1、第一節原電池、原電池1 原電池定義：將化學能轉變為電能的裝置。2. 實質：將氧化還原反應的電子轉移變成電子的定向移動。即將化學能轉化成電能。_3. 簡單原電池的構成條件：活潑性不同的兩個電極， 電解質溶液，形成閉合回路， 能自發進行的氧化還原 反應。二、原電池的工作原理工作原理：利用氧化還原反應在不同區域內進行，以適當方式連接起來，獲得電流。 以銅鋅原電池為例1. 在ZnS04溶液中，鋅片逐漸溶解，即Zn被氧化，鋅原子失電子，形成Zn2+進入溶液，從鋅片上釋放的電子，經過導線流向銅片;_CuS04溶液中，Cu2+從銅片上得電子，還原成為金屬銅并沉積在銅片上。鋅為負極，發生氧化反應，電極反應式為

2、Zn 2e_=z n2+ ;銅為正極？發生還原反應，電極反應式為Cu2+ + 2e =Cu。總反應式為Zn + Cu2 =Zn2 + Cu,反應是自發進行的。2. 閉合回路的構成：外電路：電子從負極到正極，電流從正極到負極,CuS04溶液。內電路：溶液中的陰離子移向Zn SO4溶液，陽離子移向三、原電池正負極判斷的方法祐潑金風電極材料-軌化反應-電極反應-還原反應正IfiMb電子流出-電了謊向-電子流入-電槪現彖-、較石祜潑金 j屬或非金屈電戰堆乘 或質蜀不變不斯渚解小陰離子 移向-離了移向一陽離子列物質懸守tit兩式加驗總式特別提醒應用此要點，須注意:原電池的電極類型不僅跟電極材料有關，還與

3、電解質溶液的性質有關。 如鎂一鋁電極在 稀硫酸中構成原電池，鎂為負極，鋁為正極，但若以氫氧化鈉為電解質溶液，則鋁為負極, 鎂為正極。四電極反應式的書寫方法按照處極發生氣化反應.正極發生還原反應*電極反應產物標出得失電子的數電極產物在電質溶液中應能穩定ff在如 堿性溶液中t誡的H 應結合0H 生成水 電極反應式要遵守電荷守tE I、質V-守恒和得 失電了守桓零注意配平n兩電極反應式相加與總反應式對照絵證五原電池原理的應用1 依據原電池原理比較金屬活動性強弱2. 根據原電池原理，把各種氧化還原反應設計成電池(1) 電解質溶液的選擇電解質是使負極放電的物質。因此電解質溶液一般要能夠與負極發生反應。或

4、者電解質溶液中溶解的其他物質能與負極發生反應(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質溶液選擇與電極材料相同的陽離 子。如，在銅一鋅一硫酸構成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2+的電解質溶液中，而正極銅浸泡在含有 Cu2+的溶液中。(2) 電極材料的選擇在原電池中，選擇還原性較強的物質作為負極；氧化性較強的物質作為正極。并且，原 電池的電極必須導電。電池中的負極必須能夠與電解質溶液反應，容易失去電子，因此負極一般是活潑的金屬材料(也可以是還原性較強的非金屬材料如H2、CH4等)。正極和負極之間產生的電勢差是電子(陰、陽離子)移動的動力

5、。六鹽橋(1) 雙液的作用：避免非電化學反應發生。(2) 鹽橋的作用：中和過剩的電荷，使溶液保持電中性，反應可以繼續進行。(3)鹽橋中通常裝有含瓊膠的 KCI飽和溶液。當其存在時，隨著反應的進行,Zn棒中的Zn原子失去電子成為 Zn2+進入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn2+過多，帶正電荷。Cu2 +獲得電子 沉積為Cu,溶液中cu2+過少，S04過多，溶液帶負電荷。當溶液不能保持電中性時，將阻 止放電作用的繼續進行。 鹽橋的存在就避免了這種情況的發生，其中Cl_向ZnSO4溶液遷移，K +向CuSO4溶液遷移，分別中和過剩的電荷，使溶液保持電中性，反應可以繼續進行。七例題CuSO,酒精ZnSO

6、4CuSOaABCD答案 D解析 判斷一個裝置能否構成原電池，要看是否符合原電池的構成條件：電極材料(活動性不同的金屬、金屬與非金屬、金屬與金屬氧化物);電解質溶液；構成閉合回路；能自發進行的氧化還原反應。 A裝置：由于兩個電極是同種金屬，不能形成原電池；B裝置：酒精不是電解質溶液， 不能構成原電池；C裝置：沒有形成閉合回路， 不能形成原電池； D裝置：符合原電池構成的條件，能形成原電池。2將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是( )碎闌鋅刪rj寸-/邯班魅、二丄F-b SK WA .兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B 甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C.兩燒杯中溶

