1、- 1 -第 2 讲 原电池 化学电源考纲要求 1.理解原电池的工作原理，能写出常见的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实际意义及其重要应用。考点一 原电池及其工作原理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工作原理以铜锌原电池为例(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 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(2)两个装置的比较装置中还原剂 Zn 与氧
2、化剂 Cu2 直接接触，易造成能量损耗；装置盐桥原电池中，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。深度思考判断正误，正确的划“” ，错误的划“”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( )- 2 -(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( )(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发
3、生氧化反应( )(4)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( )答案 (1) (2) (3) (4)题组一 原电池工作原理的考查1下面装置中，能构成原电池的是_(填序号)。答案 2有关电化学知识的描述正确的是( )ACaOH 2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B某原电池反应为 Cu2AgNO 3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的 KCl饱和溶液C原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池答案 D解析 CaOH 2O=Ca
4、(OH)2不是氧化还原反应；KCl 和 AgNO3反应生成 AgCl 沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。规避原电池工作原理的 4 个失分点- 3 -1原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。2只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。3电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。4无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。题组二 原电池正、负极的判断3下列有关原电池的说法中正确的是( )A在外电路中，电子由负极流向正极B在原电池中，相对较活泼的金属
5、作负极，不活泼的金属作正极C原电池工作时，正极表面一定有气泡产生D原电池工作时，可能会伴随着热能变化答案 AD解析 B 项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝。4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 和浓 HNO3反应失
6、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，电极反应式为 O22H 2O4e =4OH ，D 错。原电池正、负极判断方法- 4 -说明 原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。考点二 原电池原理的“四”个基本应用1用于金属的防护使被保护的金属制品作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
7、锌作原电池的负极。2设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。3比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。4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。深度思考1电工经常说的一句口头禅：“铝接铜，瞎糊弄” ，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，试说明原因：_。答案 铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路
8、断路2将等质量的两份锌粉 a、b 分别加入过量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4溶液。请画出产生 H2的体积 V(L)与时间 t(min)的关系图像。答案 一思两变1将(2)中的 CuSO4溶液改成 CH3COONa 溶液，其他条件不变，请画出产生 H2的体积 V(L)与- 5 -时间 t(min)的关系图像。答案 2将过量的两份锌粉 a、b 分别加入定量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4溶液，请画出产生 H2的体积 V(L)与时间 t(min)的关系图像。答案 改变 Zn 与 H 反应速率的方法1加入 Cu 或 CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入 Cu 不影响
9、 Zn 的量，但加入CuSO4，Zn 的量减少，是否影响产生 H2的量，应根据 Zn、H 的相对量多少判断。2加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与 H 反应，使 c(H )减小，反应速率减小，但不影响生成H2的量。题组一 判断金属的活泼性1有 A、B、C、D、E 五块金属片，进行如下实验：A、B 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，A 极为负极；C、D 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，电流由 D导线C；A、C 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，C 极产生大量气泡；B、D 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，D 极发生氧化反应；用惰性电极电解含 B 离子和 E 离子的溶液，E
10、先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是( )AABCDE BACDBECCABDE DBDCAE答案 B解析 金属与稀 H2SO4溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H 在正极电极表面得到电子生成 H2，电子运动方向由负极正极，电流方向则由正极负极。在题述原电池中，AB 原电池，A 为负极；CD 原电池，C 为负极；AC原电池，A 为负极；BD 原电池，D 为负极；E 先析出，E 不活泼。综上可知，金属活动性顺序：ACDBE。2有 A、B、C、D 四种金属，做如下实验：将 A 与 B 用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B 不易腐蚀；将 A、D 分别投入
