1、- 1 -第 21 讲 原电池 化学电源考纲要求 1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。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原电池的构成条件(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)反应原理电极名称 负极 正极电极材料
2、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)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的 KCl、KNO 3等溶液和琼胶制成的胶冻。- 2 -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。(1)理论上说，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)用 Mg、Al 分别作电极，用 NaOH 溶液作电解液构成的原电池，Mg 为正极()(4)在锌铜原电池中，因为有电子
3、通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生()(5)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()(6)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()(7)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高()(8)由于 CaOH 2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池()原电池正负极的判断方法(1)由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为_极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为_极。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由_极流向_极；电子由_极流向_极。(3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在
4、原电池的电解质溶液内，阳离子移向_极，阴离子移向_极。(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的_极失电子发生氧化反应，其_极得电子发生还原反应。(5)根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为_极，增重或有气体逸出的一极为_极。答案 (1)负 正 (2)正 负 负 正 (3)正 负 (4)负 正 (5)负 正 提示 判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况，例如：Al 在强碱性溶液中比 Mg 更易失电子，Al 作负极，Mg 作正极；Fe、Al 在浓 HNO3中钝化，比 Cu等金属更难失电子，Cu 等金属作负极，Fe、Al 作正极。题组一 原电池的工作原理1(1)下
5、列装置属于原电池的是_。- 3 -(2)在选出的原电池中，_是负极，电极反应为_；_是正极，电极反应为_。答案 (1) (2)Fe Fe2e =Fe2 Cu 2H 2e =H22(2017信阳质检)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 2H 2e =H2答案 B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
6、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，二者相 2减得到正极反应式为 6H2O6e =6OH 3H 2，B 正确；中 Cu 是正极，电极反应式为O22H 2O4e =4OH ，D 错。(1)Fe 作负极，发生氧化反应时，失 2e 变成 Fe2 ，而不是 Fe3 。(2)书写某一极电极反应式时，若书写困难，也可先写另一极的电极反应式。用“减法”来处理，即用总的电极反应式减去容易写出一极的电极反应式(前提是电量守恒)。题组二 聚焦“盐桥”原电池3(2017太原市第五中学高
7、三模拟)根据下图，下列判断中正确的是( )- 4 -A烧杯 a 中的溶液 pH 降低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 B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 。4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( )A反应开始时，乙中石墨电
8、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，在甲中加入 FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极答案 D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；电流表读数为零时，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，I 2被还原为I ，乙中石墨为正极，D 不正确。题组三 原电池工作原理的应用5(2018江门质检)M、N、P、E 四种金属，已知：
9、MN 2 =NM 2 ；M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M 表面有大量气泡逸出；N、E 用导线连接放入 E 的硫酸盐溶液中，电极反应为 E2 2e =E，N2e =N2 。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )- 5 -APMNE BENMPCPNME DEPMN答案 A解析 由知，金属活动性：MN；M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M 表面有大量气泡逸出，说明 M 作原电池的正极，故金属活动性：PM；N、E 构成的原电池中，N 作负极，故金属活动性：NE。综合可知，A 正确。6依据氧化还原反应：2Ag (aq)Cu(s)= =Cu2 (aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐
10、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(NO3)2原电池设计类试题的解题思路(1)利用氧化还原反应知识判断题给总反应中的氧化反应、还原反应。(2)选择合适的电极材料和电解质溶液。(3)画出原电池装置图。画图时应注意：电极材料、电解质溶液；简易装置图和带有盐桥的装置图的区别等。7银器日久表面会逐渐变黑，这是因为生成了硫化银。有人设计用原电池原理进行“抛光” ，其处理方法：将
