（讲练测）2017年高考化学一轮复习 专题7.2 原电池 化学电源(讲+练+测）（含解析）（打包3套）.zip

1专题 7.2 原电池 化学电源（测试时间 60 分钟，满分 100 分）姓名： 班级： 得分： 一、选择题(本题包括 10 小题，每小题 5 分，共 50 分)1． 【山东枣庄三中 2016 届 10 月月考】微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为 KOH 溶液，电极反应式为:Zn＋2OH － －2e － ===ZnO＋H 2O，Ag 2O＋H 2O＋2e － ===2Ag＋2OH － ，总反应式为:Ag2O＋Zn= ==ZnO＋2Ag 根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是 （ ）A．在使用过程中，电池负极区溶液的 pH 增大B．在使用过程中，电子由 Ag2O 经外电路流向 Zn 极C．Zn 是负极，Ag 2O 是正极D．Zn 极发生还原反应，Ag 2O 极发生氧化反应【答案】C考点：考查原电池和电解池的工作原理2． 【福建厦门双十 2016 届上期中】食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原剂、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水。下列分析不正确的是 （ ）A．“双吸剂”中的生石灰有吸水作用B．“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应C．吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极D．炭粉上发生的反应为：O 2+4e-+4H+=2H2O【答案】D2考点：考查原电池原理3． 【百强校•2016 届忻州一中等 4 校下学期第四次联考】锂—铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O＝2Cu+2Li ＋ +2OH－ ，下列说法不正确的是 （ ）A．放电时，Li ＋ 透过固体电解质向 Cu 极移动B．放电时，正极的电极反应式为 O2+2H2O+4e－ ＝4OH －C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生 Cu2OD．整个反应过程中，氧化剂为 O2【答案】B【解析】试题分析：A、因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以 Li+透过固体电解质向 Cu 极移动，A 正确；B、该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力，由方程式可知铜电极上并非是氧气直接放电，正极反应为 Cu2O+H2O+2e-＝Cu+2OH -，B 错误；C、放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li ++2OH-，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生 Cu2O，C 正确；D、由 C 项分析知：铜先与氧气反应生成 Cu2O，放电时 Cu2O 重新生成 Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，氧气为氧化剂，D 正确；但选 B。考点：本题主要是考查原电池原理4． 【百强校·2016 届潍坊一中下学期初考】近几年，我国因为汽车尾气对环境的污染日趋严重，清洁能源的燃料电池汽车逐渐进入市场，已知甲烷的燃烧热为分别为 890 KJ·mol－1 ， 某电池用甲烷作为燃料，电池中以 0．6molKOH 溶液为电解质溶液，有关这类电池的说法不正确的 （ ）3A．这类电池的正极反应与金属的吸氧腐蚀正极反应相似。B．每转移 1mol 电子则这种电池产生电能为 0．5 度电C．电池的负极反应为：CH 4+10OH-=CO32-+7H2O+8e-D．当消耗 0．4mol 燃料时，电池中的各种离子的浓度关系为：c(Na +)＞c(HCO 3-)＞c(CO 32-)＞c(OH -)＞c(H +)【答案】B考点：考查电化学原理的应用5． 【百强校·2016 届临汾一中 3 月月考】乙烷燃料电池的原理如图所示，下列说法正确的是 （ ）A．a 为负极，电极反应式为 CH3CH3一 14e- +18OH-=2CO32- +12H2OB．电子从 a 极经导线移向 b 极，再经溶液移向 a 极C．电池工作一段时间后电解质溶液的 pH 增大D．用该电池电解硫酸铜溶液(电解池的电极为惰性电极)，消耗氧气的物质的量与析出铜的物质的量之比为 2：1【答案】A【解析】4考点：考查了燃料电池的原理的相关知识。6． 【百强校·2016 届邯郸一中第六次月考】铅、二氧化铅、氟硼酸（HBF 4）电池是一种低温性能优良的电池，常用于军事和国防工业，其总反应方程式为 Pb+PbO2+4HBF4 V2O5△ 高 温 、 高 压催 化 剂 浓 硫 酸Δ 180℃催 化 剂 充 电放 电 催 化 剂Δ 放 电充 电 2Pb（BF 4） 2+2H2O 已知：HBF 4、Pb（BF 4） 2均是易溶于水的强电解质]，下列说法中不正确的是 （ ）A．放电时，溶液中的 BF4-向负极移动B．放电时，转移 1mol 电子时正极减少的质量为 119.5gC．充电时，阳极附近溶液的酸性减弱D．充电时，阴极的电极反应式为 Pb2++2e-═Pb【答案】C【解析】.