7、液的 pH均增大D .產生氣泡的速率甲比乙慢答案 C解析因乙杯中鋅片和銅片沒有接觸， 故不能構成原電池，A、B皆錯；因甲燒杯中Zn、 Cu用導線連接后構成原電池， 加快了 Zn的溶解，故D錯；又因兩杯中的Zn都能與稀H2SO4 反應產生H2而消耗H + ,故C正確。3. 把A、B、C、D四塊金屬泡在稀 H2SO4中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。A、B相連時，A為負極；C、D相連時，D上有氣泡逸出；A、C相連時，A極減輕；B、 D相連時，B為正極。則四種金屬的活動性順序由大到小排列為（）A. ABCDB . ACBDC. ACDBD. BDCA答案 C解析 金屬組成原電池，相對活潑的金屬失

8、去電子作負極，相對不活潑的金屬作正極。負極被氧化，質量減輕，正極發生還原反應，有物質析出，由題意得活動性AB、AC、CD、DB，故正確答案為 C。4 一種新型燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，則有關此電池推斷正確的是（）A .通入乙烷的電極為正極B .參加反應的乙烷與氧氣的物質的量之比為7 : 2C.放電一段時間后， KOH的物質的量濃度減少2 +D .負極反應式為 C2H6+ 6H2O 14e =2CO3 + 18H答案 C解析 乙烷燃燒的化學方程式為 2C2H6 + 7。24CO2+ 6H2O ,在該反應中氧氣得電子，乙烷失電子，因此通入氧氣的電極

9、為正極，而通入乙烷的電極為負極，故A答案錯誤；反應中參加反應的乙烷與氧氣的物質的量之比應為2 : 7,故B答案錯誤；考慮到該電池是以KOH為電解質溶液的，生成的 CO2會和KOH反應轉化成K2CO3,反應中消耗KOH , KOH 的物質的量濃度減少，故 C答案正確；由于該電池是以 KOH溶液為電解液的，D答案中負 極生成的H +顯然在溶液中是不能存在的，故D答案錯誤。考慮到電解質溶液的影響，此時該電池的總反應式應為 2C2H6+ 8KOH + 7O2 4K2CO3+ IOH2O，正極反應式為 14H2O + 7O2+ 28e =28OH （正極氧氣得電子，理論上形成O2 -,但該粒子在水中不穩

10、定，必須以OH-形式存在），負極反應式可用總反應式減去正極反應式得到：2C2H6+ 36OH 28e2=4CO3 + 24H2O。5將兩份過量的鋅粉 a、b分別加入定量的稀硫酸， 同時向a中加入少量的CuSO4溶液， 產生H2的體積V（L）與時間t（min）的關系正確的是（）解析：選B 加入CUSO4溶液，Zn置換出Cu，形成原電池，加快反應速率，由于H2SO4 定量，產生H2的體積一樣多6.已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質溶液：CuCl2溶液、Fe2（SO4）3液、硫酸。按要求回答下列問題：(1) 電工操作上規定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用。請說明原因(2) 若電極材料

11、選銅和石墨，電解質溶液選硫酸鐵溶液，外加導線，能否構成原電池？。若能，請寫出電極反應式，負極： ，正極：。(若不能，后兩空不填 )(3) 設計一種以鐵和稀硫酸反應為原理的原電池，要求畫出裝置圖(需標明電極材料及電池的正、負極)。答案(1)二者連接在一起時，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而被腐蝕2+3 +2+(2) 能 Cu 2e =Cu 2Fe + 2e =2Fe解析(1)當Cu、Al導線連接時，接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而被腐蝕。(2) 因為FeCb能與Cu發生反應：2FeCb + Cu=2FeCa+ CuCR,因此根據給出的條件可以設計成原電池，其負極為Cu,反應為Cu 2e=Cu2

12、+,正極為石墨，電極反應式為322Fe + + 2e =2Fe +。(3) 因為總反應式為 Fe+ H2SO4=FeSO4+出f，所以負極為Fe,正極可為Cu、Ag或 石墨，電解質為稀硫酸，即可畫出裝置圖。【學生練習】1.控制適合的條件，將反應2Fe3+ + 21 =2Fe2 + + b設計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()鹽橋棗嫩屯流計/?-Z-jKI落液甲乙A 反應開始時，乙中石墨電極上發生氧化反應B .反應開始時，甲中石墨電極上的Fe3+被還原C.電流計讀數為零時，反應達到化學平衡狀態D 電流計讀數為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極答案 D解析 由反應2Fe