11、等物质的量浓度的盐酸中，D 比 A 反应剧烈；将铜浸入 B- 6 -的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入 C 的盐溶液里，有金属 C 析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )AABCD BCDABCDABC DABDC答案 C解析 A 与 B 用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，B 不易腐蚀，说明 B 为原电池的正极，金属活动性 AB；A、D 与等物质的量浓度的盐酸反应，D 比 A 反应剧烈，金属活动性 DA；根据置换反应规律，Cu 不能置换出 B，说明金属活动性 BCu；Cu 能置换出C，说明金属活动性 CuC。则四种金属活动性的排列顺序是 DABC。比较金属活泼性的“三种方法
12、”1根据原电池：一般情况下，负极大于正极。2根据电解池：易得电子的金属阳离子，相应金属的活动性较弱。3根据金属活动性顺序表。题组二 设计原电池，画出装置图3请运用原电池原理设计实验，验证 Cu2 、Fe 3 氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极_，正极_，并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。答案 Cu2e =Cu2 2Fe 3 2e =2Fe2“装置图”常见失分点提示1不注明电极材料名称或元素符号。2不画出电解质溶液(或画出但不标注)。3误把盐桥画成导线。4不能连成闭合回路。考点三 化学电源的工作原理- 7 -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
13、反应：2MnO 22H 2O2e =2MnOOH2OH ；负极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)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。(1)放电时的反应负极反应：PbSO 2e =PbSO4；24正极反应：PbO 24H SO 2e =PbSO42H 2O；24总反应：PbPbO 22H 2S
14、O4=2PbSO42H 2O。(2)充电时的反应阴极反应：PbSO 42e =PbSO ；24阳极反应：PbSO 42H 2O2e =PbO24H SO ；24总反应：2PbSO 42H 2O=PbPbO 22H 2SO4。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深度思考1可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？答案 2(1)氢氧燃料电池以 KOH 溶液作电
15、解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的 pH_。(填“减小” 、 “增大”或“不变”)- 8 -(2)氢氧燃料电池以 H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的 pH_。(填“减小” 、 “增大”或“不变”)答案 (1)减小 减小 (2)减小 增大题组一 判断正、负极，书写化学电源电极反应式1LiSOCl 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LiAlCl4SOCl2。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
16、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。2MgAgCl 电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为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 3铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，
17、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：_。答案 4Al12e =4Al3 3O 26H 2O12e =12OH化学电源中电极反应式书写的一般步骤“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子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是 O2，且电解质溶液为中性或碱性，- 9 -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，
18、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。题组二 “一池多变”的燃料电池4以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如 H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_。答案 CH 48e 2H 2O=CO28H 2O28e 8H =4H2OCH42O 2=CO22H 2O(2)碱性介质(如 KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。答案 CH 48e 10OH =CO 7H 2O232O28e
19、 4H 2O=8OHCH42O 22OH =CO 3H 2O23(3)固体电解质(高温下能传导 O2 )负极：_；正极：_；总反应式：_。答案 CH 48e 4O 2 =CO22H 2O2O28e =4O2CH42O 2=CO22H 2O(4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下负极：_；正极：_；总反应式：_。答案 CH 48e 4CO =5CO22H 2O232O28e 4CO 2=4CO23- 10 -CH42O 2=CO22H 2O熟记“离子趋向” ，抓住“电荷守恒” ，熟练书写燃料电池电极反应式1阳离子趋向正极，在正极上参与反应，在负极上生成(如 H )；阴离子趋向负极，在负极上参
20、与反应，在正极上生成(如：OH 、O 2 、CO )。232 “ne ”是正电荷， “ne ”是负电荷，依据电荷守恒配平其他物质的系数。3电池总反应式正极反应式负极反应式。题组三 “久考不衰”的可逆电池5一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 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)
21、2H 2O技 巧 点 拨 负 极 与 阴 极 颠 倒 ， 正 极 与 阳 极 颠 倒 ， 即 得 各 自 电 极 反 应 式 。考点四 盐桥原电池的专题突破1盐桥的组成和作用(1)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：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。2单池原电池和盐桥原电池的对比- 11 -图 1 和图 2 两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。负极：Zn2e =Zn2正极：Cu 2 2e =Cu总反应：ZnCu 2 =CuZn 2不同点：图 1 中 Zn 在 CuSO4溶液中直接接触 Cu2 ，会有一部分 Zn