试题分析：原电池的总反应为：Pb+PbO 2+4HBF4 2Pb（BF 4） 2+2H2O，故放电时负极反应为：Pb-2e -=Pb2+；正极反应：PbO 2+2e-+4H+=Pb2++2H2O，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴极反应：Pb 2++2e-=Pb，阳极反应：Pb 2++2H2O-2e-=PbO2+4H+，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。A、放电时，此装置为原电池，阴离子 BF4-要向负极移动，故 A 正确；B、放电时，正极反应：PbO 2+2e-+4H+=Pb2++2H2O，每当转移 2mol 电子时正极有 1molPbO2溶解，质量减少 239g，故转移 1mol 电子时正极减少的质量为 119.5g，故 B 正确；C、充电时，阳极反应：Pb 2++2H2O-2e-=PbO2+4H+，产生大量氢离子，故阳极附近溶液的酸性增强，故 C 错误；D、充电时的阴极反应即是将放电时的负极反应倒过来，故阴极反应为：Pb2++2e-=Pb，故 D 正确，故选 C。考点：考查电化学原理的应用7． 【百强校•2016 届衡水下学期二调】如图 a 酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生 MnOOH，下列说法不正确的是 （ ）有关数据如下表所示：5图 a 图 bA．该电池的正极反应式为 MnO2+eˉ+H ＋ ====MnOOHB．利用干电池，高温电解 H2O—CO2混合气体制备 H2和 CO，如图 b，则阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 1：1C．废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，两者可以通过重结晶方法分离D．废电池糊状填充物加水处理后所得滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉和 MnOOH，欲从中得到较纯的二氧化锰，可以采用加热的方法【答案】B考点：考查电化学、物质的分离与提纯8． 【百强校•2016 届沈阳二中下学期第二次模拟考】青铜器的制造是中华民族劳动人民智慧的结晶，成为一个时代的象征,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。环境中的 Cl- 扩散到孔口,并与各电极产物作用生成多孔粉状锈 Cu 2(OH)3Cl 。6下列说法不正确的是 （ ）A. 腐蚀过程中,负极 a 被氧化B. 环境中的 Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋ +3OH－ +Cl－ =Cu2(OH)3Cl↓C. 若生成 2.145gCu 2(OH)3Cl,则理论上消耗标准状况氧气体积为 0.448LD. 正极的电极反应式为: 正极反应是 O 2+ 4e－ +2H2O=4OH-【答案】C考点：本题主要是考查了原电池原理及电极反应式、电池反应式的书写及其计算9．【百强校·2016 届静海一中期末】通过 NOx传感器可监测 NOx的含量，其工作原理示意图如下，下列说法不正确的是 （ ）A．Pt 电极是该装置的正极B．正极的电极反应式：O 2 + 4e− + 2H2O＝4OH −C．负极的电极反应式：NO−2e −+O2−＝NO 2D．固体电解质中 O2−向负极移动7【答案】B考点：考查原电池原理的应用10． 【百强校·2016 届厦门外国语学校 5 月月考】一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是 （ ）A．a 电极发生还原反应，做原电池的正极B．b 电极反应式为：2NO 3－ ＋10e － ＋12H +＝N 2↑＋6H 2OC．H +由右室通过质子交换膜进入左室D．标准状况下，电路中产生 6moLCO2同时产生 22.4L 的 N2【答案】B【解析】试题分析：在该燃料电池中通入燃料的电极为负极，故电极 a 为负极，则电极 b 为正极。A、a 电极为负极，发生氧化反应，A 错误；B、b 电极为正极，发生还原反应，反应式为：2NO3－ ＋10e － ＋12H +＝N 2↑＋6H 2O，B 正确；C、溶液中 H+由负极移向正极，即由左室通过质子交换膜进入右室，C 错误；D、不能确定微生物中碳元素的化合价，则不能计算转移的电子数，所以不能通过二氧化碳计算氮气的体积，D 错误；答案选 B。考点：考查燃料电池的工作原理的相关知识二、非选择题（50 分）11． （14 分） 【河北衡水 2016 届第四次月考】甲醇又称“木醇” ，是无色有酒精气味易挥发的有毒液体。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药，并常用作 有 机 物 的 萃 取 剂 和 酒 精 的 变 性 剂 等 。（1）工业上可利用 CO2和 H2生产甲醇，方程式如下：CO2(g)＋3H 2(g) CH3OH(l)＋H 2O (g) △H＝Q 1kJ·mol－18又查 资 料 得 知 ： ① CH3OH(l)＋ 1/2 O2(g) CO2(g)＋ 2H2(g) △H＝Q 2kJ·mol－ 1②H 2O(g)=H2O(l) △ H= Q3kJ·mol－ 1， 则 表 示 甲 醇 的 燃 烧 热 的 热 化 学 方 程 式 为 。