13、3 + + 2I-=2Fe2 + + I2可知，反應開始時，甲中Fe3 +發生還原反應，乙中I發生氧化反應；當電流計讀數為零時，則反應達到了平衡狀態，此時在甲中溶入FeCl2固體，平衡向逆反應方向移動，乙中I2發生還原反應，則乙中石墨電極為正極；故選 D。2以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。關于該電池的敘述正確的是()Hl電胖質子交換膜A 該電池能夠在高溫下工作_+B. 電池的負極反應式為 C6H12O6 + 6H2O 24e=6CO2 f + 24H +C. 放電過程中，H*從正極區向負極區遷移22 4D. 在電池反應中，每消耗 1 mol氧氣，理論上能生成標準狀況下CO2氣

14、體一廠L 答案 B解析 由葡萄糖微生物燃料電池結構示意圖可知，此燃料電池是以葡萄糖為燃料，以氧氣為氧化劑，以質子交換膜為隔膜，以惰性材料為電極的一種燃料電池。由于是微生物電池，而微生物的 生存溫度有一定的范圍，所以高溫下微生物不一定能夠生存，A錯誤；放電時，負極：C6H12O6被微生物分解成CO2、H +和電子，電極反應式：C6H12O6+ 6H2O 24e=6CO2 T + 24H + , B正確；負極產生的 H +透過質子交換膜進入正極室，C錯誤；負極產生的電子沿外電路從負極流向正極，在正極室與H+和氧氣發生反應生成水。總反應方程式為C6H12O6 + 6O2=6CO2+ 6H2O，由總反

15、應方程式可知：每消耗 1 mol氧氣，理論上可以 生成標準狀況下 CO2氣體22.4 L , D錯誤。3. 某探究活動小組想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，有甲、乙兩位同學均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學將電極放入6 mol _1的稀H2SO4中，乙同學將電極放入 61mol L 的NaOH溶液中，如圖所示。(2) 2AI + 80H 6e =2AI0 2 + 4出0 6H2O+ 6e =60H + 3出 f2AI + 20H + 2H2O=2AIO 2 + 3H? f(3) Mg Al (4)AD(5)不可靠將兩種金屬電極連上電流表而構成原電池，利用電流表檢測電流的方向，從而判斷電子的流

16、動方向，再來確定原電池的正、負極解析 (1)甲池中電池總反應方程式為Mg + H2S04=MgS04+ H2 f. Mg作負極，電極2反應式為 Mg 2e =Mg +, Al作正極，電極反應式為 2H + + 2e =H2 f (2) 乙池中電池總反應方程式為2AI + 2Na0H + 2H20=2NaAI0 2+ 3出匸，負極上為 AI3被氧化生成 AI +后與 0H -反應生成 AI0 ，電極反應式為 2AI 6e-+ 80H =2AI0 +4H20;正極產物為 H2,電極反應式為 6出0 + 6e_ =60H + 3H2 f (3) 甲池中Mg為負極，AI為正極；乙池中 AI為負極，Mg

17、為正極，若根據負極材料金屬比正極活潑，則甲判斷Mg活動性強，乙判斷 AI活動性強。(4) 選AD Mg的金屬活動性一定比 AI強，金屬活動性順序表是正確的，應用廣泛。(5) 判斷正、負極可根據回路中電流方向或電子流向等進行判斷，直接利用金屬活動性 順序表判斷原電池的正、負極是不可靠的。4. (1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，兩電極間連接一個電流計。 鋅片上發生的電極反應： ; 銀片上發生的電極反應： 若該電池中兩電極的總質量為60 g, 工作一段時間后，取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重，總質量為47 g,試計算： 產生氫氣的體積(標準狀況)； 通過導線的電量。(已知NA = 6.02 x

18、1023 moI 1,電子電量為1.60x 1019C) 答案 (1)Z n 2e =Z n2+ 2H* + 2e =H2 f(2) 4.5 L 3.8X 104 C解析(1)鋅片、銀片與稀硫酸構成原電池鋅片為負極，發生氧化反應：Zn 2e =Z n2+銀片為正極，發生還原反應：2H + 2e- =H2 f(2)鋅片與銀片減少的質量等于生成氫氣所消耗的鋅的質量，設產生的氫氣體積為x Zn+ 2H + =Z n2+ + H?f65 g22.4 L60 g 47 g = 13 g xx= 13 gx 22.4 L 65 g = 4.5 L反應消耗的鋅為：13 g -65 g mol1 = 0.20

