1、1第 18 讲 原电池 化学电源考纲要求 1.理解原电池的工作原理，能写出简单电极反应和电池反应方程式。2.了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的重要应用。3.了解研制新型化学电源的重要性。考点一 原电池的工作原理及应用1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。2.构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，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。3.工作原理以锌铜原电池为例(1)
2、反应原理电极名称 负极 正极电极材料 锌片 铜片电极反应 Zn2e =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)盐桥的组成和作用2盐桥中装有饱和的 KCl、KNO 3等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.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
3、金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。(4)设计制作化学电源首先将氧化还原反应分成两个半反应。根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。(1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池()(2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(3)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生()(4)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(5)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极()(6)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高()1.在如图所示的 4
4、个装置中，不能形成原电池的是_(填序号)，并指出原因_。答案 中酒精是非电解质；中未形成闭合回路。2.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：负极：_。正极：_。(3)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：不含盐桥 含盐桥答案 (1)2Fe 3 Cu= =2Fe2 Cu 23(2)Cu2e =Cu22Fe 3 2e =2Fe2(3)不含盐桥 含盐桥题组一 原电池的工作原理1.课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。
5、下列结论错误的是( )A.原电池是将化学能转化成电能的装置B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C.图中 a 极为铝条、b 极为锌片时，导线中会产生电流D.图中 a 极为锌片、b 极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片答案 D解析 D 项，a 极为负极，电子由负极(锌片)流出。2.(2015天津理综，4)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(SO )减小24C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加4D.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答案 C解析
6、A 项，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，错误；B 项，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(SO )24不变，错误；C 项，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，正确；D 项，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，错误。3.(2018盐城调研)分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )A.中 Mg 作负极，中 Fe 作负极
7、B.中 Mg 作正极，电极反应式为 6H2O6e =6OH 3H 2C.中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2D.中 Cu 作正极，电极反应式为 O22H 2O4e =4OH答案 BD解析 中 Mg 不与 NaOH 溶液反应，而 Al 能和 NaOH 溶液反应失去电子，故 Al 是负极；中 Fe 在浓硝酸中钝化，Cu 和浓 HNO3反应失去电子作负极，A、C 错；中电池总反应为2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2，负极反应式为 2Al8OH 6e =2AlO 4H 2O，二 2者相减得到正极反应式为 6H2O6e =6OH 3H 2，B 正确；中 Cu 是正极，电极反
