（人教通用版）2022高考化學(xué)新一線大一輪復(fù)習(xí) 第六章 第2講 原電池 化學(xué)電源講義+精練（含解析）

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1、（人教通用版）2022高考化學(xué)新一線大一輪復(fù)習(xí) 第六章 第2講 原電池 化學(xué)電源講義+精練（含解析） 【2019·備考】 最新考綱：1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用。2.能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。3.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理。 考點(diǎn)一　原電池的工作原理及其應(yīng)用 (頻數(shù)：★★☆　難度：★☆☆) 1．概念和反應(yīng)本質(zhì) 原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。 2．原電池的構(gòu)成條件 (1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。 (2)二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。 (3)三看是否形成

2、閉合回路，形成閉合回路需三個(gè)條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。 3．工作原理 以鋅銅原電池為例 (1)反應(yīng)原理 電極名稱 負(fù)極 正極 電極材料 鋅片 銅片 電極反應(yīng) Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反應(yīng)類型 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 電子流向 由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片 自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)并不一定是電極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，也可能是電極與溶解的氧氣等發(fā)生反應(yīng)，如將鐵與石墨相連插入食鹽水中。 4．原電池原理的應(yīng)用 (1)加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速

3、率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。 (2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。 (3)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源 ①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。 ②根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液。 1．(RJ必修2·P42“實(shí)踐活動(dòng)”改編)如圖所示是一位同學(xué)在測(cè)試水果電池，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．若金屬片A是正極，則該金屬片上會(huì)產(chǎn)生H2 B．水果電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．此水果發(fā)電的原理是電磁感應(yīng) D．金屬片A、B可以一個(gè)是銅片，另一個(gè)

4、是鐵片 答案　C 2．(溯源題)(2016·上?；瘜W(xué)，8)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示________。 ①銅棒的質(zhì)量?、赾(Zn2＋)　③c(H＋)?、躢(SO) 答案?、? 探源：本考題源于教材RJ選修4 P71“圖4-1鋅銅原電池裝置”，對(duì)原電池的工作原理進(jìn)行了考查。 題組一　原電池基礎(chǔ) 1．基礎(chǔ)知識(shí)判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×” (1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極(　　) (2)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)(　　) (3)在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定要

5、發(fā)生氧化反應(yīng)(　　) (4)在鋅銅原電池中，因?yàn)橛须娮油ㄟ^(guò)電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生(　　) (5)CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(　　) (6)在內(nèi)電路中，電子由正極流向負(fù)極(　　) (7)某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)× 2．課堂學(xué)習(xí)中，同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流計(jì)、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(　　

6、) A．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置 B．原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成 C．圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時(shí)，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流 D．圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時(shí)，電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片 解析　D項(xiàng)，電極a為負(fù)極，電子由負(fù)極(鋅片)流出。 答案　D 【反思?xì)w納】 規(guī)避原電池工作原理的3個(gè)失分點(diǎn) 　(1)原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導(dǎo)線連接兩個(gè)電極，也可以是兩電極相接觸。 (2)電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。 (3)無(wú)論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。 題組二　原電池

7、原理的應(yīng)用 3．用a、b、c、d四種金屬按表中所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列敘述中正確的是(　　) 甲 乙 丙 實(shí)驗(yàn) 裝置 現(xiàn)象 a不斷溶解 c的質(zhì)量增加 a上有氣泡產(chǎn)生 A.裝置甲中的b金屬是原電池的負(fù)極 B．裝置乙中的c金屬是原電池的陰極 C．裝置丙中的d金屬是原電池的正極 D．四種金屬的活潑性順序：d>a>b>c 解析　甲中a溶解說(shuō)明a是負(fù)極，活潑性a>b，A錯(cuò)誤；原電池用正極或負(fù)極命名電極，B錯(cuò)誤，由乙中現(xiàn)象知活潑性b>c；丙中d是負(fù)極，活潑性d>a，C錯(cuò)誤；綜上可知D正確。 答案　D 4．某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組欲以鎂條、鋁片為電極，以稀NaO

8、H溶液為電解質(zhì)溶液設(shè)計(jì)原電池。 (1)給你一只電流表，請(qǐng)你畫(huà)出該原電池的示意圖，并標(biāo)出正負(fù)極。 (2)一段時(shí)間后，鋁片發(fā)生的電極反應(yīng)式是______________________________ ________________________________________________________________； 鎂條表面只有極少量的氣泡產(chǎn)生，則鎂電極產(chǎn)生的主要反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________________________________________。 解析　鋁能夠與NaOH溶液反應(yīng)，所以作原電池的負(fù)極，而鎂與NaOH

9、溶液不反應(yīng)，故作原電池的正極。 答案　(1)如圖所示 (2)Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 【規(guī)律總結(jié)】 原電池設(shè)計(jì)程序 在設(shè)計(jì)原電池裝置時(shí)，首先要書(shū)寫(xiě)出總氧化還原反應(yīng)的離子方程式，確定原電池的正、負(fù)極，再把總反應(yīng)的離子方程式拆寫(xiě)成氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng))和還原反應(yīng)(正極反應(yīng))。 熱點(diǎn)說(shuō)明：相對(duì)于常規(guī)原電池，鹽橋原電池能減少副反應(yīng)，提高電池的供電效率。一些原電池裝置考查題，常帶有鹽橋，正確理解鹽橋作用，注意鹽橋中的離子移向是解題關(guān)鍵。 1．鹽橋的構(gòu)成 鹽橋里的物質(zhì)一般是強(qiáng)電解質(zhì)而且不與兩池中電解質(zhì)反應(yīng)，教材中常使用裝有