19、 mol1 mol Zn 變為 Zn2+時，轉移 2 mol e-,則通過的電量為：0.20 mol x 2x 6.02 x 1023 mol1x 1.6x 1019 c = 3.8x 104C化學電源新型電池堿性鋅錳電池鋅銀電池電池結構負極：Zn負極：Zn正極：MnO 2電解質溶液：KOH溶液正極：Ag2O電解質溶液：KOH溶液電極 反應正極2Mn O2+ 2e + 2出0=2 MnOOH + 2OH Ag 2O+ 2e + H2O=2Ag + 2OH 負極Zn 2e + 2OH =Zn(OH) 2Zn + 2OH 2e =zn(OH) 2總反應式Zn + 2Mn O 2+ 2出0=2皿 n

20、OOH+ Zn(OH) 2Zn + Ag 2O+ H2O=Zn(OH) 2+ 2Ag鉛蓄電池氫氧燃料電池電池結構負極：Pb正極：PbO2 電解質溶液：H2SO4溶液負極：出 正極：。2電解質：酸性電解質電極 反應正極PbO2(s) + SOt (aq) + 4H + (aq) + 2e =PbSO4(s)+ 2H2O(l)O2 + 4H 十 + 4e =2H2O負極Pb(s) + SO4 (aq) 2e =PbSO4(s)2H2 4e =4H總反應式Pb(s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+ 2H2O(l)2H2+ O2=2H2O普通鋅錳電池干電池用鋅制筒形外殼

21、作負極， 位于中央的頂蓋上有銅帽的石墨棒作正極，在石墨棒的周圍由內向外依次是 A :二氧化錳粉末(黑色)用于吸收在正極上生成的氫氣 (以防止產生 極化現象)；B :用飽和氯化銨和氯化鋅的淀粉糊作為電解質溶液。電極反應式為：負極(鋅筒)：Zn 2e=zn2 +正極(石墨):2NH； + 2e =2NH3+ 出匸H2+ 2Mn O 2=Mn 2O3+ H2O總反應式為 Zn + 2NH2+ 2MnO?=Zn2*+ 2NH3+ Mn2O3土H2O。鋰電池鋰電池是負極為 Li的電池(正極可以是 MnO2、CuO、FeS?等)，鋰電池是一種微型電池， 它是用金屬鋰作負極，石墨作正極，電解質溶液由四氯化鋁

22、鋰(LiAlCl 4)溶解在亞硫酰氯(SOC12)中組成。電極反應式如下：負極：8Li 8e =8Li 十；正極：3SOC12+ 8e =SO3 + 2S J + 6CI ;電池總反應式為：8Li + 3SOCl2=6LiCl + U2SO3+ 2SJ。鋰電池是一種高能電池，它具有比能量高、電壓高、工作溫度寬和可儲存時間長等優點， 因而已用于電腦、照相機、手表、心臟起搏器上，以及作為火箭、導彈等的動力電源。堿性蓄電池這類電池的壽命一般比鉛蓄電池長很多，且攜帶很方便。放申Ni Cd 電池：Cd + 2NiO(OH) + 2H2O2Ni(OH) 2+ Cd(OH) 2充電放申Ni Fe 電池：Fe

23、+ 2NiO(OH) + 2H2O2Ni(OH) 2+ Fe(OH)2。充電燃料電池氫氧燃料電池一種高效、低污染的新型電池，主要用于航天領域。 其電極材料一般為活化電極，具有很強的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等。電解質溶液一般為40% KOH溶液。電極反應式如下：負極：2H2 4e =4H*，正極：O2+ 4H* + 4e =2H2O,總反應式：2H2+ 2=2H2O。除了氫氧燃料電池外，甲烷、煤氣等燃料，空氣、氯氣等氧化劑也可以作為燃料電池的 原料。電解質可以呈酸性，也可以呈堿性。3.燃料電池的優點(1)能量轉化率高。燃料電池的能量轉化率超過80%，遠高于普通燃燒過程(能量轉換率僅30%多

24、)(2)污染小。如氫氧燃料電池產物為水，不污染環境。燃料電池發電站排放廢棄物少， 運行時噪音低，被稱為“綠色”發電站。典型例題例1高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩 定的放電電壓。高鐵電池的總反應為：放申3Zn+ 2K2FeO4+ 8H2O3Z n(0H)2+ 2Fe(OH)3+ 4K0H充電下列敘述不正確的是()A .放電時負極反應為：Zn 2e + 20H =Zn(OH) 2 2 B .充電時陽極反應為：Fe(0H)3 3e + 50H =FeO4 + 4出0C.放電時每轉移 3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化D .放電時正極附近溶液的