某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解 200mL 一定浓度的 NaCl 与 CuSO4混合溶液，其装置如图：（2）为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气。该反应的离子方程式为___________________________________。（3）过量氯气用 Na2S2O3除去，反应中 S2O32-被氧化为 SO42-。若过量的氯气为 1×10-3mol，则理论上生成的 SO42-为________mol。（4）写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式________________________________。（5）理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（已换算成标准状况下的体积），写出在 t1后，石墨电极上的电极反应式____________，原混合溶液中 NaCl 的物质的量浓度为________mol/L。（设溶液体积不变）（6）当向上述甲装置中通入标况下的氧气 336mL 时，理论上在铁电极上可析出铜的质量为_______g。（7）若使上述电解装置的电流强度达到 5.0A，理论上每分钟应向负极通入气体的质量为_____克。 （已知 1 个电子所带电量为 1.6×10-19C，计算结果保留两位有效数字）【答案】 （1）CH 3OH(l)+3/2 O2(g) == CO2(g)+2H2O(l) ΔH=(2Q 1＋3Q 2＋2Q 3) kJ•mol－ 1（2 分）（2）3Cl 2+2NH4++8OH-=N2↑+6Cl -+8H2O(2 分) （3）5×10 -4（2 分）（4）CH 3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O（2 分）（5）4OH --4e-=O2↑+2H 2O （1 分） 0.1（1 分）（6）1.28（2 分）（7）0.016（2 分）9（6）标况下的氧气 336mL 的物质的量为 0.336L÷22.4L/mol=0.015mol，转移电子数为0.015mol×4=0.06mol，阴极析出铜的物质的量为 0.06mol÷3=0.03mol，质量为 0.03mol×64g·mol-1=1.92g；（7）电解装置的电流强度达到 5.0A，每分钟转移电子的物质的量为(5.0A×60s)÷1.6×10-19C÷6.02×1023mol-1=0.003mol，负极通入气体的质量为0.003mol/6×32g·mol-1=0.016g。考点：考查盖斯定律的应用、氧化还原反应及电化学计算。12． （14 分） 【黑龙江牡丹江一中 2016 届 10 月月考】铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。（1）某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。为防止金属 Fe 被腐蚀，可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为________________________。10（2）用 CH4或其他有机物、O 2为原料可设计成原电池，以 CnH2nOn、O 2为原料，H 2SO4溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为__________________________________________。（3）图 1 是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图 2 是 NaBH4/H2O2燃料电池。图 2 电池负极区的电极反应为_________________________________________；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将 a、b 直接相连，则滤纸出现_____色,C位置的电极反应式为____________________________若用 KI­淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将 a、b 与 A、B 电极相连，铅笔芯 C 点处出现蓝色，则 b 接的是______(填 A 或B)电极。（4）广西治理龙江河镉(Cd 2＋ )污染时，先向河中投入沉淀剂将 Cd2＋ 转化为难溶物，再投入氯化铝，试说明氯化铝的作用__________________________________________________________________________________________________________________________(用必要的离子方程式和文字进行解释)。【答案】(14 分)（1）②③ (2 分) 2Cl － ＋2H 2O 2OH－ ＋Cl 2↑＋H 2↑(2 分)= = = = =电 解 （2） CnH 2nOn – 4ne- + nH2O = n CO2 + 4nH= (2 分) （3） BH －8e － ＋8OH － ===BO ＋6H 2O (2 分) ,红(1 分) , O 2＋2H 2O＋4e － ===4OH－ (2 分)，－ 4 － 2B (1 分) （4）氯化铝溶于水，Al 3＋ 发生水解：Al 3＋ ＋3H 2O  Al(OH)3（胶体）＋3H ＋ ，Al(OH)3胶体，能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来)，从而消除 Cd2＋污染(2 分)11单质，而铅笔芯 C 点出出现蓝色，所以说明 C 点放电的是碘离子，b 为正极，b 连接 B 极。