8、应式为 O22H 2O4e =4OH ，D 正确。原电池的工作原理简图注意 电子移动方向：从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液。若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换膜移向正极。5题组二 原电池原理的应用4.(加快化学反应速率)等质量的两份锌粉 a、b，分别加入过量的稀 H2SO4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( )答案 D解析 a 中 Zn 与 CuSO4溶液反应置换出 Cu，Zn 的量减少，产生 H2的量减少，但
9、Zn、Cu 和稀 H2SO4形成原电池，加快反应速率，D 项图示符合要求。5.(比较金属活动性)有 a、b、c、d 四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a 极质量减少；b 极质量增加b 极有气体产生；c 极无变化d 极溶解；c 极有气体产生电流从 a 极流向 d 极由此可判断这四种金属的活动顺序是( )A.abcd B.bcdaC.dabc D.abdc答案 C解析 把四个实验从左到右分别编号为、，则由实验可知，a 作原电池负极，b 作原电池正极，金属活动性：ab；由实验可知，b 极有气体产生，c 极无变化，则活动性：bc；由实验可知，d 极溶解，则 d 作原电
10、池负极，c 作正极，活动性：dc；由实验可知，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：da。综上所述可知活动性：dabc。6.(金属的防护)为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有( )A.与石墨棒相连 B.与铜板相连6C.埋在潮湿、疏松的土壤中 D.与锌板相连答案 D解析 A 项，石墨棒与铁构成原电池，铁活泼，失电子作负极，被腐蚀；B 项，铜板与铁构成原电池，铁比铜活泼，失电子作负极，被腐蚀；C 项，在潮湿、疏松的土壤中，铁与土壤中的碳、水、空气构成原电池，铁失电子作负极，被腐蚀；D 项，锌板与铁构成原电池，锌比铁活泼，锌失电子作负极，锌被腐蚀，铁被保护
11、。题组三 聚焦“盐桥”原电池7.根据下图，下列判断中正确的是( )A.烧杯 a 中的溶液 pH 升高B.烧杯 b 中发生氧化反应C.烧杯 a 中发生的反应为 2H 2e =H2D.烧杯 b 中发生的反应为 2Cl 2e =Cl2答案 AB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 O2在 Fe 电极发生还原反应：O 22H 2O4e =4OH ，烧杯 a 中 c(OH )增大，溶液的 pH 升高；烧杯 b 中，Zn 发生氧化反应：Zn2e =Zn2 。8.控制适合的条件，将反应 2Fe3 2I 2Fe2 I 2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是( )
12、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，在甲中加入 FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极答案 D7解析 由图示结合原电池原理分析可知，Fe 3 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；电流计读数为零时，Fe 3 得电子速率等于 Fe2 失电子速率，反应达到平衡状态，C 正确；在甲中加入 FeCl2固体，平衡 2Fe3 2I 2Fe2 I 2向左移动，I2被还原为 I ，乙中石墨为正极，D 不正确。9.依据氧化还原反应：2Ag (aq)Cu(s)=
13、 =Cu2 (aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有 KNO3琼脂的 U 形管)。请回答下列问题：(1)电极 X 的材料是_；电解质溶液 Y 是_(填化学式)。(2)银电极为电池的_极，其电极反应为_。(3)盐桥中的 NO 移向_溶液。 3答案 (1)Cu AgNO 3 (2)正 Ag e =Ag (3)Cu(NO 3)2考点二 常见化学电源及工作原理一、一次电池：只能使用一次，不能充电复原继续使用1.碱性锌锰干电池总反应：Zn2MnO 22H 2O=2MnOOHZn(OH) 2。负极材料：Zn。电极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)2。正极材料：碳棒。电极反应：2MnO 22
14、H 2O2e =2MnOOH2OH 。2.纽扣式锌银电池总反应：ZnAg 2OH 2O=Zn(OH)22Ag。8电解质是 KOH。负极材料：Zn。电极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)2。正极材料：Ag 2O。电极反应：Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH 。3.锂电池LiSOCl 2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LiAlCl4SOCl 2。电池的总反应可表示为 8Li3SOCl 2=6LiClLi 2SO32S。(1)负极材料为_，电极反应为_。(2)正极的电极反应为_。答案 (1)锂 8Li8e =8Li(2)3SOCl28e =2SSO 6Cl 23二
15、、二次电池：放电后能充电复原继续使用1.铅蓄电池总反应：Pb(s)PbO 2(s)2H 2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H 2O(l)(1)放电时原电池负极反应：Pb(s)SO (aq)2e =PbSO4(s)；24正极反应：PbO 2(s)4H (aq)SO (aq)2e =PbSO4(s)2H 2O(l)。24(2)充电时电解池阴极反应：PbSO 4(s)2e =Pb(s)SO (aq)；24阳极反应：PbSO 4(s)2H 2O(l)2e =PbO2(s)4H (aq)SO (aq)。242.图解二次电池的充放电93.二次电池的充放电规律(1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢
16、复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。(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；同一电极周围的溶液，充电与放电时 pH 的变化趋势也恰好相反。三、 “高效、环境友好”的燃料电池1.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。种类 酸性 碱性负极反应式 2H24e =4H 2H24OH 4e =4H2O正极反应式 O24e 4H =2H2O O22H 2O4e =4OH电池总反应式 2H2O 2=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2.解答燃料电池题目的
17、思维模型3.解答燃料电池题目的几个关键点(1)要注意介质是什么？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，通入正极的物质为氧气。(3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。(1)太阳能电池不属于原电池()(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池()(3)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中 MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能()(6)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，放电过程中，H 从正极区向负极区迁移()10
18、(7)铅蓄电池工作时，当电路中转移 0.1mol 电子时，负极增重 4.8g()题组一 根据图示理解化学电源1.普通锌锰干电池的简图如图所示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为 Zn2NH 2MnO 2=Zn(NH3)22 Mn 2O3H 2O。下列关于锌锰干电池的说法中 4正确的是( )A.当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B.电池负极反应式为 2MnO22NH 2e =Mn2O32NH 3H
19、2O 4C.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 3.25g答案 CD解析 普 通 锌 锰 干 电 池 是 一 次 电 池 ， 不 能 充 电 复 原 ， A 项 错 误 ； 根 据 原 电 池 工 作 原 理 ， 负 极 失电 子 ， B 项 错 误 ； 由 负 极 的 电 极 反 应 式 可 知 ， 每 通 过 0.1 mol 电 子 ， 消 耗 锌 的 质 量 是 65 gmol 1 3.25g，D 项正确。0.1mol22.LiFeS 2电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电时的反应为 4Li
20、FeS 2=Fe2Li 2S。下列说法正确的是( )A.Li 为电池的正极B.电池工作时，Li 向负极移动C.正极的电极反应式为 FeS24e =Fe2S 2D.将熔融的 LiCF3SO3改为 LiCl 的水溶液，电池性能更好答案 C11解析 A 项 ， 由 发 生 氧 化 反 应 ， 可 知 Li 为 电 池 负 极 ； B 项 ， 电 池 工 作 时 ， 阳 离 子Li0 Li2S 1 (Li )移 向 正 极 ； D 项 ， 由 于 2Li 2H2O=2LiOH H2 ， 故 不 能 用 LiCl 的 水 溶 液 作 为 电 解 质溶 液 。3.下图为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作
21、温度为 320左右，电池的反应式为2Na xS=Na2Sx，正极的电极反应式为_。M(由 Na2O 和 Al2O3制得)的两个作用是_。答案 xS2e =S (或 2Na xS2e =Na2Sx) 导电和隔离钠与硫2x题组二 可充电电池4.(二次电池的理解与应用)镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H 2O Cd(OH)22Ni(OH) 2，有关该电池的说法正确的是( )A.充电时阳极反应：Ni(OH) 2OH e =NiOOHH 2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱
22、性不变D.放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动答案 A解析 放电时 Cd 的化合价升高，Cd 作负极，Ni 的化合价降低，NiOOH 作正极，则充电时Cd(OH)2作阴极，Ni(OH) 2作阳极，电极反应式为 Ni(OH)2OH e =NiOOHH 2O，A 项正确 ； 充 电 过 程 是 电 能 转 化 为 化 学 能 的 过 程 ， B 项 错 误 ； 放 电 时 负 极 电 极 反 应 式 为Cd 2OH 2e =Cd(OH)2，Cd 电极周围 OH 的浓度减小，C 项错误；放电时 OH 向负极移动，D 项错误。5.(2016四 川 理 综 ， 5)某 电 动 汽 车 配 载 一 种