10、飽和KCl瓊脂溶膠的U形管，離子可以在其中自由移動(dòng)，這樣溶液是不致流出來(lái)的。 2．鹽橋的作用 (1)連接內(nèi)電路，形成閉合回路；(2)平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。 3．單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比 圖1和圖2兩裝置的比較 相同點(diǎn) 正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象 負(fù)極：Zn－2e－===Zn2＋ 正極：Cu2＋＋2e－===Cu 總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 不同點(diǎn) 圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會(huì)有一部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會(huì)升高。圖2中Zn和CuSO4溶液

11、在兩個(gè)池子中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與Cu2＋直接反應(yīng)的過(guò)程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 關(guān)鍵點(diǎn) 鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū) [模型解題] 　鹽橋原電池裝置分析 1．一定條件下，實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示裝置，通過(guò)測(cè)電壓求算Ksp(AgCl)。工作一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量均增大。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．右池中的銀電極作負(fù)極 B．正極反應(yīng)為Ag－e－===Ag＋ C．總反應(yīng)為Ag＋＋Cl－===AgCl↓ D．鹽橋中的NO向右池方向移動(dòng) 解析　若“右池中的銀電極作負(fù)極”，Ag失去電子被氧化為Ag＋：Ag－e－===

12、Ag＋，電極質(zhì)量減輕，不符合題干中的信息“兩電極質(zhì)量均增大”，A項(xiàng)錯(cuò)誤。該裝置圖很容易讓考生聯(lián)想到鹽橋電池，抓住“兩電極質(zhì)量均增大”判斷，若左池Ag失去電子被氧化為Ag＋，Ag＋再結(jié)合溶液中的Cl－生成AgCl：Ag－e－＋Cl－===AgCl，即左池的銀失去電子作負(fù)極；此時(shí)右池電解質(zhì)溶液中的Ag＋在銀電極表面得到電子被還原為Ag：Ag＋＋e－===Ag，即右池的銀電極為正極；兩個(gè)電極反應(yīng)式相加得到總反應(yīng)：Ag＋＋Cl－===AgCl↓；綜上所述，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。根據(jù)“陰陽(yáng)相吸”可判斷鹽橋中的NO向負(fù)極方向(即左池)移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 2．事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放

13、熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________(填序號(hào)，下同)。 a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH>0 b．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH<0 c．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH<0 若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，其正極的電極反應(yīng)為_(kāi)___________________________________________________________。 某同學(xué)用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂－KNO3的U形管)

14、設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，如圖所示，下列判斷中正確的是________。 a．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，左側(cè)燒杯中NO濃度不變 b．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池能繼續(xù)工作 c．若開(kāi)始時(shí)用U形銅代替鹽橋，裝置中無(wú)電流產(chǎn)生 d．若開(kāi)始時(shí)用U形銅代替鹽橋，U形銅的質(zhì)量不變 解析　根據(jù)題中信息，設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，排除a，根據(jù)已學(xué)知識(shí)，原電池反應(yīng)必是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，排除c。原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，由于是堿性介質(zhì)，則電極反應(yīng)中不應(yīng)出現(xiàn)H＋，故正極的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。該原電池的工作原理是Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，鹽橋起形成閉合回路和平衡電荷的作用，因此

15、當(dāng)電池工作時(shí)，鹽橋中的NO向負(fù)極移動(dòng)，因此左側(cè)燒杯中NO的濃度將增大，a錯(cuò)誤。當(dāng)取出鹽橋，不能形成閉合回路，電池處于斷路狀態(tài)，不能繼續(xù)工作，b錯(cuò)誤。若開(kāi)始時(shí)用U形銅代替鹽橋，則左側(cè)燒杯相當(dāng)于電解裝置，而右側(cè)燒杯相當(dāng)于原電池裝置，電極反應(yīng)從左往右依次為陽(yáng)極：Cu－2e－===Cu2＋，陰極：Cu2＋＋2e－===Cu，負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋，正極Ag＋＋e－===Ag，由此可知c錯(cuò)誤、d正確。 答案　b　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　d 　可逆反應(yīng)中的“鹽橋” 3．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(　　)

16、 A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原 C．電流表讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) D．電流表讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極 解析　由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流表讀數(shù)為零時(shí)，F(xiàn)e3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；D項(xiàng)，在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動(dòng)，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。 答案　D 4．(原創(chuàng)題)已知反應(yīng)AsO＋2I－＋2