（4）氯化铝溶于水，Al 3＋ 发生水解：Al 3＋ ＋3H 2O Al(OH) 3（胶体）＋3H ＋ ，Al(OH)3胶体，能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来)，从而消除 Cd2＋ 污染考点：金属的电化学腐蚀和防护，原电池和电解池的工作原理，难溶电解质的转化13．(12 分) 电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。（1）图 1 中，为了减缓海水对钢闸门 A 的腐蚀，材料 B 可以选择________（填字母序号） 。a．碳棒 b．锌板 c．铜板用电化学原理解释材料 B 需定期拆换的原因：__________________________。（2）图 2 中，钢闸门 C 做_____极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D 为石墨块，则 D上的电极反应式为______________________，检测该电极反应产物的方法是_______________________。12（3）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图 3 为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。①E 为该燃料电池的极________（填“正”或“负” ） 。F 电极上的电极反应式为___________。②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因_______。【答案】 （1）b (1 分) 锌等做原电池的负极， （失电子， Zn -2e- ＝Zn 2+） ，不断遭受腐蚀，需定期拆换(2 分) （2）阴(1 分) 2Cl－ - 2e－ ＝Cl 2↑(1 分) 湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气（或取阳极附近溶液滴加淀粉、KI 溶液，变蓝）(2 分)（3）① 负(1 分) ClO－ +2e－ +H2O＝Cl － +2OH－ （2 分） ② Mg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑(2 分)13考点:本题主要是考查电化学原理的应用 14．(10 分) 【百强校·2016 届哈尔滨 6 中期中】如图所示是某化学兴趣小组设计的趣味实验装置图,图中 A、D 均为碳棒，B 铝棒,C 为铁棒，所用甲、乙容器中的溶液事前均采取了煮沸处理。B 在实验时才插入溶液中。（1）从装置的特点判断，甲、乙装置中 是原电池，其负极的电极反应式为： ；（2）实验开始后，（乙）装置中有关电极反应是：C： ；D： ，D 电极上的现象是 ，一段时间后溶液中的现象是 ；（3）在实验（2）的基础上，改变两装置电极的连接方式，A 接 D、B 接 C，此时 D 极上发生的电极反应式为： ，乙装置里除两电极上有明显的现象外，还可以看到的现象是 ，产生该现象的化学反应方程式是 。14【答案】 （1）甲（1 分） ，Al－3e － ＋4OH － =AlO2－ ＋2H 2O （2 分） （2）Fe－2e － =Fe2＋ （1 分） 2H＋ ＋2e － =H2↑（1 分）有无色气体产生（1 分）有白色沉淀生成（1 分） （3）4OH － －4e － =2H2O＋O 2↑（1 分）白色沉淀转化为灰绿色，最后呈现红褐色（1 分）4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O=4Fe(OH)3（1 分）考点:本题综合考查原电池和电解池知识1专题 7.2 原电池 化学电源1、了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。一、原电池概念及原理1、原电池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、构成条件及判断（1）具有两个活性不同的电极(金属和金属或金属和非金属)。（2）具有电解质溶液。（3）形成闭合电路 (或在溶液中相互接触)。（4）是否存在能自发进行的氧化还原反应★判断3．原电池工作原理示意图以铜锌原电池为例（1）反应原理电极名称 负极 正极电极材料 锌片 铜片2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 沿导线流向 Cu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（3）两个装置的比较装置Ⅰ中还原剂 Zn 与氧化剂 Cu2＋ 直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。（3）原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示：【说明】①在原电池装置中，电子由负极经导线流向正极，阳离子在正极上获得电子，通过电路中的电子和溶液中的离子的移动而形成回路，传导电流，电子并不进入溶液也不能在溶液中迁移。②原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方程式。③阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。这是因为：负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。④不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。3Zn CuA乙甲阳离子交换膜1mol·L－ZnSO4(aq)1mol·L－CuSO4(aq)【典型例题 1】【安徽屯溪一中 2016 届第二次月考】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(SO42－ )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【答案】C【考点定位】考查原电池原理及应用【点评】在高中原电池部分主要考查的知识点涉及原电池工作原理，电极种类、电极反应类型判断、电极反应方程式的书写等知识，本题主要考查原电池原理，关键是理解并掌握原电池相关概念，包括电极的判断、电极反应的判断、离子的移动等，特别需要注意的是交换膜和盐桥的作用，如本题中的阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，阴离子不能通过阳离子交换膜，需要理解并掌握。【迁移训练 1】 【山东滕州一中 2016 届 10 月月考】依据氧化还原反应：Cu 2+(aq)+Fe(s)= Fe2+(aq)+Cu(s)设计成如图所示的原电池，则关于该电池装置的说法中不正确的是 （ ）4A．电极 X 的材料是 Fe B．电解质溶液 Y 是 AgNO3溶液C．原电池工作时，X 电极反应为：O 2+2H2O+4e- =4OH-D．原电池工作时，盐桥中的阴离子不断移向左池的氯化钠溶 液中【答案】BC考点：原电池的原理二、原电池的应用1、加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在 Zn 与稀 H2SO4反应时加入少量 CuSO4溶液能使产生 H2的反应速率加快。2、比较金属活动性强弱两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。3、用于金属的防护使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池的负极。4、设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：（1）首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；（2）根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。①电极材料的选择在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液反应。5②电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜——锌——硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有 Zn2＋ 的电解质溶液中，而正极铜浸泡在（3）按要求画出原电池装置图。【特别提醒】应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原反应的电池，但有的电流相当微弱。同时要注意电解质液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加入 NaOH、H 2SO4或 Na2SO4等。【典型例题 2】根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl 3＋Fe=3FeCl 2要求：（1）画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯和盐桥。（2）注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。（3）写出两个电极上发生的电极反应。【答案】 （1）装置图如下：（2）电池的正负极及外电路中电子的流向如图所示。（3）负极(Fe)：Fe－2e － =Fe2＋正极(C 或 Ag)：2Fe 3＋ ＋2e － =2Fe2＋墨棒或银棒等。左、右两个半电池中电解质溶液依次为 FeCl2、FeCl 3 溶液，两个半电池要用装有饱和 KCl 溶液的盐桥沟通。【点评】设计原电池装置的易错点:(1)能设计成原电池的反应一定是放热的氧化还原反应，吸热反应不可能将化学能转化为电能。(2)利用原电池原理可加快制氢气的速率，但可能影响生成氢气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决于酸的量。(3)设计原电池时，负极材料确定之后，正极材料的选择范围较广，只要合理都可以。【迁移训练 2】有 A、B、C、D、E 五块金属片，进行如下实验：①A、B 用导线相连后，同时浸6入稀 H2SO4溶液中，A 极为负极；②C、D 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，电流由 D→导线→C；③A、C 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，C 极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，D 极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含 B 离子和 E离子的溶液，E 先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 （ ）A．