23、可 充 放 电 的 锂 离 子 电 池 ， 放 电 时 电 池 总 反 应为 Li1 xCoO2Li xC6=LiCoO2C 6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )A.放电时，Li 在电解质中由负极向正极迁移B.放电时，负极的电极反应式为 LixC6 xe =xLi C 6C.充电时，若转移 1mole ，石墨(C 6)电极将增重 7xgD.充电时，阳极的电极反应式为 LiCoO2 xe =Li1 xCoO2 xLi答案 C解析 放电时，负极反应为 LixC6 xe =xLi C 6，正极反应为12Li1 xCoO2 xe xLi =LiCoO2，A、B 正确；充电时，阴极反应为xL
24、i C 6 xe =LixC6，转移 1mole 时，石墨 C6电极将增重 7g，C 项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCoO 2 xe =Li1 xCoO2 xLi ，D 项正确。6.一种突破传统电池设计理念的镁锑液态金属储能电池工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后，可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是( )A.放电时，Mg(液)层的质量减小B.放电时正极反应为：Mg 2 2e =MgC.该电池充电时，MgSb(液)层发生还原反应D.该电池充电时，Cl 向中层和下层分界面处移动答案 C解
25、析 A 项，放电时，负极 Mg 失电子生成镁离子，则 Mg(液)层的质量减小，正确；B 项，正极镁离子得电子得到 Mg，则放电时正极反应为：Mg 2 2e =Mg，正确；C 项，该电池充电时，MgSb(液)层为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，错误；D 项，该电池充电时，阴离子向阳极移动，即 Cl 向中层和下层分界面处移动，正确。题组三 燃料电池7.某种熔融碳酸盐燃料电池以 Li2CO3、K 2CO3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.CO 向正极移动23C.此电池在常温下也能工作D.正极的电极反应式为 O22CO 24e
26、 =2CO23答案 D解析 电极反应式如下：负极：CH 48e 4CO =5CO22H 2O23正极：2O 28e 4CO 2=4CO23根据图示中电子的移向，可以判断 a 处通入甲烷，b 处通入空气，CO 应移向负极，由于23电解质是熔融盐，因此此电池在常温下不能工作。138.(2018苏州联考)科学家设计出质子膜 H2S 燃料电池，实现了利用 H2S 废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜 H2S 燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法错误的是( )A.电极 a 为电池的负极B.电极 b 上发生的电极反应：O 24H 4e =2H2OC.电路中每通过 4mol 电子，在正极消耗 44.8L
27、H2SD.每 17gH2S 参与反应，有 1molH 经质子膜进入正极区答案 C解析 根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极 b 为正极，电极 a 为负极，A 项正确；电极 b 为正极，氧气得电子生成水，B 项正确；从装置图可以看出，电池总反应为 2H2SO 2=S22H 2O，电路中每通过 4mol 电子，正极应该消耗 1molO2，负极应该有 2molH2S 反应，但是题目中没有给定标准状况下，所以不一定是44.8L，故 C 错误；17gH 2S 即 0.5molH2S，每 0.5molH2S 参与反应会消耗 0.25molO2，根据正极反应式 O2
28、4H 4e =2H2O，可知有 1molH 经质子膜进入正极区，故 D 正确。9.锌空气燃料电池可作电动车的动力电源，电解质溶液为 KOH 溶液，反应为2ZnO 22H 2O4OH =2Zn(OH) 。下列说法正确的是( )24A.放电时，电解质溶液中 K 移向正极B.放电时，电解质溶液的 pH 不变C.充电时，阴极的反应为 Zn(OH) 2e =Zn4OH 24D.充电时，当有 4.48L 氧气(标准状况下)释放出来时，则析出固体 Zn 为 13g答案 AC解析 放 电 时 ， 为 原 电 池 ， 溶 液 中 阳 离 子 向 正 极 移 动 ， 即 K 向 正 极 移 动 ， 故 A 正 确
29、 ； 放 电 时 ，消 耗 氢 氧 根 离 子 ， 碱 性 减 弱 ， pH 减 小 ， 故 B 错 误 ； 充 电 时 ， 阴 极 上 发 生 得 电 子 的 还 原 反 应 ，则 阴 极 反 应 为 Zn(OH) 2e =Zn 4OH ， 故 C 正 确 ； 产 生 1 mol 氧 气 ， 转 移 电 子 为 4 24mol， 充 电 时 ， 当 有 4.48 L 氧 气 (标 准 状 况 下 )释 放 出 来 时 ， 转 移 电 子 的 物 质 的 量 为40.8mol，根据 Zn2e ，则析出固体4.48 L22.4 Lmol 1Zn： 65gmol1 26g，故 D 错误。0.8mo
30、l2141.(2015江苏，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )A.反应 CH4H 2O 3H2CO，每消耗 1molCH4转移 12mol 电子= = = = =催 化 剂 B.电极 A 上 H2参与的电极反应为：H 22OH 2e =2H2OC.电池工作时，CO 向电极 B 移动23D.电极 B 上发生的电极反应为 O22CO 24e =2CO23答案 D解析 A 项， H4 O，则该反应中每消耗 1molCH4转移 6mol 电子，错误；B 项，该电C 4 C 2 池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以 A 电极即负极上 H2参与的电极反应为H22e C