11、一定浓度的氯化钠溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去，而银器恢复光泽，且不会损失。试回答：(1)氯化钠溶液的作用是_。(2)在此原电池反应中，负极发生的电极反应为_，正极发生的电极反应为_。(3)反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为_，原电池总- 6 -反应方程式为_。答案 (1)为电解质溶液，起导电作用(2)2Al6e =2Al3 3Ag 2S6e =6Ag3S 2(3)2Al3 3S 2 6H 2O=2Al(OH)33H 2S 3Ag 2S2Al6H 2O=6Ag2Al(OH) 33H 2S解析 要善于抓住题给信息， “黑色会褪去，而银器
12、恢复光泽，且不会损失” ，必然发生Ag2S Ag，显然这是原电池的正极反应，Ag 2S2e =2AgS 2 ，负极反应为活泼金属 Al 发生氧化反应：Al3e =Al3 。正极生成的 S2 和负极生成的 Al3 在溶液中发生双水解反应：2Al3 3S 2 6H 2O=2Al(OH)33H 2S，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的和：3Ag 2S2Al6H 2O=6Ag2Al(OH) 33H 2S。考点二 化学电源1日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池正极反应：2MnO 22H 2O2e =2MnOOH2OH ；负极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)
13、2；总反应：Zn2MnO 22H 2O=2MnOOHZn(OH) 2。(2)锌银电池一次电池负极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)2；正极反应：Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH ；总反应：ZnAg 2OH 2O=Zn(OH)22Ag。(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。放电时的反应a负极反应：PbSO 2e =PbSO4；24b正极反应：PbO 24H SO 2e =PbSO42H 2O；24c总反应：PbPbO 22H 2SO4=2PbSO42H 2O。充电时的反应a阴极反应：PbSO 42e =PbSO ；24b阳极反应
14、：PbSO 42H 2O2e =PbO24H SO ；24c总反应：2PbSO 42H 2O PbPbO 22H 2SO4。= = = = =电 解 - 7 -注 可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。2 “高效、环境友好”的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，起导电作用对常见化学电源的认识与理解(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增
15、加( )(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池( )(3)若使反应 Fe2Fe 3 =3Fe2 以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料( )(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)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为 2H24e =4H ( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)解析 (2)锂离子电池属于可充电电池，即二次电池。(3)若用锌和铁作电极，则电极反应就变为 Zn2Fe 3 =Zn2 2Fe 2 。(4)MnO 2不是催化剂。(5)燃料
16、电池直接将化学能转变为电能。(6)负极反应应写为 2H24e 4OH =4H2O。以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。(1)酸性条件总反应式：_；正极反应式：_；负极反应式：_。(2)碱性条件总反应式：_；正极反应式：_；负极反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导 O2 )- 8 -总反应式：_；正极反应式：_；负极反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下总反应式：_；正极反应式：_；负极反应式：_。答案 (1)CH 42O 2=CO22H 2O2O28H 8e =4H2OCH48e 2H 2O=CO28H (2)CH42O 22OH =CO 3H
17、2O232O24H 2O8e =8OHCH410OH 8e =CO 7H 2O23(3)CH42O 2=CO22H 2O2O28e =4O2CH44O 2 8e =CO22H 2O(4)CH42O 2=CO22H 2O2O24CO 28e =4CO23CH44CO 8e =5CO22H 2O23题组一 根据图示理解化学电源1(一次电池的工作原理)(2017银川一模)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
18、工作时的总反应为 Zn2NH 2MnO 2=Zn(NH3)22 Mn 2O3H 2O。 4下列关于锌锰干电池的说法中正确的是( )- 9 -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 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 6.5g答案 C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，电极反应式为 Zn2e =Zn2 ，B 项错误；由负极的电极反应式可知，每通过 0.1mol 电子，消耗锌的质量是 65g
19、mol1 3.25g，D 项错误。0.1mol22锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO2晶格中，生成 LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_(填字母，下同)极流向_极。(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是_。答案 (1)b a(2)MnO2e Li =LiMnO2(3)否 电极 Li 是活泼金属，能与水反应解析 (1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知 Li 作负极材料，MnO 2作正极材料，所以电子流向是
20、从 ab，那么电流方向则是 ba。(2)根据题目中的信息“电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO2晶格中，生成 LiMnO2”，所以正极的电极反应式为 MnO2e Li =LiMnO2。(3)因为负极的电极材料 Li 是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。题组二 燃料电池3(2017湖南郴州一模)乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在 200左右时供电，电池总反应：C 2H5OH3O 2=2CO23H 2O，电池示意图如图所示。下列说法中正确的是( )- 10 -A电池工作时，质子向电池的负极迁移B电池工作时，电子由 b 极沿导线流向