22、与 Cu2 直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。图 2 中 Zn 和 CuSO4溶液分别在两个池子中，Zn 与 Cu2 不直接接触，不存在 Zn 与 Cu2 直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。深度思考1能用金属代替盐桥吗？答案 不可以，在电路接通的情况下，这个盐桥只是整个回路的一部分，随时要保持电中性，琼胶作为盐桥因其中含有两种离子，可以与溶液中的离子交换，从而达到传导电流的目的，而且琼胶本身可以容纳离子在其中运动；若用金属代替盐桥，电子流向一极后不能
23、直接从另一极得到补充，必然结果就是向另一极释放金属阳离子或者溶液中的金属阳离子在电子流出的那一极得电子析出金属，从而降低了整个电池的电势。所以，只有自由电子是不够的，应该有一个离子的通道即“盐桥” 。2在有盐桥的铜锌原电池中，电解质溶液的选择为什么要与电极材料的阳离子相同？如 Zn极对应的是硫酸锌，能不能是氯化铜或者氯化钠？答案 可以，如果该溶液中溶质的阳离子对应的金属单质比电极强的话没有问题。因为负极区发生的反应只是 Zn 的溶解而已。但是如果比电极弱的话，例如硫酸铜，锌就会置换出铜，在表面形成原电池，减少供电量。使用盐桥就是为了避免这种情况，至于电解液要跟电极相同那只是一个做题的技巧，具体
24、问题具体分析就行。题组一 根据装置明确原理1根据下图，下列判断中正确的是( )- 12 -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 。2如图所示，杠杆 AB 两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其保持平
25、衡，然后小心地向水槽中滴入浓 CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑两球的浮力变化)( )A杠杆为导体或绝缘体时，均为 A 端高 B 端低B杠杆为导体或绝缘体时，均为 A 端低 B 端高C当杠杆为导体时，A 端低 B 端高D当杠杆为导体时，A 端高 B 端低答案 C解析 当杠杆为导体时，构成原电池，Fe 作负极，Cu 作正极，电极反应式分别为负极：Fe2e =Fe2 ，正极：Cu 2 2e =Cu，铜球质量增加，铁球质量减少，杠杆 A 端低 B 端高。题组二 平衡移动与“盐桥”作用3控制适合的条件，将反应 2Fe3 2I 2Fe 2 I 2设计成如下图所
26、示的原电池。下列判断不正确的是( )- 13 -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，在甲中溶入 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 Fe3 得电子速率等于 Fe2 失电子速率，反应达到平衡状态；D 项在甲中溶入 FeCl2固体，平衡 2Fe3 2I 2Fe 2 I 2向左移动，I 2被还原为 I ，乙中石墨为正极，D 不正确。4下图、分别是
27、甲、乙两组同学将反应“AsO 2I 2H AsO I 2H 2O”设34 33计成的原电池装置，其中 C1、C 2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B 烧杯中逐滴加入适量 40%NaOH 溶液。下列叙述中正确的是( )A甲组操作时，电流表(A)指针不发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C 2作正极D乙组操作时，C 1上发生的电极反应为 I22e =2I答案 AD解析 装置中的反应，AsO 2I 2H AsO I 2H 2O，当加入适量浓盐酸时，34 33平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于 I2浓度增
28、大，所以溶液颜色变深；向装置B 烧杯中加入 NaOH 溶液中，AsO 2e H 2O=AsO 2H ，电子沿导线到 C1棒，I 22e =2I ，所以 C2为负极，33 34C1为正极。- 14 -1.当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。2电子流向的分析方法改变条件，平衡移动；平衡移动，电子转移；电子转移，判断区域；根据区域，判断流向；根据流向，判断电极。探究高考 明确考向江苏五年高考1(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
29、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。2(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( )AMg 电极是该电池的正极BH 2O2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海水电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg2e =
30、Mg2 ，H 2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H 2O22e =2OH (由于电解质为中性溶液，则生成 OH )，A、B 项错误，C 项正确；原电池电解质溶液中 Cl 向负极移动，D 项错误。3(2010江苏，11)下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )- 15 -A该系统中只存在 3 种形式的能量转化B装置 Y 中负极的电极反应式为：O 22H 2O4e =4OHC装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置 X、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化答案 C解析 太阳能电池利用光能转化为电能可直接作用于工作马达实现了电能与机械
31、能的转化；在装置 X 中，电解水生成 H2、O 2，实现了电能与化学能的转化；在装置 Y 中构成燃料电池，化学能转化为电能，作用于马达实现了电能与机械能的转化，A、D 错误；氢氧燃料电池的负极上应是 H2参加反应，B 错误；装置 X 能利用光能实现 H2、O 2、H 2O 的循环再生，C 正确。各省市两年高考1(2014新课标全国卷，12)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )Aa 为电池的正极B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1x Mn2O4xLiC放电时，a 极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中 Li 从 b 向 a 迁移答案 C解析
32、 图示所给出的是原电池装置。A 项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即 b 为负极，a 为正极，故正确；B 项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确；C 项，放电时，a 极为原电池的正极，发生还原反应的是 Mn 元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确；D 项，放电时为原电池，锂离子应向正极(a 极)迁移，故正确。2(2014天津理综，6)已知：锂离子电池的总反应为 LixCLi 1x CoO2 CLiCoO 2 放 电 充 电- 16 -锂硫电池的总反应为 2LiS Li2S 放 电 充 电有关上述两种电池说法正确的是( )A锂离子电