17、H＋AsO＋I(xiàn)2＋H2O是可逆反應(yīng)。設(shè)計(jì)如圖裝置(C1、C2均為石墨電極)，分別進(jìn)行下述操作： Ⅰ.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸 Ⅱ.向B燒杯中逐滴加入40% NaOH溶液 結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 試回答下列問(wèn)題： (1)兩次操作過(guò)程中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？___________________________ ______________________________________________________________。 (2)兩次操作過(guò)程中指針偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槭裁聪喾?？試用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋之。_________________________________

18、_______________________________ _______________________________________________________________。 (3)操作Ⅱ過(guò)程中，鹽橋中的K＋移向________燒杯溶液(填“A”或“B”)。 (4)Ⅰ操作過(guò)程中，C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)__________________________。 答案　(1)兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 (2)(Ⅰ)加酸，c(H＋)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，AsO得電子，I－失電子，所以C1極是負(fù)極，C2極是正極。(Ⅱ)加堿，c(OH－)增大，平衡向逆反應(yīng)方

19、向移動(dòng)，AsO失電子，I2得電子，此時(shí)，C1極是正極，C2極是負(fù)極。故化學(xué)平衡向不同方向移動(dòng)，發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同 (3)A　(4)2I－－2e－===I2 考點(diǎn)二　化學(xué)電源 (頻數(shù)：★★★　難度：★★★) 1．一次電池 (1)堿性鋅錳干電池(圖一) 圖一 負(fù)極材料：Zn 電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正極材料：碳棒 電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 (2)鋅銀電池(圖二) 圖二 負(fù)極材

20、料：Zn 電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正極材料：Ag2O 電極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 2．二次電池 鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，總反應(yīng)為 Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l) 3．燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種： 種類 酸性 堿性 負(fù)極反應(yīng)式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正極反應(yīng)式 O2＋4H＋＋4e－===2H2O

21、O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 電池反應(yīng)式 2H2＋O2===2H2O 探源：書(shū)寫(xiě)燃料電池的電極反應(yīng)時(shí)，要注意溶液的酸堿性，介質(zhì)的酸堿性對(duì)半反應(yīng)及總反應(yīng)書(shū)寫(xiě)的影響。 1．教材知識(shí)思考(RJ選修4 P78“科學(xué)視野”微型燃料電池) 微型燃料電池是采用甲醇(質(zhì)子交換膜)取代氫作燃料設(shè)計(jì)而成的，性能良好，有望取代傳統(tǒng)電池，說(shuō)出此微型燃料電池的優(yōu)點(diǎn)，并寫(xiě)出電池的負(fù)極反應(yīng)。 提示　優(yōu)點(diǎn)①電池設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單； ②和傳統(tǒng)充電電池比電池的能量密度高。 負(fù)極反應(yīng)：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋ 2．(RJ選修4·P783改編)鎘鎳可充電電池的充、放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd＋2

22、NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，由此判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．放電時(shí)，Cd作負(fù)極 B．放電時(shí)，NiO(OH)作負(fù)極 C．電解質(zhì)溶液為堿性溶液 D．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2 答案　B 3．(溯源題)(2017·課標(biāo)全國(guó)Ⅲ，11)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。判斷下列說(shuō)法是否正確 (1)電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4(　　) (2)電池工作時(shí)，外電路中

23、流過(guò)0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.14 g(　　) (3)石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性(　　) (4)電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)× 探源：本考題源于RJ選修4 P76“二次電池”及其知識(shí)拓展，對(duì)常見(jiàn)及新型電源的工作原理及電極反應(yīng)進(jìn)行了考查。 題組　教材常見(jiàn)傳統(tǒng)電池的分析判斷與拓展 1．鉛蓄電池的工作原理為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研讀下圖，下列判斷正確的是(　　) A．K閉合時(shí)，d電極的電極反應(yīng)式：PbSO4＋2e－===Pb＋SO B．當(dāng)電路中通過(guò)0.

24、2 mol電子時(shí)，Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 mol C．K閉合時(shí)，Ⅱ中SO向c電極遷移 D．K閉合一段時(shí)間后，Ⅱ可單獨(dú)作為原電池，d電極為負(fù)極 解析　根據(jù)圖示，K閉合時(shí)，Ⅰ為原電池，a為正極，b為負(fù)極，Ⅱ?yàn)殡娊獬?，c為陰極，d為陽(yáng)極。d為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋ 4H＋＋SO，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)鉛蓄電池的總反應(yīng)知，電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，Ⅰ中消耗0.2 mol H2SO4，B項(xiàng)正確；K閉合時(shí)，Ⅱ中SO向陽(yáng)極(d極)遷移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；K閉合一段時(shí)間后，c電極析出Pb，d電極析出PbO2，電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液，此時(shí)可以形成鉛蓄電池，d電極

25、作正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 2．由我國(guó)科學(xué)家研發(fā)成功的鋁錳電池是一種比能量很高的新型干電池，以氯化鈉和稀氨水混合溶液為電解質(zhì)，鋁和二氧化錳—石墨為兩極，其電池反應(yīng)為Al＋3MnO2＋3H2O===3MnO(OH)＋Al(OH)3。下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說(shuō)法不正確的是(　　) A．二氧化錳—石墨為電池正極 B．負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋3NH3·H2O===Al(OH)3＋3NH C．OH－不斷由負(fù)極向正極移動(dòng) D．每生成1 mol MnO(OH)轉(zhuǎn)移1 mol電子 解析　由電池反應(yīng)方程式知，鋁為電池負(fù)極，鋁失去電子轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，A、B正確；陰離子移向負(fù)極，C錯(cuò)誤；由反應(yīng)