21、 a 极Ca 极上发生的电极反应：C 2H5OH3H 2O12e =2CO212H Db 极上发生的电极反应：4H O 24e =2H2O答案 D4(2017兰州一诊)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 44.8LH2SD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
22、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 4 mol 电子，正极应该消耗 1 mol O2，负极应该有 2 mol H2S 反应，但是题目中没有给定标准状况下，所以不一定是 44.8 L，故 C 错误；17 g H2S 即 0.5 mol H2S，每 0.5 mol H2S 参与反应会消耗 0.25 mol O2，根据正极反应式 O24H 4e =2H2O，可知有 1 mol H 经质子膜进入正极区，故 D 正确。(1)要注意介质是什么？是电解
23、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。题组三 可充电电池5(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- 11 -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)?放 电 充 电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性不变D放电时电解质溶液中的 OH
24、 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 Cd2OH 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。6(2018柳州模拟)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
25、2O4OH =2Zn(OH) 。下列说法正确的是( )24A放电时，电解质溶液中 K 移向负极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 C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 错误；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 =Zn4OH ，故 C 正确；产生 1 mol 氧气，转移电子为 4 mol，充24电时，当有 4.48
26、 L 氧气(标准状况下)释放出来时，转移电子的物质的量为40.8 mol，根据 Zn2e ，则析出固体 Zn： 65 gmol1 26 4.48 L22.4 Lmol 1 0.8 mol2g，故 D 错误。1.充放电电池(1)放电时为原电池，充电时为电解池。(2)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，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。(3)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。2.- 12 -微专题 新型电源及电极反应式的书写近几年高
27、考中的新型电池种类繁多， “储氢电池” “高铁电池” “海洋电池” “燃料电池” “锂离子电池”等，这些新型电源常以选择题的形式呈现。解析这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正负电极或阴阳极，以及会书写电极反应式等。1电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写)2已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目( ne )。步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。步骤三：写电极反应式。负极反应：还原剂 ne =氧化产物正极反应：氧化剂 ne =还原产物(2)书写技巧若某电极反应式较难写时
28、，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易写的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。如：CH 3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式：CH 3OCH33O 2=2CO23H 2O正极：3O 212H 12e =6H2O负极：CH 3OCH33H 2O12e =2CO212H 特别提醒 简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同。3氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极Error!正极Error!- 13 -专题训练1(燃料电池)(2018安顺模拟)有一种 MCFC 型燃料电池，该电池所用燃料为 H2，电解质为熔融的 K2CO3。电池的总反应为 2H2O 2
29、=2H2O，负极反应：H 2CO 2e =H2OCO 2。下列说23法正确的是( )A电路中的电子经正极、熔融的 K2CO3、负极后再到正极，形成闭合回路B电池放电时，电池中 CO 的物质的量将逐渐减少23C正极反应为 2H2OO 24e =4OHD放电时 CO 向负极移动23答案 D解析 电子不能通过熔融的 K2CO3，故 A 项错误；该电池的正极反应为O24e 2CO 2=2CO ，根据电子守恒，放电时负极消耗 CO 与正极生成 CO 的物质的量23 23 23相等，电池中 CO 的物质的量不变，故 B、C 项错误；放电时阴离子向负极移动，故 D 项正确。232LiSOCl 2电池可用于心
30、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 4Li2SOCl 2=4LiClSSO 2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。答案 (1)锂 4Li4e =4Li(2)2SOCl24e =4Cl SSO 2解析 分析反应的化合价变化，可知 Li 失电子，被氧化，为还原剂，SOCl 2得电子，被还原，为氧化剂。(1)负极材料为 Li(还原剂)，4Li4e =4Li 。(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl 24e =4Cl SSO 2。3MgAgCl 电池是一种能被