31、O =CO2H 2O，错误；C 项，原电池工作时，阴离子移向负极，而 B 极是正极，23错误；D 项，B 电极即正极上 O2参与的电极反应为 O24e 2CO 2=2CO ，正确。232.(2013江苏，9)MgH 2O2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，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是( )A.Mg 电极是该电池的正极B.H2O2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 Cl 向正极移动答案 C解析 MgH 2O2电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg2e =Mg2 ，H 2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H 2O2
32、2e =2OH (由于电解质为弱碱性溶液，则生成 OH )，A、 B 项 错 误 ， C 项 正 确 ； 由 于 负 极 阳 离 子 (Mg2 )增 多 ， 则 Cl 向 负 极 移 动 平 衡 电 荷 ， D 项 错 误 。153.(2013江苏，1)燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是( )A.甲醇 B.天然气 C.液化石油气 D.氢气答案 D解析 甲醇、天然气(CH 4)、液化石油气(气态烃)燃烧均生成 CO2和 H2O，CO 2会造成温室效应，氢气燃烧只生成 H2O，因此最环保的是氢气，D 项正确。4.2012江苏，20(3)
33、铝电池性能优越，AlAgO 电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_。答案 2Al3AgO2NaOH= =2NaAlO23AgH 2O解析 由铝电池原理图可知，Al 作负极，AgO/Ag 作正极，电池反应式为2Al3AgO2NaOH= =2NaAlO23AgH 2O。A 组一、不定项选择题1.在超市里经常会看到一种外壳为纸层包装的电池，印有如图所示的文字。下列有关说法错误的是( )A.该电池是一次电池B.该电池工作时，电子由负极通过外电路流入正极C.该电池含有的金属元素中毒性最大的是 HgD.该电池工作时，外电路中每通过 0.2mol 电子，锌的质量理论上减少 3.2
34、5g答案 D解析 电池工作时，锌失去电子，电极反应式为 Zn2e =Zn2 ，所以外电路中每通过160.2mol 电子，锌的质量理论上应减少 6.5g，所以 D 项错误。2.(2019常州一中高三考试)下列有关电化学的说法正确的是( )A.铜的金属活泼性比铁弱，可在海轮外壳上镶入若干铜块以减缓铁腐蚀B.原电池中，一定由活泼性强的金属作负极，发生氧化反应C.原电池放电时的负极和电解池充电时的阴极均发生氧化反应D.可充电电池充电时，负极与电源负极相连，正极与电源正极相连答案 D解析 A 项，作原电池负极的金属加速被腐蚀，作原电池正极的金属被保护，铁、铜和海水构成的原电池中，铁易失电子作负极，所以加
35、速被腐蚀，错误；B 项，原电池中，一般由活泼性强的金属作负极，发生氧化反应，但铝|氢氧化钠|镁原电池，则是由不活泼的铝为负极，错误；C 项，原电池放电时的负极和充电时的阳极均发生失电子的氧化反应，错误。3.(2019溧水高级中学高三学情调研)锌空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时 Zn 转化为 ZnO。该电池工作时下列说法正确的是( )A.氧气在石墨电极上发生氧化反应B.该电池的负极反应为 ZnH 2O2e =ZnO2H C.该电池放电时 OH 向石墨电极移动D.该电池充电时应将 Zn 电极与电源负极相连答案 D解析 A 项，氧气得电子发生还原反应，错误；B 项，锌作
36、负极，碱性条件下，负极上电极反应式为：Zn2OH 2e =ZnOH 2O，错误；C 项，原电池工作时，溶液中的阴离子向负极移动，即 OH 向 Zn 极移动，错误；D 项，充电时，电源的负极与外接电源的负极相连，即该电池充电时应将 Zn 电极与电源负极相连，正确。4.某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr 2O Fe 3 ，设计了盐桥式的原电池，如27图所示。盐桥中装有琼脂与饱和 K2SO4溶液。下列叙述中正确的是( )A.甲烧杯的溶液中发生氧化反应B.乙烧杯中发生的电极反应为 2Cr3 7H 2O6e =Cr2O 14H 2717C.外电路的电流方向为从 b 到 aD.电池工作时，盐桥中的
37、 SO 移向乙烧杯24答案 AC解析 A 项，甲烧杯中发生的反应为 Fe2 e =Fe3 ，为氧化反应，正确；B 项，乙烧杯中发生还原反应，得到电子，错误；C 项，a 极为负极，b 极为正极，外电路的电流由ba，正确；D 项，SO 向负极移动，即移向甲烧杯，错误。245.(2018锦州一模)肼(N 2H4)暴露在空气中容易爆炸，但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是( )A.电池工作时，正极附近的 pH 降低B.当消耗 1molO2时，有 2molNa 由甲槽向乙槽迁移C.负极反应式为 4OH N 2H44e