26、中錳元素價(jià)態(tài)變化知D正確。 答案　C 3．電池在現(xiàn)代社會(huì)中具有極其廣泛的應(yīng)用。 (1)銀鋅蓄電池是人造衛(wèi)星所使用的高能電池之一，其放電時(shí)的反應(yīng)是Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。則該電池的負(fù)極材料是________，放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________________________________________， 放電時(shí)負(fù)極區(qū)的pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (2)某氫氧燃料電池用固體金屬化合物陶瓷作電解質(zhì)(可電離出金屬離子和O2－)，兩極上發(fā)生的反應(yīng)為A極：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；B極：

27、_____________。 電子流動(dòng)的方向是________；假設(shè)該燃料電池工作時(shí)，每生成1 mol H2O(l)時(shí)產(chǎn)生的最大電能為240 kJ，則該電池的能量轉(zhuǎn)化效率為_(kāi)_______(H2的燃燒熱為285 kJ·mol－1，最大電能與所能釋放出的全部熱量之比)。 解析　(1)由總反應(yīng)式知鋅是負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O，故負(fù)極區(qū)的pH減小。(2)該燃料電池中，因A極上發(fā)生的是失去電子的反應(yīng)，故B極上是氧氣得到電子變成O2－的反應(yīng)，工作過(guò)程中A極失去電子而B(niǎo)極得到電子。能量轉(zhuǎn)化效率為×100%＝84.2 %。 答案　(1)鋅　Ag2O＋H2O＋2e－==

28、=2Ag＋2OH－　減小　(2)O2＋4e－===2O2－　由A極流向B極　84.2% 熱點(diǎn)說(shuō)明：隨著全球能源逐漸枯竭，研發(fā)、推廣新型能源迫在眉睫，因此，化學(xué)中的新型電源，成為科學(xué)家研究的重點(diǎn)方向之一，也成了高考的高頻考點(diǎn)。高考中的新型化學(xué)電源，一般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)高等特點(diǎn)。由于該類試題題材廣、信息新、陌生度大，因此許多考生感覺(jué)難度大。但應(yīng)用的解題原理仍然還是原電池的基礎(chǔ)知識(shí)，只要細(xì)心分析，實(shí)際上得分相對(duì)比較容易。 1．新型燃料電池(Fuel Cell) 燃料電池是利用氫氣、碳、甲醇、硼氫化物、天然氣等為燃料與氧氣或空氣進(jìn)行反應(yīng)，將化學(xué)能

29、直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。其特點(diǎn)是：(1)有兩個(gè)相同的多孔電極，同時(shí)電極不參與反應(yīng)(摻雜適當(dāng)?shù)拇呋瘎?。(2)不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)。(3)能量轉(zhuǎn)換率較高，超過(guò)80%(普通燃燒能量轉(zhuǎn)換率30%多)。 【解題模板】 2．可充電電池 對(duì)于一般的電池而言，充電電池具有一定的可逆性，在放電時(shí)，它是原電池裝置；在充電時(shí)，它是電解過(guò)程，是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、電量足、適合大功率、長(zhǎng)時(shí)間使用的電器。 【模型示例】　鎂及其化合物一般無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染，鎂電池放電時(shí)電壓高且平穩(wěn)，因此成為人們研制綠色電池所關(guān)注的重點(diǎn)。有一種鎂二次電池的反應(yīng)為xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。下列說(shuō)法

30、錯(cuò)誤的是(　　) A．放電時(shí)Mg2＋向正極移動(dòng) B．放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為Mo3S4＋2xe－===Mo3S C．放電時(shí)Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng) D．充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)為xMg2＋＋2xe－===xMg 【解題模板】 答案　C 3．電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)與判斷的三個(gè)步驟 步驟一：負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；正極上，溶液中陽(yáng)離子(或氧化性強(qiáng)的離子)得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，充電時(shí)則正好相反。 步驟二：兩電極轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒，符合正極反應(yīng)加負(fù)極反應(yīng)等于電池反應(yīng)的原則； 步驟三：注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，若反應(yīng)，一般要將電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反應(yīng)合并。 [模型解題

31、] 　“?？疾凰ァ钡娜剂想姵? 1．科學(xué)家設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜H2S燃料電池，實(shí)現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2S燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．電極a為電池的負(fù)極 B．電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．電路中每流過(guò)4 mol電子，在正極消耗44.8 L H2S D．每17 g H2S參與反應(yīng)，有1 mol H＋經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū) 解析　電極a上H2S轉(zhuǎn)化為S2，發(fā)生氧化反應(yīng)，則電極a為電池的負(fù)極，A項(xiàng)正確；電極b上O2轉(zhuǎn)化為H2O，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B項(xiàng)正確；負(fù)極反應(yīng)式為2

