性；活動性相對較差的金屬作原電池的正極，故金屬的活動性；有氣泡產生的電極發(fā)生的還原反應，為原電池的正極，故活動性；質量減少的電極發(fā)生氧化反應生成金屬離子而溶解，為原電池的負極，故活動性，由此可得金屬活動性： 。296 可充電氟鎂動力電池比鋰電池具有更高的能量密度和安全性，其電池反應為Mg+2MnF=2Mn 耳 MgF2。下列有關說法不正確的是（）30A. 鎂為負極材料B. 正極的電極反應式為 MnF+ e_=Mn 即 F_C. 電子從鎂極流出

47、，經電解質流向正極D. 每生成 1 mol MnF 2 時轉移 1 mol 電子答案 C解析 由電池反應知，鎂作還原劑，發(fā)生氧化反應，鎂極為負極，A 項不符合題意；電池反應中，三氟化錳發(fā)生還原反應， B 項不符合題意；電子由負極（鎂極）流出經外電路流向正極， C 項符合題意；錳元素由+3 價降至+ 2 價，D 項不符合題意。6. （2017 泉州市第五中學高三模擬）下圖I、n分別是甲、乙兩組同學將反應“ AsO 1 + 2I+3+ 2HAsQ + I2+ H2O設計成的原電池裝置，其中Ci、C2 均為碳棒。甲組向圖I燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖HB燒杯中逐滴加入適量 40% NaOH 溶

48、液。F 列敘述中正確的是（）A. 甲組操作時，電流表（A）指針發(fā)生偏轉B. 甲組操作時，溶液顏色變淺C. 乙組操作時，C2 作正極D. 乙組操作時，C 上發(fā)生的電極反應為 I2+ 2e=2I答案 D向右移動，有電子轉移，但電子不會沿導線通過， 所以甲組操作時，電流表（A）指針不會發(fā)生 偏轉，但由于 I 2 濃度增大，所以溶液顏色變深；向裝置HB燒杯中加入 NaOH 溶液，G 上發(fā)生： Asd 2e+2OH =As（O+ HO,電子沿導線到 O, 12+ 2e=21，所以 C2 為負極，C 為正 極。7.“ZEBRA 蓄電池的結構如圖所示，電極材料多孔 Ni/NiCI 2 和金屬鈉之間由鈉離子導

49、體制 作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤的是（）解析 裝置I中的反應，Asd+ 2I+ 2H+AsO+ I 2+ HO,當加入適量濃鹽酸時，平衡31A. 電池反應中有 NaCI 生成B. 電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C. 正極反應為 NiCI 2+ 2e =Ni+ 2CID. 鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動答案 B解析 結合蓄電池裝置圖，利用原電池原理分析相關問題。A 項，負極反應為 Na e-=N 扌，正極反應為 NiCI 2+ 2e=Ni+ 2CI，故電池反應中有 NaCI 生成；B 項，電池的總反應是金屬 鈉還原二價鎳離子；C 項，正極上 NiCI 2 發(fā)生還原反應，電極

50、反應為 NiCI 2+ 2e=Ni+ 2CI; D 項，鈉在負極失電子，被氧化生成Na+, Na+通過鈉離子導體在兩電極間移動。8. （2017 長沙市第一中學高三測試）如圖所示為水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是（ ）A. a 為電池的正極B. 電池充電反應為 LiM n2O4=Lii-xMn4+xLiC. 放電時，a 極鋰的化合價發(fā)生變化D. 放電時，溶液中 Li+從 b 向 a 遷移答案 C解析 圖示所給出的是原電池裝置。A 項，由圖示分析，金屬鋰易失電子，由原電池原理可知，含有鋰的一端為原電池的負極，即b 為負極，a 為正極，正確；B 項，電池充電時為電解池，反應式為原電池反應的逆

51、反應，正確；C 項，放電時，a 極為原電池的正極，發(fā)生還原反應的是 Mn 元素，鋰元素的化合價沒有變化，不正確；D 項，放電時為原電池，鋰離子應向正極（a 極）遷移，正確。I-+329.“神舟7號”宇宙飛船的能量部分來自太陽能電池，另外內部還配有高效的 MCP(型燃料 電池，該電池可同時供應電和水蒸氣，所用燃料為氫氣，電解質為熔融的碳酸鉀，已知該電池的總反應為 2H2+ Q=2HO，負極反應為 H+ CO 2e=COf + HO,則下列推斷中，正 確的是()A. 電池工作時，CO向負極移動B. 電池放電時，外電路電子由通氧氣的正極流向通氫氣的負極C.正極的電極反應： 4OH 4e=Of+ 2H

52、zOD. 通氧氣的電極為正極，發(fā)生氧化反應答案 A解析 A 項，電池放電時，電解質中陰離子向負極移動、陽離子向正極移動，所以CO向負極移動，正確；B 項，原電池放電時，電子從負極沿導線流向正極，即電子從通入氫氣的負 極沿導線流向通入氧氣的正極，錯誤；C 項，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子，電極反應式為 Q+ 2CO+ 4e=2C&，錯誤；D 項，燃料電池中，通入燃料的電極是 負極，通入氧化劑的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應，所以該燃料電池中，通入氫 氣的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應，錯誤。10.高鐵電池是一種新型可充電電池，電解質溶液為KOH 溶液，充放電時的總反應式為3Zn放申+ 2KzFeQ + 8H2O 充電 3Zn(OH)2+ 2Fe(OH)3+ 4KOH 下列敘述正確的是()A.放電時，負極反應式為 3Z n 6e+ 6OH =3Z n(OHB.放電時，正極區(qū)溶液的 pH 減小C. 充電時，每轉移 3 mol 電子，陽極有 1 mol Fe(OH) 3 被還原D. 充電時，電池的鋅電極接電源的正極答案 A解析 A 項，根據總方程式可知， 在放電時，負極反應為 3Zn 6e+ 6OH=3Zn(OHb,正確； B 項，放電時，正極區(qū)不斷消耗水，產生OH，所以溶液的 pH 增大，錯誤；C 項，充電