ABCDE B．ACDBEC．CABDE D．BDCAE【答案】B三、化学电源化学电源是能够实际应用的原电池。作为化学电源的电池有一次电池、二次电池和燃料电池等。1、碱性锌锰干电池——一次电池总反应式：Zn＋2MnO 2＋2H 2O===2MnOOH＋Zn(OH) 2。正极反应：2MnO 2＋2H 2O＋2e － ===2MnOOH＋2OH － ；负极反应：Zn＋2OH － －2e － ===Zn(OH)2。2、锌银电池——一次电池负极反应：Zn＋2OH － －2e － ===Zn(OH)2；正极反应：Ag 2O＋H 2O＋2e － ===2Ag＋2OH － ；总反应式：Zn＋Ag 2O＋H 2O===Zn(OH)2＋2Ag。3、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 PbO2。（1）放电时的反应①负极反应：Pb＋SO －2e － ===PbSO4；2－4②正极反应：PbO 2＋4H ＋ ＋SO ＋2e － ===PbSO4＋2H 2O；2－4③总反应：Pb＋PbO 2＋2H 2SO4===2PbSO4＋2H 2O。（2）充电时的反应①阴极反应：PbSO 4＋2e － ===Pb＋SO ；2－4②阳极反应：PbSO 4＋2H 2O－2e － ===PbO2＋4H ＋ ＋SO ；2－4③总反应：2PbSO 4＋2H 2O===Pb＋PbO 2＋2H 2SO4。4、燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。种类 酸性 碱性7负极反应式 2H2－4e － ===4H＋ 2H2＋4OH － －4e － ===4H2O正极反应式 O2＋4e － ＋4H ＋ ===2H2O O2＋2H 2O＋4e － ===4OH－电池总反应式 2H2＋O 2===2H2O【典型例题 3】【百强校·2016 届衡阳八中一模】载人空间站的生态系统中，要求分离人呼出的二氧化碳，同时需要提供氧气．某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求，同时还有燃料一氧化碳生成，该电化学装置中得电子的电极发生的反应是2CO2+4e﹣ +2H2O═2CO+4OH ﹣ 。下列判断错误的是 （ ）A．上述电化学装置相当于电解池B．上述装置进行的总反应为 2CO2═2CO+O 2C．反应结束后该电化学装置中的电解质溶液碱性增强D．失电子的电极发生的反应是 4OH﹣ ﹣4e ﹣ ═2H 2O+O2↑【答案】C【考点定位】考查化学电源新型电池 【点评】本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写。该电池中，阴极上电极反应式为 2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，相同条件下将两个电极反应式相加即得电池反应式。【迁移训练 3】【百强校·2016 届贵阳市第六元月月考】C-NaMO 2电池是科学家正在研发的钠离子电池，据悉该电池可以将传统锂电池的续航能力提升 7 倍。该电池的电池反应式为：NaMO2 + nC Na(1-x)MO2 + NaxCn ，下列有关该电池的说法正确的是 （ ）8A． 电池放电时，溶液中钠离子向负极移动B． 该电池负极的电极反应为 NaMO2-xe- Na(1-x)MO2+xNa+C． 消耗相同质量金属时，用锂作负极产生电子的物质的量比用钠时少D． 电池充电时的阳极反应式为：nC+xNa +-xe- NaxCn【答案】B考点：考查 C-NaMO2电池工作原理的正误判断的知识。考点一：原电池的两极判断及电极方程式的书写1、思维导图原电池正、负极判断方法【方法总结】原电池正负极判断原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电9极一定作负极的思维定势。（1）根据电极材料判断负极——活泼性较强的金属正极——活泼性较弱的金属或能导电的非金属注：活泼金属不一定做负极，如 Mg、Al 在 NaOH 溶液中，Al 做负极。（2）根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子的定向移动方向判断负极——电子流出极，电流流入极或阴离子定向移向极正极——电子流入极，电流流出极或阳离子定向移向极（3）根据两极发生的变化判断负极——失去电子，化合价升高，发生氧化反应正极——得到电子，化合价降低，发生还原反应（4）根据反应现象判断负极——会逐渐溶解，质量减小正极———有气泡逸出或质量增加【特别提示】 原电池正负极判断的基础是氧化还原反应。如果给出一个方程式让判断正、负极，可以直接根据化合价的升降变化来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。2、电极反应式书写原电池反应的基础是氧化还原反应，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，据此书写电极反应式的步骤如下：（1）确定原电池的正、负极，以及两电极上发生反应的物质。在原电池中，负极是还原性材料失去电子被氧化，发生氧化反应。