25、堿性增強答案 C解析 該電池放電時負極發生氧化反應：Zn 2e- + 2OH =Zn(OH) 2，正極發生還原反應：FeO4 + 3e- + 4H2O=Fe(OH) 3+ 5OH -,電極附近溶液堿性增強，D正確，C不正確；充電時陽極發生氧化反應：Fe(OH)3 3e + 5OH =FeO2 + 4出0, B正確。例2電瓶車所用電池一般為鉛蓄電池，這是一種典型的可充電電池，電池總反應式為：Pb+ PbO2+ 4H + + 2S。2 ，.放電 2PbSO4 + 2H?O充電L哥雷電池示意圖-則下列說法正確的是()A 放電時：負極板上發生了還原反應B .放電時：正極反應是 Pb 2e + SO4

26、=PbSO4c.充電時：鉛蓄電池的負極應與充電器電源的正極相連+D .充電時：陽極反應是 PbSO4 2e + 2H2O=PbO2+ SO4 + 4H +答案 D解析 鉛蓄電池在放電時，負極為 Pb,失去電子發生氧化反應，正極為PbO2,得到電子發生還原反應，故 A、B錯誤；鉛蓄電池在充電時，是電解池的裝置，與充電器電源正極 相連的叫陽極，即它放電時的正極，陽極失去電子轉移到充電器電源的正極，故C錯誤，D正確。故正確答案為 D。KOH例3 (1)今有2H2+ O2=2H2O反應，構成燃料電池，則負極通的應是 ，正極通的應是 ，電極反應式為 、如把 KOH改為稀 H2SO4作電解質溶液，則電極反

27、應式為 (1)和(2)的電解液不同，反應進行后，其溶液的pH各有何變化?如把H2改為甲烷、KOH作導電物質，則電極反應式為： 答案 (1)H2 02 負極：2H2+ 4OH 4e =4H2O 正極：O2+ 2H2O+ 4e =4OH 負極：2H2 4e =4H + 正極：。2 + 4H + + 4e =2缶0(1)變小，(2)變大負極：CH4+ 10OH一 8e=C03+ 7出0正極：202+ 4出0 + 8e =80H解析 根據電池反應式可知 H2在反應中被氧化，02被還原，因此H2應在負極上反應， 02應在正極上反應。又因為是堿性溶液，此時應考慮不可能有H +參加或生成，故負極反應為：2H

28、2+ 40H - 4e-=4H20，正極反應為：02+ 2出0 + 4e_ =40H -。若將導電物質換 成酸性溶液，此時應考慮不可能有0H-參加或生成，故負極：2H2 4e =4H +,正極：02+ 4H + 4e =2H20。由于前者在堿性條件下反應K0H量不變，但工作時 出0增多故溶液變稀堿性變小，pH將變小。而后者為酸溶液，H2S04不變，水增多，溶液酸性變小，故pH將變大。如把 H2改為甲烷用K0H作導電物質，根據反應 CH4 + 202=C02+ 2出0, 則負極為發生氧化反應的 CH4,正極為發生還原反應的 02,由于有K0H存在，此時不會有 C02放出。學生練習+9 +1 .鋅

29、錳干電池在放電時，總反應方程式可以表示為：Zn（s） + 2Mn 02+ 2NH 4 =Z n +/舊碳棒Mn 203（s） + 2NH3+出0，在此電池放電時正極 （碳棒）上發生反應的物質是（）NH.Cl 和 MnOzZu商A. ZnB .碳C. MnO2 和 NH；D. Zn2+ 和 NH3答案C解析Zn在負極上被氧化，剩余的物質將在正極上反應得到Mn2O3, NH3 和出0。2.固體氧化物燃料電池是由美國西屋 （Westi nghouse）公司研制開發的。它以固體氧化鋯 氧化釔為電解質，這種固體電解質在高溫下允許氧離子（02）在其間通過。該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極 a、b均不

30、參與電極反應。下列判斷正確的是 （ ）l/20i （干燥）固定電解質多扎電根bA .有02放電的a極為電池的負極B .有H2放電的b極為電池的負極C. a極對應的電極反應式為 O2+ 2H2O+ 4e =40HD .該電池的總反應方程式為2H2+。2咼溫,2H 2O答案 BD解析固體介質允許02-通過，說明為非水體系，因此a極反應不正確，這種表達是水1 2溶液中進行的反應，a極反應應該是：22 + 2e =0 , b極反應：出2e =2H +,總反1 高溫應方程式是 H2 + 2O2=H2O4. 為體現綠色奧運”、科技奧運”的理念，中國將在2008年北京奧運會時推出國-質子交換膜燃料（ ）產燃

31、料電池汽車，作為馬拉松領跑車和拍攝車，該車裝有“綠色心臟” 電池。下圖是某科技雜志登載的該電池原理示意圖。下列敘述正確的是.1hH+H-H*陽嵌A 工作時，“陽極”周圍溶液的酸性增強B 氫氣在電極上發生還原反應C.圖中標出的“陰極”實際是原電池的負極D 工作過程中，質子（H +）從“陰極”一邊透過質子交換膜移動到“陽極” 一邊與 0H - 反應生成水答案 A解析注意運用好圖示，由題意知，陽極即為原電池的負極，發生的反應為2H2-4e- =4H +,陰極為正極，反應為 O2+ 4e_ + 4H +=2H2O。5種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質是摻雜氧化釔（Y2O3） 的氧