32、H2S－4e－===S2＋4H＋，電路中每流過(guò)4 mol電子，在負(fù)極消耗2 mol H2S，而不是正極，且題中未指明H2S所處的狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)2H2S－4e－===S2＋4H＋知，17 g(0.5 mol)H2S參與反應(yīng)，生成1 mol H＋經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)，D項(xiàng)正確。 答案　C 2．(2018·保定模擬)液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是(　　) A．b電極發(fā)生氧化反應(yīng) B．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式：N2H4＋4OH－－4e－==

33、=N2↑＋4H2O C．放電時(shí)，電流從a電極經(jīng)過(guò)負(fù)載流向b電極 D．其中的離子交換膜需選用陽(yáng)離子交換膜 解析　燃料電池燃料(N2H4)在負(fù)極(a電極)發(fā)生氧化反應(yīng)：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，總反應(yīng)為N2H4＋O2===N2＋2H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；放電時(shí)電流由正極流向負(fù)極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；OH－在正極生成，移向負(fù)極，所以離子交換膜應(yīng)讓OH－通過(guò)，故選用陰離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 　“起點(diǎn)高、落點(diǎn)低”的壓軸選擇題：可逆電池 3．已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC＋Li1－xCoO2C＋Li

34、CoO2； 鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li＋SLi2S。 有關(guān)上述兩種電池說(shuō)法正確的是(　　) A．鋰離子電池放電時(shí)，Li＋向負(fù)極遷移 B．鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng) C．理論上兩種電池的比能量相同 D．如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 解析　鋰離子電池放電時(shí)Li＋(陽(yáng)離子)向正極遷移，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋰硫電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為鋰失去電子變?yōu)殇囯x子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，二者的比能量不同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；題中裝置是鋰硫電池給鋰離子電池充電，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 4．科技工作者設(shè)計(jì)出的新型可充

35、電鋰—空氣電池如圖所示，該電池使用了兩種電解質(zhì)溶液，a極一側(cè)使用含有鋰鹽的有機(jī)電解液，b極一側(cè)使用水性電解液。下列有關(guān)這種電池的判斷正確的是(　　) A．放電時(shí)，a為負(fù)極，充電時(shí)，a為陰極 B．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為4OH－＋4e－===2H2O＋O2↑ C．充電時(shí)，Li＋通過(guò)離子交換膜的方向是從左到右 D．充電后，水性電解液的pH增大 解析　放電時(shí)，Li失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Li＋進(jìn)入有機(jī)電解液，a為負(fù)極，充電時(shí)，有機(jī)電解液中的Li＋得電子變?yōu)長(zhǎng)i，發(fā)生還原反應(yīng)，a為陰極，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，負(fù)極Li失電子，正極O2得電子與水生成OH－，故正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4

36、OH－，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，Li＋通過(guò)離子交換膜的方向是從右到左，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電后，水性電解液的pH增大，充電后pH減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　A 　其它新型、高效環(huán)保電池 5．環(huán)保、安全的鋁—空氣電池的工作原理如圖所示，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．NaCl的作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性 B．正極的電極反應(yīng)式為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．電池工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的pH不斷增大 D．用該電池做電源電解KI溶液制取1 mol KIO3，消耗鋁電極的質(zhì)量為54 g 解析　由圖示可知Al電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3，O2在正極反應(yīng)

37、：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，總反應(yīng)方程式為：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3↓，pH基本不變，A、B正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，1 mol KI制得1 mol KIO3轉(zhuǎn)移6 mol電子，消耗2 mol Al，即54 g鋁，正確。 答案　C 6．酶生物電池通常以葡萄糖作為反應(yīng)原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和輔酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(　　) A．該電池可以在高溫條件下使用 B．H＋通過(guò)交換膜從b極區(qū)移向a極區(qū) C．電極a是正極 D．電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為C6H12O6＋H2O－2e－===

38、C6H12O7＋2H＋ 解析　酶的主要成分為蛋白質(zhì)，在高溫條件下變性，喪失催化作用，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖示電子的移動(dòng)方向可知a為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：C6H12O6＋H2O－2e－===C6H12O7＋2H＋，b為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)：H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，H＋通過(guò)交換膜從a極移向b極，D項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　D [試題分析] (2016·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，11)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋ B．正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag C．電池放電時(shí)Cl－由正極

39、向負(fù)極遷移 D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 解題思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 我的答案：　　　　 考查意圖：本題主題是Cu－Zn型原電池電化學(xué)原理。綜合考查了原電池正負(fù)電極和離子移動(dòng)方向的判斷、離子反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、金屬的電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)；同時(shí)考查考生獲取新信息，并與已有知識(shí)整合成新的知識(shí)模塊解決實(shí)際問(wèn)題的能力。試題以新型 Mg－AgCl海水激活電池為情境，要求考生依據(jù)題干給予的電極材料信息判斷出電池正負(fù)極，進(jìn)而判斷電極反應(yīng)式；命題要求考生對(duì)于電化學(xué)反應(yīng)原理不僅要有感性認(rèn)識(shí)，還要應(yīng)用模型