31、海水激活的一次性贮备电池，电池总反应方程式为2AgClMg= =Mg2 2Ag2Cl ，试书写该电池的正、负极电极反应式。答案 负极：Mg2e =Mg2正极：2AgCl2e =2Ag2Cl 4铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为 4Al3O 26H 2O=4Al(OH)3；负极：_；正极：_。- 14 -答案 4Al12e =4Al3 3O 26H 2O12e =12OH5一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6molL1 的 KOH 溶液。(1)写出放电时的正、负极电极反应式。答案
32、负极：H 22e 2OH =2H2O；正极：2NiO(OH)2H 2O2e =2Ni(OH)22OH 。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式。答案 阴极：2H 2O2e =H22OH ；阳极：2Ni(OH) 22OH 2e =2NiO(OH)2H 2O。1(2016全国卷，11)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )A负极反应式为 Mg2e =Mg2B正极反应式为 Ag e =AgC电池放电时 Cl 由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2答案 B解析 根据题意，Mg海水AgCl 电池总反应式为 Mg2AgCl= =MgC
33、l22Ag。A 项，负极反应式为 Mg2e =Mg2 ，正确；B 项，正极反应式为 2AgCl2e =2Cl 2Ag，错误；C 项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D 项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2，正确。2(2017全国卷，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a 常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为 16Li xS8=8Li2Sx(2 x8)。下列说法错误的是( )- 15 -A电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S62Li 2e =3Li2S4B电池工作时，外电路中流过 0.02mol 电子，负极
34、材料减重 0.14gC石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性D电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多答案 D解析 A 项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中 Li 移动方向可知，电极 a 为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8Li 2S8Li 2S6Li 2S4Li 2S2的还原反应，正确；B 项，电池工作时负极电极方程式为Lie =Li ，当外电路中流过 0.02mol 电子时，负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02mol，其质量为 0.14g，正确；C 项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极 a 的导电能力，正确；D项，电池充电时为
35、电解池，此时电解总反应为 8Li2Sx 16Li xS8(2 x8)，故= = = = =电 解 Li2S2的量会越来越少，错误。3(2016全国卷，11)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH溶液，反应为 2ZnO 24OH 2H 2O=2Zn(OH) 。下列说法正确的是( )24A充电时，电解质溶液中 K 向阳极移动B充电时，电解质溶液中 c(OH )逐渐减小C放电时，负极反应为 Zn4OH 2e =Zn(OH)24D放电时，电路中通过 2mol 电子，消耗氧气 22.4L(标准状况)答案 C解析 A 项，充电时，电解质溶液中 K 向阴极移动，错误；B 项，充电时，
36、总反应方程式为2Zn(OH) 2ZnO 24OH 2H 2O，所以电解质溶液中 c(OH )逐渐增大，错24 = = = = =电 解 误；C 项，在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2 将与 OH 结合生成 Zn(OH) ，正确；D 项，24O24e ，故电路中通过 2mol 电子，消耗氧气 0.5mol，在标准状况时体积为 11.2L，错误。4(2015全国卷，11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )- 16 -A正极反应中有 CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电
37、池总反应为 C6H12O66O 2=6CO26H 2O答案 A解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O 2与 C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B 项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许 H 通过，则正极反应为 O24e 4H =2H2O，没有 CO2生成，A 项错误；负极发生反应：C6H12O624e 6H 2O=6CO224H ，H 在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C 项正确；总反应为 C6H12O66O 2=6CO26H 2O，D 项正确。5(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
38、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解析 由图示可知，该电池总反应为 ZnCu 2 =Zn2 Cu，Zn 发生氧化反应，为负极；阳离子交换膜，只允许阳离子和水分子通过，两池中 SO 浓度不变。246(1)2016北京理综，26(1)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO )已成为环境修复研究 3的热点之一。Fe 还原水体中的 NO 的反应原理如图所示。 3- 17 -作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。(2)2013北京理综，2
39、6(4)通过 NOx传感器可监测 NOx的含量，其工作原理示意图如下：Pt 电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)。写出 NiO 电极的电极反应式：_。答案 (1)铁 NO 8e 10H =NH 3H 2O (2)还原 NOO 2 2e =NO2 3 41(2018泉州模拟)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。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(2017北京顺义区期末统测)有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( ).碱性锌