32、化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態下能傳導02-。下列對該燃料電池說法正確的是（）A .在熔融電解質中， O2_由負極移向正極占燃B 電池的總反應是：2C4H10+ 13O2=8CO2 + 10H2OC.通入空氣的一極是正極，電極反應為：O2+ 4e- =2O2-D .通入丁烷的一極是正極，電極反應為：C4H10 + 26e + 13。2 4CO2 + 5H2O答案 C解析本題以丁烷燃料電池為載體綜合考查了原電池原理涉及的有關“電子流向、電極由原電池原理知負O2-不可能移向正極,反應式、總反應式”等的內容，側重考查學生對原電池原理的理解程度。 極失電子后經導線轉移到正極， 所以正極上富集電子，

33、根據電性關系,A錯；燃料電池不是在點燃的條件下發生的，B錯誤；原電池反應就是一個氧化還原反應，只是氧化反應和還原反應分別在兩極進行；丁烷失電子，發生氧化反應，通入丁烷的一極是負極，D錯誤；O2得電子，發生還原反應，通入空氣的一極是正極，C正確。6摩托羅拉公司開發了一種以甲醇為原料，以KOH為電解質的用于手機的可充電的高效燃料電池，充一次電可以連續使用一個月。已知該電池的總反應式為：放由2CH3OH + 3O2 + 4KOH2K2CO3+ 6H2O充電請填空：（1）放電時：負極的電極反應式為通入甲醇一端的電極是 極，電池在放電過程中溶液的pH將（填“上升”、“下降”或“不變”）。答案 （1）CH

34、 3OH - 6e- + 8OH - =Co3 -+ 6出0負下降解析（1）CH30H中C元素從2價變成+ 4價，所以CH30H是負極反應物，發生氧化 反應，反應式為CH3OH 6e-+ 80H- =C03- + 6出0,因電解質為 KOH，所以CH3OH的 氧化產物不是C02而是C。2-。（2）在上述電池反應中，甲醇被氧化，則通入甲醇的電極為負極，在放電過程中生成的C02與強堿反應消耗強堿，使溶液的pH下降。7化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。(1) 目前常用的鎳 一鎘(Ni Cd)電池，其電池總反應可以表示為：放申Cd + 2NiO(OH) + 2H2O 2Ni(0H) 2+

35、 Cd(OH) 2充電已知Ni(OH) 2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸，以下說法中正確的是()以上反應是可逆反應以上反應不是可逆反應充電時化學能轉變為電能 放電時化學能轉變為電能A .B .C.D .(2) 廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環境污染物，有資料表明一節廢鎳鎘電池可以使一平 方米面積的耕地失去使用價值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴重。這是因為(3)另一種常用的電池是鋰電池 (鋰是一種堿金屬元素，其相對原子質量為 7)。由于它的 比容量(單位質量電板材料所能轉換的電量 )特別大而廣泛應用于心臟起搏器， 一般使用時間 可長達10年。它的負極用金屬鋰制成；電池總反應可表示為：Li + M

36、nO2LiMnO 2試回答：鋰電池比容量特別大的原因是鋰電池中的電解質溶液需用非水溶劑配制，為什么這種電池不能使用電解質的水溶液？請用化學方程式表示其原因 。答案 (1)B(2)Ni(OH) 2和Cd(OH) 2能溶于酸性溶液(3)鋰的摩爾質量小2Li + 2H2O=2LiOH + H2 T解析(1)Ni Cd電池的充、放電條件不相同，因此電池的充、放電反應不屬于可逆反 應。2 2(2) Ni(OH) 2和Cd(OH) 2在酸性土壤中溶解，生成重金屬離子Ni +和Cd + ,污染土壤。(3) Li的相對原子質量小，因此單位質量的 Li比其他金屬轉換的電量大，即 Li電池的 比容量大；Li是一種

37、非常活潑的金屬， 用水配制該Li電池的電解質溶液時，Li能與H2O發 生反應 2Li + 2H2O=2LiOH + H2 f。8. 氫氧燃料電池，電極為多孔鎳，電解質溶液為30%的KOH溶液，電池總反應為 2H2+ O2=2H2O，該電池工作時，下列說法正確的是()負極質量減輕負極反應為 O2+ 2出0 + 4e_ =4OH -負極反應為2出+ 4OH -4e =4H2O 正極區pH升高，而負極區 pH降低 溶液中陰離子移向負極A .B.C.D .答案 C解析氫氧燃料電池中 H2在負極上發生氧化反應，由于是堿性條件，所以電極反應為： 2H2 4e+ 4OH =4H2O,負極區OH 濃度降低，正