33、池放电时，Li 向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电答案 B解析 锂离子电池放电时，为原电池，阳离子 Li 移向正极，A 错误；锂硫电池充电时，为电解池，锂电极发生还原反应生成 Li，B 正确；电池的比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的多少，两种电池材料不同，显然其比能量不同，C 错误；由图可知，锂离子电池的电极材料为 C 和 LiCoO2，应为该电池放电完全所得产物，而锂硫电池的电极材料为 Li 和 S，应为该电池充电完全所得产物，故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程，D 错误。3(2014浙江理综
34、，11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2M= =NiOOHMH已知：6NiOOHNH 3H 2OOH =6Ni(OH)2NO 2下列说法正确的是( )ANiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为 NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH B充电过程中 OH 离子从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：H 2OMe =MHOH ，H 2O 中的 H 被 M 还原DNiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液答案 A解析 A 项，放电过程中，NiOOH
35、得电子，化合价降低，发生还原反应，该项正确；B 项，充电过程中发生电解池反应，OH 从阴极向阳极迁移，该项错误；C 项，充电过程中，阴极 M 得到电子，M 被还原，H 2O 中的 H 化合价没有发生变化，该项错误；D 项，NiMH 在 KOH 溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项错误。4(2014大纲全国卷，9)下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi 电池)。下列有关说法不正确的是( )- 17 -A放电时正极反应为 NiOOHH 2Oe Ni(OH) 2OH B电池的电解液可为 KOH 溶液C充电时负极反应为 MHOH H 2OMe DMH 是一类储氢材料，
36、其氢密度越大，电池的能量密度越高答案 C解析 A 项，在原电池的负极发生的是氧化反应，在原电池的正极发生的是还原反应，分析化合价的升降，正确；B 项，因为该电池为金属氢化物镍电池，又有 Ni(OH)2等产生，因此可用碱性溶液作电解质溶液，正确；C 项，该反应为放电时的负极反应，错误；D 项，氢密度越大，单位体积内放出的电量越多，电池的能量密度越高，正确。5(2014福建理综，11)某原电池装置如图所示，电池总反应为 2AgCl 2=2AgCl。下列说法正确的是( )A正极反应为 AgCle =AgCl B放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之
37、改变D当电路中转移 0.01mole 时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02mol 离子答案 D解析 根据电池总反应可以看出 Cl2得电子，Ag 失电子，所以在原电池中 Cl2在正极上发生还原反应，Ag 在负极上发生氧化反应。正极反应为 Cl22e =2Cl ，A 项错误；因为电解质溶液为盐酸，所以负极上 Ag 失电子生成的 Ag 随即与附近的 Cl 反应，B 项错误；用氯化钠代替盐酸后，电极反应不发生改变，C 项错误；当电路中转移 0.01mole 时，负极生成0.01molAg ，由于 Ag Cl =AgCl，所以消耗 0.01molCl ，由于电荷守恒，同时有0.01molH 通过阳离子交
38、换膜转移至右侧溶液中，D 项正确。6(2013新课标全国卷，11)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔 Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )- 18 -A电池反应中有 NaCl 生成B电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C正极反应为 NiCl22e =Ni2Cl D钠离子通过钠离子导体在两电极间移动答案 B解析 结合蓄电池装置图，利用原电池原理分析相关问题。A 项，负极反应为Nae =Na ，正极反应为 NiCl22e =Ni2Cl ，故电池反应中有 NaCl 生成；B 项，电池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C 项，正极上 N
39、iCl2发生还原反应，电极反应为NiCl22e =Ni2Cl ；D 项，钠在负极失电子，被氧化生成 Na ，Na 通过钠离子导体在两电极间移动。7(2013新课标全国卷，10)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了 Ag2S 的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是( )A处理过程中银器一直保持恒重B银器为正极，Ag 2S 被还原生成单质银C该过程中总反应为 2Al3Ag 2S=6AgAl 2S3D黑色褪去的原因是黑色 Ag2S 转化为白色 AgCl答案 B解析 铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电
40、池装置，铝作负极，变质的银器作正极。负极反应式为 Al3e =Al3 ，正极反应式为 Ag2S2e =2AgS 2 。Al 3 与 S2 在溶液中不能大量共存，能发生水解相互促进反应 2Al3 3S 2 6H 2O=2Al(OH)33H 2S，故原电池总反应为 2Al3Ag 2S6H 2O=6Ag2Al(OH) 33H 2S，故 B 项正确，C 项错误；A 项，原电池反应是自发进行的氧化还原反应，银器中 Ag2S 被还原成 Ag，质量减轻，A 项错误；D项，黑色褪去的原因是黑色的 Ag2S 转化为 Ag，D 项错误。8(2013安徽理综，10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电
41、池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为 PbSO42LiClCa= =CaCl2Li 2SO4Pb。- 19 -下列有关说法正确的是( )A正极反应式：Ca2Cl 2e =CaCl2B放电过程中，Li 向负极移动C每转移 0.1mol 电子，理论上生成 20.7gPbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转答案 D解析 正极应得到电子发生还原反应，A 错误；放电时为原电池，阳离子移向正极，B 错误；每转移 0.1mol 电子，根据电子守恒，应生成 0.05molPb，质量为 10.35g，C 错误；常温下，电
42、解质不能熔融形成自由移动的离子，所以不能导电，故指针不偏转，D 正确。9(2013高考试题组合)(1)2013广东理综，33(2)(3)能量之间可相互转化：电解食盐水制备 Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO 4(aq)，FeSO 4(aq)，CuSO 4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(见下图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO 4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在上述的材料中应选_作阳极。(2)2013北京理综