正极反应要分析电极材料的性质：若电极材料是强氧化性材料，则是电极材料得电子被还原，发生还原反应；若电极材料是惰性的，再考虑电解质溶液中的阳离子是否能与负极材料反应。能发生反应则是溶液中的阳离子得电子，发生还原反应；若不能与负极材料反应，则考虑空气中的氧气，氧气得电子，发生还原反应。（2）弱电解质、气体或难溶解物均以化学式表示，其余以离子符号表示，保证电荷守恒，质量守恒及正、负极得失电子数相等的规律，一般用“=”而不用“―→” 。（3）正负极反应式相加得到原电池总反应式，通常将总反应式减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式。【典型例题 4】 【百强校·2016 届会宁县一中第四次月考】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有10关该电池的说法正确的是 （ ）A．反应 CH4＋H 2O===点 燃 ====通 电 ====电 解 ====催 化 剂△ 3H2＋CO,每消耗 1molCH4转移 12mol 电子B．电极 A 上 H2参与的电极反应为：H 2＋2OH － －2e － =2H2OC．电池工作时，CO 32－ 向电极 B 移动 D．电极 B 上发生的电极反应为：O 2＋2CO 2＋4e － =2CO32－【答案】D【考点定位】原电池的工作原理和电极反应式书写。【名师点睛】考查原电池的工作原理及电极反应式书写，负极上失电子，正极上得电子，阴离子一般向负极移动，阳离子向正极移动，电极反应式书写，先写化合价变化的物质以及得失电子数，然后根据所给条件配平其他，也可以用总电极反应式减去简单的电极反应式，但要注意还原剂不出现在正极上，氧化剂不出现在负极上。【点评】书写电极反应时，正负极的判断是关键，看两极与电解质溶液得、失电子而快速推断出正、负极，同时还应充分注意介质与电极生成物的反应：（1）负极生成的金属离子在碱性溶液中能与 OH－ 反应生成难溶性碱，如在碱性条件下，钢铁腐蚀中负极生成的 Fe2＋与溶液中的 OH－ 结合生成 Fe（OH） 2；（2）在碱性条件下电极析出的 CO2能与 OH－ 反应生成 CO 等。2－3【迁移训练 4】 【百强校·2016 届上高县第二 5 月月考】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解 H2O﹣CO 2混合气体制备 H2和 CO 是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示．下列说法不正确的是（ ）11A．X 是电源的负极B．阴极的反应式是：H 2O+2e﹣ ═H 2+O2﹣ ，CO 2+2e﹣ ═CO+O 2﹣C．总反应可表示为：H 2O+CO2 通 电 H2+CO+O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 1：1【答案】D考点：考查电解原理及其应用、电极判断、电极反应式书写、电极产物判断与计算等。考点二：燃料电池1、化学电源中电极反应式书写的一般程序——“加减法”书写电极反应式（1）先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。（2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离应写入负极反应式；若正极上的反应物质是 O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且 O2生成 OH－ ，若电解质溶液为酸性，则 H＋ 必须写入正极反应式中，O 2生成水。（3）正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。2、燃料电池电极反应式的书写根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是 O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：12（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O 2＋4H ＋ ＋4e － ===2H2O（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O 2＋2H 2O＋4e － ===4OH－（3）固体电解质(高温下能传导 O2－ )环境下电极反应式：O 2＋4e － ===2O2－（4）熔融碳酸盐(如：熔融 K2CO3)环境下电极反应式：O 2＋2CO 2＋4e － ===2CO 。2－3根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物 O2。【典型例题 5】 【百强校·2016 届大庆实验考前训练二】液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼( N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH 作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述正确的是 （ ）A．电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极B．负极发生的电极反应式为：N 2H4 - 4e-=N2+4H+C．该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触D．