38、極上 。2發生還原反應，得電子轉化 為OH-,電極反應為：O2+ 4e + 2H2O=4OH -,正極區OH-濃度增大，而且溶液中陰離 子向負極移動，故 說法正確。點撥 解題關鍵點：掌握原電池工作原理， 弄清原電池工作時， 溶液中陰離子移動的方 向與電流方向相反。易錯點：易將陰、陽離子定向移動方向同電流方向之間的關系弄混淆。9. 零排放車載燃料電池曾被美國時代雜志列為21世紀改變人類生活的十大新科技之首。為體現綠色奧運”、科技奧運”，2008年北京奧運會可能會出現中國自己生產的燃料電池汽車，作為馬拉松領跑車和電視拍攝車，預計該車裝著“綠色心臟” 質子交換膜燃料電池其工作原理如下圖，則下列敘述不

39、正確的是()A .正極反應為： 02 + 4H* + 4e =2出0B .負極反應為：2H2 4e =4HC.導電離子為質子，且在電池內部由正極定向移動至負極D .總反應式為：2H2+ O2=2H2O答案 C解析 該燃料電池為氫氧燃料電池，其總反應式為2H2+。2=2出0，該燃料電池是通過質子(H +)來傳遞電荷的，H +也分別參與了正、負電極的反應，但 H +在電池的內部應由 負極(產生H+)定向移動至正極(消耗H+), H+在整個過程中，消耗量與生成量相等。10. 2006年，科學家們發明了一種能夠給電子設備提供動力的生物燃料電池。該電池 包括兩個涂覆著酶的電極，它們處于充滿空氣和少量氫氣

40、的玻璃槽中。由于氣體可以混合從而省去了昂貴的燃料隔離膜，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A .左邊為該電池的負極B .該電池可在高溫環境下使用C.該電池負極反應為：H2 2e =2HD .該電池正極反應為：O2+ 4e =202答案 C解析 該電池右邊為負極，失電子生成H + ,左邊為正極，02+ 4e + 4H + =2H2O,該電池由于兩個電極上都涂有酶，因此不可在高溫環境下使用，因為高溫時酶會失去活性。4.鋰電池是新一代的高能電池，它以質輕、能量高而受到普遍重視。目前已經研制成功了多種鋰電池。某種鋰電池的總反應可表示為Li + MnO2=LiMn0 2。若該電池提供 5庫侖(C)

41、電荷量(其他損耗忽略不計19C)()A . 3.6X 10* 3 g答案 C)，則消耗的正極材料的質量約為(電子電荷量取 1.60 X 104327 X 10 gC. 4.52 X 10 g D . 4.52 X 10 g解析 由題中方程式可知：n(Mn0 2)= n(e),貝V m(Mn02)X 87 g/mol5 C充電中，以LiC 6表示。電池反應為 LiCoO 2+ QCoO2 + LiC 6，下列說法正確的是（）A .充電時，電池的負極反應為LiC 6 e =Li + C6B. 放電時，電池的正極反應為COO2+ LP + e =LiCoO 2C. 羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰

42、離子電池的電解質D .鋰離子電池的比能量（單位質量釋放的能量）低答案 B解析 充電時，Li被氧化，電池陽極反應為Li - e-=Li + ,故A項錯誤；由于Li為活潑金屬，可與羧酸、醇等物質反應，故C項錯誤；由于Li的摩爾質量較小，所以鋰電池的電能量應較高，故 D項錯誤。點撥本題以鋰離子電池的工作原理為考查點，意在考查同學們對原電池、電解池原理（待學）的理解程度。A項，充電時，發生電解池反應，電池負極即為電解池陰極，發生還原反應Li+ + C6+ e=LiC 6； B項，放電時發生原電池反應，電池正極發生還原反應；C項，含活潑氫的有機物作電解質易得電子；D項，鋰相對原子質量小，其密度最小，所以

43、鋰離子電池的比能量高。13. （2014全國卷II ）2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。 下列敘述錯誤的是（）卜快離A. a為電池的正極B .電池充電反應為 LiMn 2O4=Li 1-xMn2O4 + xLiC. 放電時，a極鋰的化合價發生變化D. 放電時，溶液中 Li +從b向a遷移解析：選C 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，故正確。B項，電池充電時為電解池，反應式為原電池反應的逆反應，故正確。C項，放電時，a極為原電池的正極，發生還原反應的是 Mn元素，鋰元素的化合