40、思想、綜合相關(guān)模塊知識(shí)、辯證分析與解答具體問(wèn)題，題目較難。本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為0.352，區(qū)分度為0.261。 解題思路： 首先從題干信息“Mg－AgCl電池”所提供的電極材料判斷電池類型，屬于Cu－Zn型原電池，應(yīng)用模型思想推斷出電池電化學(xué)原理：活潑金屬M(fèi)g做負(fù)極，含金屬陽(yáng)離子的AgCl做正極，電池反應(yīng)式為：Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag；其次，判斷各選項(xiàng)正誤： B錯(cuò)誤，因?yàn)锳gCl難溶于水，正極發(fā)生還原反應(yīng)的Ag＋存在形式為AgCl，因而正極反應(yīng)式：AgCl＋e－===Ag＋Cl－。 答案　B [真題演練] 1．(2013·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，10)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，

41、這是生成了Ag2S的緣故，根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理，在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．處理過(guò)程中銀器一直保持恒重 B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀 C．該過(guò)程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 解析　本題要注意運(yùn)用“電化學(xué)原理”這個(gè)關(guān)鍵詞，由題干信息中Ag、Al、食鹽溶液構(gòu)成原電池的條件，Ag2S 是氧化劑，作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確。C項(xiàng)忽視了Al2S3在水溶液中發(fā)生完全的雙水解反應(yīng)，正確的方程式應(yīng)為2Al＋3Ag2S＋6

42、H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑。D項(xiàng)中黑色褪去的原因是Ag2S被還原成了Ag。 答案　B 2．(2014·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，12)2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．a(chǎn)為電池的正極 B．電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化 D．放電時(shí)，溶液中Li＋從b向a遷移 解析　圖示所給出的是原電池裝置。A項(xiàng)，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(fù)極，即b為負(fù)極，a為正極，正確；B項(xiàng)，電池充電時(shí)為電解池，反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆

43、反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)的是Mn元素，鋰元素的化合價(jià)沒(méi)有變化，不正確；D項(xiàng)，放電時(shí)為原電池，鋰離子應(yīng)向正極(a)極遷移，正確。 答案　C 3．(2015·課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．正極反應(yīng)中有CO2生成 B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 解析　由題意可知，微生物電池的原理是在微生物的作用下，O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將

44、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)正確；氧氣在正極反應(yīng)，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過(guò)，則正極反應(yīng)為：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒(méi)有CO2生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在負(fù)極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項(xiàng)正確；總反應(yīng)為：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項(xiàng)正確。 答案　A 4．(2016·課標(biāo)全國(guó)Ⅲ，11)鋅—空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陽(yáng)極移動(dòng) B．充

45、電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小 C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放電時(shí)，電路中通過(guò)2 mol電子，消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 解析　A項(xiàng)，充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陰極移動(dòng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)，總反應(yīng)方程式為2Zn(OH)2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O，所以電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在堿性環(huán)境中負(fù)極Zn失電子生成的Zn2＋將與OH―結(jié)合生成Zn(OH)，正確；D項(xiàng)，O2～4e－，故電路中通過(guò)2 mol電子，消耗氧氣0.5 mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)體積為11.2 L，錯(cuò)誤。 答案　C 一、選擇題 1．各式各樣

46、電池的迅速發(fā)展是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是(　　) A．手機(jī)上用的鋰離子電池可以用KOH溶液作電解液 B．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極 C．氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極上被還原 D．太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 解析　鋰能與水反應(yīng)，不能用水溶液作電解液，A錯(cuò)誤；鋅錳干電池中鋅失去電子生成Zn2＋為負(fù)極，B正確；氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化，C錯(cuò)誤；太陽(yáng)能電池的主要材料為硅，D錯(cuò)誤。 答案　B 2．分析如圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(　　) A．①②中Mg作負(fù)極，③④中Fe作負(fù)極 B．②中Mg作正極，正極反應(yīng)式為6H2O＋

47、6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ 解析　②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能與NaOH溶液反應(yīng)，Al失去電子作負(fù)極；③中Fe在濃HNO3中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)，失去電子作負(fù)極，則Fe作正極，A、C錯(cuò)誤；②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，負(fù)極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正確；④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===

48、4OH－，D錯(cuò)誤。 答案　B 3．按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生 B．甲、乙裝置中的能量變化均為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．裝置乙中的鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－===Zn2＋ 解析　裝置甲中鋅與稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氫氣，產(chǎn)生氣泡，裝置乙中形成銅鋅原電池，且鋅作負(fù)極，銅作正極，正極上H＋得電子生成氫氣，A項(xiàng)正確；裝置甲中沒(méi)有形成原電池，不存在化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置乙形成了原電池，鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計(jì)，可觀察到電流

49、計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C項(xiàng)正確；裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，D項(xiàng)正確。 答案　B 4．(2018·深圳模擬)如圖是課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．銅片表面有氣泡生成 B．裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換 C．如果將硫酸換成檸檬汁，導(dǎo)線中不會(huì)有電子流動(dòng) D．如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向不變 解析　銅鋅原電池中，Cu作正極，溶液中的氫離子在正極上得電子生成氫氣，所以Cu上有氣泡生成，故A正確；原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，LED燈發(fā)光時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為光能，故B正確；檸檬汁顯酸性也能作電解質(zhì)溶液，所以將硫酸

