1、第第 32 讲讲原电池原电池化学电源化学电源 复习目标1.理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和 总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。体会研制新型电池的重 要性。3.能够认识和书写新型化学电源的电极反应式。 考点一考点一原电池的工作原理及应用原电池的工作原理及应用 1原电池的概念及构成条件 (1)定义：把化学能转化为电能的装置。 (2)原电池的形成条件 能自发进行的氧化还原反应。 两个金属活动性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。 形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插
2、入电解质溶 液或熔融电解质中。 2工作原理(以锌铜原电池为例) 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 电极质量变 化 减小增大 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 盐桥作用 a.连接内电路形成闭合回路 b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电 流 3.电极的判断 4原电池的应用 (1)设计制作化学电源 (2)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)。 (3)加快化学反应速率：
3、氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 (1)NaOH 溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池() 错因：该反应不是氧化还原反应，没有电子转移。 (2)MgAl 形成的原电池，Mg 一定作负极() 错因：若是酸性介质 Mg 作负极，若是碱性介质 Al 作负极。 (3)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() (4)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极() 错因：电子不进入溶液，溶液中阴阳离子定向移动形成电流。 (5)在 Cu|CuSO4
4、|Zn 原电池中，正电荷定向移动的方向就是电流的方向，所以 Cu2 向负极移动 () 错因：在外电路中电流由正极流向负极，而在电解质溶液中，阳离子都由负极移向正极。 活泼性强的金属一定是原电池的负极吗？ 答案不一定。一般在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义： (1)“活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。 (2)在大部分原电池反应中，金属活泼性较强的作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外， 如： 冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动 性弱的铜与浓硝酸发生反应，作负极。 NaOH 溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与 NaO
5、H 溶液反应，作负极，而金属 活动性强的镁只能作正极。 题组一原电池装置及电极的判断 1在如图所示的 8 个装置中，属于原电池的是_。 答案 2将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是() A两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B两烧杯中溶液的 H 浓度都减小 C产生气泡的速率甲比乙慢 D甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 答案B 解析甲装置形成原电池，铜是正极，氢离子放电产生氢气，铜片表面有气泡产生；乙装置不能构成 原电池，锌与稀硫酸反应产生氢气，铜不反应，A 错误；两烧杯中溶液中的 H 均得到电子被还原为氢气， 因此氢离子浓度都减小，B 正确；形成原电池时反应速率加快，则产
6、生气泡的速率甲比乙快，C 错误；金 属性锌强于铜，则甲中铜片是正极，锌片是负极，乙中没有形成闭合回路，不能形成原电池，D 错误。 题组二原电池的工作原理 3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 =6OH3H2 C中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2 D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反应失去电子作负极，A、C
7、错；中电池总反应为 2Al2NaOH 2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为 2Al8OH 6e=2AlO 24H2O，二者相减得到正极反应式为 6H2O6e =6OH3H2，B 正确；中 Cu 是正极，电极反应式为 O22H2O4e=4OH，D 错。 4(2019北京朝阳区期末)某同学设计如下原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是() A该装置将化学能转化为电能 B负极的电极反应式是 AgI e=AgI C电池的总反应式是 Ag I=AgI D盐桥(含 KNO3的琼脂)中 NO 3从左向右移动 答案D 解析该装置是原电池装置，将化学能转化为电能，A 项正确；根据电子的移动方向，
8、可以推断出左 侧电极为负极，该电极反应式为 AgI e=AgI，B 项正确；该电极的总反应式是 AgI=AgI，C 项正确；左侧电极为负极，右侧电极为正极，NO 3带负电荷，向负极移动，所以 NO 3应该从右向左移动， D 项错误。 5某兴趣小组同学利用氧化还原反应 2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO4 8H2O 设计了如下原电池， 其中甲、 乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 1 molL 1， 盐桥中装有饱和 K2SO4 溶液。回答下列问题： (1)发生氧化反应的烧杯是_(填“甲”或“乙”)。 (2)外电路的电流方向为从_(填“a”或“b”，下