44、價沒有變化，故不正確。D項，放電時為原電池，鋰離子為陽離子，應向正極 （a極）遷移，故正確。14. （2015江門質檢兒iSO2電池具有輸出功率高且低溫性能好的特點，其電解質為LiBr ,放電溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，Li可在其中移動。電池總反應式為2Li + 2SO2充電 Li2S2O4。下列有關該電池的說法正確的是（）A .放電時Li*向正極移動B .該電池溶劑可用水替代C.該電池放電時，1 mol SO2參與反應，轉移 2 mol eA正確。Li能與水D 充電時，陽極發生還原反應解析：選A 在原電池內部的電解質溶液中，陽離子向正極移動,反應，不能用水作溶劑，B錯誤。根據化合價變化分析可知，

45、該電池放電時，1 mol SO2參與反應轉移1 mol e -，C錯誤。充電時陽極發生氧化反應，D錯誤。15. （2015南昌模擬）如圖是鉛蓄電池充、放電時的工作示意圖，已知 放電時電池反應為 PbO2+ Pb + 4H + + 2SO2=2PbSO4+ 2出0。下列有 關說法正確的是（）A . K與N連接時，能量由電能轉化為化學能B. K與N連接時，H +向負極區遷移C. K與M連接時，所用電源的 a極為負極D. K與M連接時，陽極附近的 pH逐漸增大解析：選C A項錯誤，K與N相接時，是原電池，由化學能轉化為電能；B項錯誤,由于形成原電池時正極消耗氫離子，所以氫離子向正極移動；C項正確，充

46、電時，二氧化鉛作為原電池的正極連接到電源的正極，所以b是正極，a是負極；D項錯誤，a極生成二氧化鉛和氫離子，pH減小。16. （2015威海模擬）瓦斯分析儀（如圖甲）工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如 圖乙所示，其中的固體電解質是Y2O3 Na2O, O2可以在其中自由移動。下列有關敘述中正確的是（）llIIIEIItll甲A 瓦斯分析儀工作時，電池內電路中電子由電極b流向電極aB .電極b是正極，O2_由電極a流向電極bC.電極a的反應式為CH4 + 4O2一8e=CO2+ 2出0D .當固體電解質中有 1 mol O 2通過時，轉移 4 mol電子解析：選C 電子不能在電池內電路流動

47、，只能在外電路中流動，A錯誤；電極b中氧氣得電子，生成 O2-，而電極a需要O2-作為反應物，故 O2-由正極（電極b）流向負極（電極a）, B錯誤；甲烷所在的電極 a為負極，電極反應為 CH4+ 4O2- 8e- =CO2 + 2H2O, C正確；1 mol O2得4 mol電子生成2 mol O2-，故當固體電解質中有 1 mol O2-通過時，轉移2 mol電子，D錯誤。17. （2014福建高考）某原電池裝置如圖所示，電池總反應為 說法正確的是（）A .正極反應為 AgCI + e =Ag + ClB .放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反

48、應隨之改變D .當電路中轉移 0.01 mol e時，交換膜左側溶液中約減少2Ag + Cl2=2AgCl。下歹U0.02 mol 離子陽離子交換脫*-;.IA工ImnlL 1解析：選D 在原電池中負極發生氧化反應，正極發生還原反應，故由總反應式可知, 負極反應為：2Ag 2e + 2Cl - =2AgCl，正極反應為：CI2+ 2e- =2Cl , A項錯誤；由 于電解質溶液中含有大量 Cl-,故放電時，Ag +在交換膜左側即與 Cl -反應生成AgCl沉淀， B項錯誤；用NaCl溶液代替鹽酸，電池總反應不變，C項錯誤；電路中轉移0.01 mol e 時， 交換膜左側溶液有 0.01 mol

49、 Cl -參與反應生成 AgCl沉淀，還有0.01 mol H +通過陽離子交換 膜進入右側溶液，故 D項正確。18. 熔融鹽燃料電池具有高的放電效率， 因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融 鹽混合物作電解質，CO為負極燃氣，空氣與 CO2的混合氣體為正極助燃氣，制得在 650C 下工作的燃料電池，完成有關的反應式：負極反應式：正極反應式：。電池的總反應式：。答案 2CO + 2CO2 一 4e =4CO2O2+ 2CO2 + 4e =2Co3 2CO + O2=2CO2解析 解本題必須弄清原電池的正、負極，同時注意審題判斷產物。原電池負極上參加反應的物質通常是還原劑，因為它要失去電子， 而原電池的正極往往是氧化劑，本題中CO2氣體參與正極上的變化，題目中已明確表示。原電池的負極，在該極上CO失去電子，該極的反應式為：2CO+ 2CO 4e =4CO2。在原電池的正極，助燃氣體