50、換成檸檬汁，仍然構(gòu)成原電池，所以導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，故C錯(cuò)誤；金屬性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正極，所以電路中的電流方向不變，故D正確。 答案　C 5．下列事實(shí)不能用原電池原理解釋的是(　　) A．將鎂粉、鐵粉和食鹽一塊加到水中迅速反應(yīng)放熱 B．鐵被鈍化處理后不易腐蝕 C．純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量CuSO4溶液后反應(yīng)速率加快 D．鍍層破損后，鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用 解析　將鎂粉、鐵粉和食鹽一塊加到水中，構(gòu)成原電池裝置，金屬鎂是負(fù)極，鎂和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，形成原電池可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，能用原電池原理解釋，A不符合題意；鐵被鈍化后，在金屬表面會(huì)形成一層致密的金屬氧化膜，保護(hù)內(nèi)部金

51、屬不易被腐蝕，不能用原電池原理解釋，B符合題意；純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量CuSO4溶液后，金屬鋅可以和硫酸銅反應(yīng)置換出銅，Zn、Cu、硫酸會(huì)構(gòu)成原電池裝置，Zn為負(fù)極，使得Zn和硫酸的反應(yīng)速率加快，能用原電池原理解釋，C不符合題意；鍍層破損后，鍍鋅鐵和潮濕空氣形成的原電池中，金屬Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護(hù)，鍍錫鐵和潮濕空氣形成的原電池中，金屬Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕速率加快，鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用，能用原電池原理解釋，D不符合題意。 答案　B 6．下面4種燃料電池的工作原理示意圖，其中正極的反應(yīng)產(chǎn)物為水的是(　　) 解析　A項(xiàng)，通空氣的電極作正極，正極反應(yīng)式：O2

52、＋4e－===2O2－，不符合題意；B項(xiàng)，通入氧氣的一極作正極，電解質(zhì)溶液是堿性溶液，電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，不符合題意；C項(xiàng)，通入空氣的一極作正極，電解質(zhì)傳遞H＋，正極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，符合題意；D項(xiàng)，通入氧氣一極作正極，依據(jù)電池內(nèi)部傳遞CO，正極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2CO，不符合題意。 答案　C 7．(2018·太原模擬)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電。在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列有關(guān)“水”電池在

53、海水中放電時(shí)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．正極反應(yīng)式為Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子 C．Na＋不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng) D．AgCl是還原產(chǎn)物 解析　由電池總反應(yīng)式知，反應(yīng)中銀作還原劑，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，AgCl是氧化產(chǎn)物，故A、D錯(cuò)；Na＋應(yīng)該移向正極，C錯(cuò)。 答案　B 8．一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)電極發(fā)生還原反應(yīng) B．H＋由右室通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室 C．b電極上的電極反應(yīng)式為2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O D．電池工作時(shí)，電流由a

54、電極沿導(dǎo)線流向b電極 解析　在a電極苯酚生成CO2，被氧化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即H＋向b電極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；b電極為正極，NO得到電子生成N2，電極反應(yīng)式為2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，C項(xiàng)正確；a電極是負(fù)極，b電極是正極，電池工作時(shí)，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 9．我國(guó)對(duì)可呼吸的鈉——二氧化碳電池的研究取得突破性進(jìn)展，該電池的總反應(yīng)式為：4Na＋3CO22Na2CO3＋C，其工作原理如圖所示(放電時(shí)產(chǎn)生的碳酸鈉固體儲(chǔ)存于碳納米管中)。關(guān)于該電池，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．充電時(shí)，Na＋從陽(yáng)極向陰極移動(dòng) B．可以用乙醇代替

55、TEGDME作有機(jī)溶劑 C．放電時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)負(fù)極質(zhì)量減輕23 g D．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C 解析　已知4Na＋3CO22Na2CO3＋C，放電時(shí)Na為負(fù)極，充電時(shí)Na金屬片連接電源的負(fù)極為陰極；A.充電時(shí)是電解池，Na＋從陽(yáng)極向陰極移動(dòng)，故A正確；B.Na能與乙醇反應(yīng)，不可代替TEGDME做有機(jī)溶劑，故B錯(cuò)誤；C.放電時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，負(fù)極氧化的鈉為1 mol，即質(zhì)量減輕23 g，故C正確；D.放電時(shí)，正極上CO2發(fā)生還原反應(yīng)生成C，發(fā)生的電極反應(yīng)為3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C，故D正確。

56、答案　B 10．金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。 已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面 B．比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池，Al-空氣電池的理論比能量最高 C．M-空氣電池放電過(guò)程的正極反應(yīng)式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n D．在Mg-空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)

57、沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽(yáng)離子交換膜 解析　A項(xiàng)，采用多孔電極可以增大電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，且有利于氧氣擴(kuò)散至電極的表面，正確；B項(xiàng)，單位質(zhì)量的Mg、Al、Zn釋放的電子分別為 mol、 mol、 mol，顯然鋁的比能量比Mg、Zn高，正確；C項(xiàng)，電池放電過(guò)程正極O2得電子生成OH－，但負(fù)極生成的金屬陽(yáng)離子不能透過(guò)陰離子交換膜移至正極，故正極不能生成M(OH)n，反應(yīng)式應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，為避免OH－移至負(fù)極而生成Mg(OH)2，可采用中性電解質(zhì)及陽(yáng)離子交換膜阻止OH－，正確。 答案　C 二、填空題 11．蓄電池是一種反復(fù)充電、放