该燃料电池持续放电时．K +从负极向正极迁移，因而离子交换膜需选用阳离子交换膜【答案】C13【考点定位】本题主要是考查化学电源的有关知识，燃料电池的工作原理。【点评】该题侧重考查燃料电池的工作原理和电极判断，电极反应，注意电解质环境不同，电极反应式不同，注意总结燃料电池电极反应式的书写方法：（1）写出电池总反应：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，则总反应为加合后的反应。（2）写出电池的正极反应：①酸性电解质溶液环境下：O 2+4H＋ +4e－ =2H2O；②碱性电解质溶液环境下：O 2+4e－ +2H2O =4OH－ ；③固体电解质（高温下能传导 O2－ ）环境下：O2+4e－ =2O2－ ；（3）根据电池总反应和正极反应写出电池的负极反应：电池总反应=电池正极反应+电池负极反应。【迁移训练 5】 【百强校·2016 届六安一中适应性考试】将甲烷设计成燃料电池，其利用率更高，如图所示(A， B 为多孔性碳棒)。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积 VL，则下列说法错误的是 （ ）A．通入 CH4的一端为原电池的负极，溶液中 OH-向负极区移动B．当 0V ≤22.4L 时，电池总反应式为 CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2OC．当 22.4L＜V≤44.8L 时，负极电极反应为 CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-D．当 V=33.6L 时，溶液中阴离子浓度大小关系为 c(CO32-)＞c(HCO 3-)＞c(OH -)【答案】D考点：考查电化学反应原理的应用考点三：可充电电池1、对可充电电池充电和放电两过程认识：放电是原电池反应，充电是电解池反应142、对可充电电池电极极性和材料的判断： 判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电（原电池）总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极材料；得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。若判断电池充电时电极极性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴极材料。3、对溶液中离子的移动方向判断： 放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 4、可充电电池充电时与电源的连接： 可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。 5、对可充电电池某电极是发生氧化还是还原反应及某元素被氧化还是被还原的判断： 可根据电极反应式进行分析，放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。 6、可充电电池电极反应式的书写方法：书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存） ；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。【典型例题 6】 【百强校·2016 届厦门一中 12 月月考】浙江大学成功研制出能在数分钟之内将电量充满的锂电池，其成本只有传统锂电池的一半。若电解液为 LiAlCl4-SOCl2，电池的总反应为：4Li+2SOCl 2 4LiCl+S+SO2。下列说法正确的是： A放 电充 电（ ）A．充电时阳极反应式为：4Cl － +S+SO2－4ｅ － ＝2SOCl 215B．电池的电解液可用 LiCl 水溶液代替C．放电时电子从负极经电解液流向正极D．该电池放电时，负极发生还原反应【答案】A【考点定位】本题主要是考查化学电源新型电池【点评】明确原电池、电解池判断方法以及电极名称的判断等是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电池反应式、电解质溶液的性质以及元素化合价变化书写，易错选项是B，注意 Li 的活泼性。【迁移训练 6】 【百强校·2016 届台州上学期第三次统考】随着各地“ 限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车届的“新宠” 。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂（LiCoO 2）电池，其工作原理如图，A 极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体） ，电解质为一种能传导 Li+的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式 LixC6+Li1﹣xCoO C6+LiCoO2。下列说法不正确的是 （ ）A．据题意分析可知该隔膜只允许 Li+通过，放电时 Li +从左边流向右边B．充电时，A 为阴极，发生还原反应C．放电时，B 为正极，电极反应式为：Li 1﹣x CoO2+xLi++xe﹣ =LiCoO2D．废旧钴酸锂（LiCoO 2）电池进行“放电处理”让 Li+进入石墨中而有利于回收【答案】D16考点：考查了原电池和电解池原理的相关知识。