9、同)到_。 (3)电池工作时，盐桥中的 SO 2 4移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。 (4)甲烧杯中发生的电极反应为_。 答案(1)乙(2)ab(3)乙(4)MnO 48H 5e=Mn24H2O 解析根据题给氧化还原反应可知，甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为 MnO 48H 5e=Mn24H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为 Fe2e=Fe3；外电路的电 流方向从正极流向负极，即从 a 到 b；电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即 SO 2 4 移向乙烧杯。 (1)判断电极名称的基本方法是看电极反应物的反应类型，若电极反应物失去电子，发生氧化反
10、应则为 负极，反之为正极。 (2)双液铜、锌原电池(带盐桥)与单液原电池相比，最大的优点是 Zn 与氧化剂(Cu2 )不直接接触，仅有 化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，放电时间长。 (3)无论是原电池还是电解池，电子均不能通过电解质溶液，即电子不下水，离子不上线。 题组三金属活泼性比较 6M、N、P、E 四种金属，已知：MN2 =NM2；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( ) APMNEBENMP CPNMEDEPMN 答案A
11、 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。 7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() AabcdBbcda CdabcDabdc 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
12、，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。 题组四原电池的设计 8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
13、含 盐桥 答案(1)2Fe3 Cu=2Fe2Cu2 (2)Cu2e =Cu2 2Fe3 2e=2Fe2 (3) 不含盐 桥 含盐桥 9.可利用原电池装置证明反应 Ag Fe2=AgFe3能发生。 其中甲溶液是_，操作及现象是_。 答案FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加 KSCN 溶液，后 者红色加深 1原电池电极反应式书写 (1)负失氧、正得还。 (2)注意溶液的酸碱性，适当在电极反应式两边添加 H 、OH、H2O 等，以遵循电荷守恒和质量守恒。 (3)注意电极反应产物是否与电解质溶液反应。 (4)活泼金属不一定为负极，如镁、铝、氢氧化钠电池中，不活泼的铝为
14、负极。 2原电池电解质的选择 电解质是使负极放电的物质，因此一般情况下电解质溶液或者电解质溶液中溶解的其他物质(如溶液 中溶解的氧气)要能够与负极发生反应。 3原电池电极材料的选择 原电池的电极必须能导电；负极一般情况下能够与电解质溶液反应，容易失电子，因此负极一般是活 泼的金属材料；正极和负极之间只有产生电势差时，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种 材料。 考点二考点二常见化学电源及工作原理常见化学电源及工作原理 1一次电池 (1)碱性锌锰干电池 负极反应：Zn2OH 2e=Zn(OH)2； 正极反应：2MnO22H2O2e =2MnOOH2OH； 总反应：Zn2MnO22H2O
15、=2MnOOHZn(OH)2。 (2)锌银电池 负极反应：Zn2OH 2e=Zn(OH)2； 正极反应：Ag2OH2O2e =2Ag2OH； 总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。 (3)锂电池 LiSOCl2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 池总反应可表示为 4Li2SOCl2=4LiClSO2S。其中负极材料是 Li，电极反应式为 4Li4e =4Li ，正极反应式为 2SOCl24e=SO2S4Cl。 2二次电池 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。总反应为 Pb(s)PbO2(s) 2
16、H2SO4(aq) 放电 充电 2PbSO4(s)2H2O(l)。 特别提醒可充电电池充电时原来的负极连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极 作阳极，简记为负连负，正连正。 3氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，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 O22H2O4e =4OH 电池总反应式2H2O2=2H2O (1)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() 错因：MnO2是正极反应物，不是催化剂。 (2)可充电
17、电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应() 错因：可充电电池放电时是自发的原电池反应，充电时是非自发的电解池反应，条件不同。 (3)二次电池充电时，二次电池的阴极连接电源的负极，发生还原反应() (4)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应式为 2H24e =4H() 错因：碱性环境下负极反应式为 H22OH 2e=2H2O。 (5)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() 若燃料电池正极上发生反应的物质都是 O2，当电解质不同，常见的正极反应有哪几种情况？ 答案(1)酸性电解质溶液环境下正极反应式： O24H 4e=2H2O； (2)碱性电解质溶液环境下正极反应式： O22
18、H2O4e =4OH； (3)固体电解质(高温下能传导 O2 )环境下正极反应式： O24e =2O2； (4)熔融碳酸盐(如：熔融 K2CO3)环境下正极反应式： O22CO24e =2CO2 3。 题组一一次电池 1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。其工作示意图 如下。下列说法不正确的是() AZn 电极是负极 BAg2O 电极发生还原反应 CZn 电极的电极反应式：Zn2e 2OH=Zn(OH)2 D放电前后电解质溶液的 pH 保持不变 答案D 解析反应中锌失去电子，Zn 电极是负极，A 正确；Ag2O 得到电子，发生还原反应，B 正确；电
19、解 质溶液显碱性，Zn 电极的电极反应式：Zn2e 2OH=Zn(OH)2，C 正确；根据方程式可知消耗水，且 产生氢氧化锌，氢氧根浓度增大，放电后电解质溶液的 pH 升高，D 错误。 2由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液 为电解质，铝和二氧化锰石墨为两极，其电池反应为 Al3MnO23H2O=3MnOOHAl(OH)3。下列 有关该电池放电时的说法不正确的是() A二氧化锰石墨为电池正极 B负极反应式为 Al3e 3NH3H2O=Al(OH)33NH 4 COH 不断由负极向正极移动 D每生成 1 mol MnOOH 转移 1 mol 电子