58、電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)如下：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。 (1)此蓄電池在充電時(shí)，電池負(fù)極應(yīng)與外加電源的________極連接，電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________________________________________________。 (2)以銅為電極，用此蓄電池作電源，電解以下溶液，開(kāi)始階段發(fā)生反應(yīng)： Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑的有________。 A．稀硫酸 B．NaOH溶液 C．Na2SO4溶液 D．CuSO4溶液 E．NaCl溶液 (3)假如用此蓄

59、電池電解以下溶液(電解池兩極均為惰性電極)，工作一段時(shí)間后，蓄電池內(nèi)部消耗了0.36 g水，則：電解足量N(NO3)x溶液時(shí)某一電極析出了a g金屬N，則金屬N的相對(duì)原子質(zhì)量R的計(jì)算公式為R＝________(用含a、x的代數(shù)式表示)。 (4)熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)、CH4為燃料、空氣為氧化劑、稀土金屬材料為電極的新型電池。已知該熔融鹽電池的負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O，則正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________ _______________________________________________________

60、____。 解析　(1)此蓄電池在充電時(shí)，電池陰極應(yīng)與外加電源的負(fù)極連接，發(fā)生氫氧化亞鐵得電子的還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。 (2)以銅為電極，用此蓄電池作電源，則陽(yáng)極銅失去電子，根據(jù)總電極方程式可知陰極是氫離子得到電子，銅離子與氫氧根結(jié)合生成氫氧化銅沉淀，稀硫酸溶液顯酸性，不能生成氫氧化銅，A錯(cuò)誤；氫氧化鈉溶液顯堿性，陰極氫離子放電，可以產(chǎn)生氫氧化銅，B正確；銅電極電解硫酸鈉溶液，陰極氫離子放電，破壞水的電離平衡，產(chǎn)生氫氧化銅，C正確；銅電極電解硫酸銅溶液，開(kāi)始陰極銅離子放電，D錯(cuò)誤；銅電極電解氯化鈉溶液，陰極氫離子放電，破壞水的電離平衡，產(chǎn)生氫氧

61、化銅，E正確。 (3)假如用此蓄電池電解以下溶液(電解池兩極均為惰性電極)，工作一段時(shí)間后，蓄電池內(nèi)部消耗了0.36 g水，即0.02 mol水，根據(jù)方程式可知反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.02 mol電子。電解足量N(NO3)x溶液時(shí)某一電極析出了a g金屬N，則根據(jù)電子得失守恒可知，金屬N的相對(duì)原子質(zhì)量R的計(jì)算公式為R＝＝50ax。 (4)已知該熔融鹽電池的負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O，則正極是氧氣得到電子，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知，正極電極反應(yīng)式為2O2＋4CO2＋8e－===4CO。 答案　(1)負(fù)　Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ (2)B、C、E　(3

62、)50ax (4)O2＋2CO2＋4e－===2CO(或2O2＋4CO2＋8e－===4CO) 12．(1)某研究性學(xué)習(xí)小組為探究Fe3＋與Ag反應(yīng)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：按下圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))。 ①K閉合時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，石墨作________(填“正極”或“負(fù)極”)。 ②當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U形管中滴加幾滴FeCl2濃溶液，發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)，寫(xiě)出此時(shí)銀電極的反應(yīng)式：________________________________________ ________________________________________________________

63、____。 ③結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)分析，寫(xiě)出Fe3＋和Ag反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________________________________。 ④丙同學(xué)進(jìn)一步驗(yàn)證其結(jié)論：當(dāng)指針歸零后，向右側(cè)U形管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液，可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理

64、如下圖所示： ①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反應(yīng)式是_______________________ ______________________________________________________________。 ②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是_________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (3)鈷酸鋰電池的正極

65、采用鈷酸鋰(LiCoO2)，負(fù)極采用金屬鋰和碳的復(fù)合材料，該電池充放電時(shí)的總反應(yīng)式：LiCoO2＋6CLi1－xCoO2＋LixC6，寫(xiě)出放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)__________________________________________________。 (4)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl—KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。 ①放電過(guò)程中，Li＋向________填(“負(fù)極”或“正極”)移動(dòng)。 ②負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)______

66、___________________________________。 ③電路中每轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，理論上生成________ g Pb。 (5)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如下圖所示。 ①a電極的電極反應(yīng)式是________________________________________ _____________________________________________________________； ②一段時(shí)間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請(qǐng)依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因是_________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 解析?、貹閉合時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，石墨作正極。②當(dāng)指針歸零后，向左側(cè)U形管中滴加幾滴FeCl2濃溶液，發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明銀棒作正極，此時(shí)銀電極的反應(yīng)式Ag＋＋e－===Ag。③結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)分析，F(xiàn)e3＋和Ag反