38、=N24H 2OD.若去掉阳离子交换膜，电池也能正常工作答案 C解析 电池工作时，O 2在正极发生还原反应：O 22H 2O4e =4OH ，由于生成 OH ，溶液的 pH 增大，A 错误；当消耗 1molO2时，电路中转移 4mol 电子，生成 4molOH ，为保持溶液呈电中性，应有 4molNa 由甲槽向乙槽迁移，B 错误；N 2H4在负极上失电子发生氧化反应，则负极反应式为 4OH N 2H44e =N24H 2O，C 正确；若去掉阳离子交换膜，正极产生的 OH 直接向负极移动，不能产生稳定的电流，D 错误。6.(2019济南质检)如图为以 Pt 为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，
39、稀 H2SO4为电解质溶液。下列有关说法不正确的是( )A.a 极为负极，电子由 a 极经外电路流向 b 极B.a 极的电极反应式：H 22e =2HC.电池工作一段时间后，装置中 c(H2SO4)增大18D.若将 H2改为 CH4，消耗等物质的量的 CH4时，O 2的用量增多答案 C解析 a 极通入的 H2发生氧化反应，为负极，电子由 a 极经外电路流向 b 极，以稀 H2SO4为电解质溶液时，负极的 H2被氧化为 H ，总反应为 2H2O 2=2H2O，电池工作一段时间后，装置中 c(H2SO4)减小，则 C 项错误；根据电池总反应：2H2O 2=2H2O，CH 42O 2=CO22H 2
40、O，可知消耗等物质的量的 H2和 CH4，CH 4消耗 O2较多。7.可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg2MnF 3=2MnF2MgF 2。下列有关说法不正确的是( )A.镁为正极材料B.正极的电极反应式为 MnF3e =MnF2F C.电子从镁极流出，经电解质流向正极D.每生成 1molMnF2时转移 1mol 电子答案 AC解析 由电池反应知，镁作还原剂，发生氧化反应，镁极为负极，A 项符合题意；电池反应中，三氟化锰发生还原反应，B 项不符合题意；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C 项符合题意；锰元素由3 价降至2 价，D 项不符合题意。二、非选
41、择题8.(1)锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移进入 MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：外电路的电流方向是由_(填“a”或“b” ，下同)极流向_极。电池的正极反应式为_。(2)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：19该电池中外电路电子的流动方向为_(填“从 A 到 B”或“从 B 到 A”)。工作结束后，B 电极室溶液的 pH 与工作前相比将_(填“增大” “减小”或“不变” ，溶液体积变化忽略
42、不计)。A 电极附近甲醇发生的电极反应为_。答案 (1)b a MnO 2e Li =LiMnO2(2)从 A 到 B 不变 CH 3OHH 2O6e =6H CO 2解析 (1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知 Li 作负极，MnO 2作正极，所以电子流向是 ab，电流方向则是 ba。根据题给信息“电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通 过 电 解 质 迁 移 进 入 MnO2晶 格 中 ， 生 成 LiMnO2”， 所 以 正 极 的 电 极 反 应 式 为MnO2 e Li =LiMnO2。(2)甲醇失去电子，作为电池的负极，所以该电池外电路电子的流动方向为从 A 到 B
43、。B电极上 O2得电子消耗 H ，同时溶液中的 H 移向 B 电极室，所以 B 电极室溶液的 pH 与工作前相比未发生变化。CH 3OH 失电子，生成 CO2和 H ，根据化合价变化和元素守恒配平方程式即可得电极反应式：CH 3OHH 2O6e =6H CO 2。B 组一、不定项选择题1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重大贡献，下列有关电池的叙述正确的是( )A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氧气在正极被还原D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅答案 C解析 A 项，在锌锰干电池中，
44、正极是碳棒，该电极上二氧化锰发生得电子的还原反应，该电极质量不会减少，错误；B 项，氢氧燃料电池属于原电池的一种，是将化学能转化为电能的装置，不能将热能直接转变为电能，错误；C 项，氢氧燃料电池中，燃料作负极，发生失20电子的氧化反应，氧气在正极被还原，正确；D 项，太阳能电池的主要材料是半导体单质硅，不是二氧化硅，错误。2.有关如图所示原电池的叙述不正确的是( )A.电子沿导线由 Ag 片流向 Cu 片B.正极的电极反应是：Ag e =AgC.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(NO3)2溶液答案 AD解析 该 装 置 是 原 电 池 装 置 ，
45、 实 质 上 发 生 的 是 Cu 与 硝 酸 银 的 反 应 ， 所 以 Cu 失 去 电 子 ， 发 生氧 化 反 应 ， 则 Cu 是 负 极 ， Ag 是 正 极 ， 电 子 从 负 极 流 向 正 极 ， A 错 误 ； 正 极 是 Ag 发 生 还 原 反应 ， 得到电子生成 Ag，B 正确；根据以上分析，Cu 片上发生氧化反应，Ag 片上发生还原反应，C 正 确 ； 原 电 池 中 ， 阳 离 子 向 正 极 移 动 ， 所 以 盐 桥 中 的 阳 离 子 移 向 AgNO3溶 液 ， D 错 误 。3.(2019青岛调研)科学美国人评出的 2016 年十大创新技术之一是碳呼吸电池，电池原理如图所示，则下列有关说法正确的是(