20、答案C 解析由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为 Al(OH)3，A、B 正确；阴离子移向负 极，C 错误；由反应中锰元素价态变化知 D 正确。 3 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： (1)外电路的电流方向是由_(填“a”或“b”，下同)极流向_极。 (2)电池的正极反应式为_。 答案(1)ba(2)MnO2e Li=LiMnO2 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，MnO2作正极， 所
21、以电子流向是 ab， 电流方向则是 ba。(2)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 MnO2e Li=LiMnO2。 题组二二次电池的充放电 4如图是铅蓄电池构造示意图，下列说法不正确的是() A铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B电池工作时，电子由 Pb 板通过导线流向 PbO2板 C电池工作时，负极反应为 Pb2e SO2 4=PbSO4 D电池工作时，H 移向 Pb 板 答案D 5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
22、， 其充、放电反应按下式进行：Cd2NiOOH2H2O 放电 充电 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=NiOOHH2O B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减小 D放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动 答案AC 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=NiOOHH2O，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 Cd2
23、OH 2e=Cd(OH)2，Cd 电极周围 OH 的浓度减小，C 项正确；放电时电解质溶液中的 OH向负极移动，D 项错误。 (1)充电电池是既能将化学能转化为电能(放电)，又能将电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。需 要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。 (2)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反， 充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。 (3)书写化学电源的电极反应式和总反应方程式时，关键是抓住氧化产物和还原产物的存在形式。 题组三燃料电池 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，稀 H
24、2SO4为电解质溶液。下 列有关说法不正确的是() Aa 极为负极，电子由 a 极经外电路流向 b 极 Ba 极的电极反应式：H22e =2H C电池工作一段时间后，装置中 c(H2SO4)增大 D若将 H2改为 CH4，消耗等物质的量的 CH4时，O2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 ，A、B 项正确；总反应为 2H2O2=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：2H2O2=2H2O，CH42O2=CO22H2O，可
25、知消耗等 物质的量的 H2和 CH4，CH4消耗 O2较多，则 D 项正确。 7用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池示意图如下图所示，有关说法正确的是() A电极 2 发生还原反应 B电池工作时，Na 向负极移动 C电流由电极 1 经外电路流向电极 2 D电极 1 发生的电极反应为 2NH36OH 6e=N26H2O 答案AD 1(2020天津，11)熔融钠硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。如图中的电池反应为 2Na xS 放电 充电 Na2Sx(x53，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是() ANa2S4的电子式为 B放电时正极反应为 xS2Na 2e=Na2Sx CNa 和 Na2Sx分别
26、为电池的负极和正极 D该电池是以 Na-Al2O3为隔膜的二次电池 答案C 解析A 对， 四硫化 二钠属 于离子 化合物 ，其中 硫达到 8 电子 稳定结 构，其 电子式 为 ；B 对，根据总反应可知，放电时 S 在正极发生反应，电极反应为 xS2Na 2e=Na2Sx；C 错，电池正极是含碳粉的熔融硫；D 对，因为该电池可以充电，所以为二次电池，其 中 Na-Al2O3是隔膜，防止熔融钠与熔融硫直接反应。 2(2020海南，11)某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是() A电池可用于乙醛的制备 Bb 电极为正极 C电池工作时，a 电极附近 pH 降低 Da 电极的反应式为 O24
27、e 4H=2H2O 答案A 解析该电池将乙烯和水转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故 A 符合题意；a 电极为正极，b 电极 为负极，故 B 不符合题意；电池工作时，氢离子移向正极，电极反应式为 O24e 4H =2H2O，a 电极附近 pH 升高，故 C 不符合题意；a 电极为正极，发生还原反应，电极反应式为 O24e 4H=2H2O，故 D 不符合题意。 3(2020全国卷，12)科学家近年发明了一种新型 ZnCO2水介质电池。电池示意图如下，电极为 金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体 CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供 了一种新途径。 下列说法错误的是() A放电
28、时，负极反应为 Zn2e 4OH=Zn(OH)2 4 B放电时，1 mol CO2转化为 HCOOH，转移的电子数为 2 mol C充电时，电池总反应为 2Zn(OH)2 4=2ZnO24OH 2H2O D充电时，正极溶液中 OH 浓度升高 答案D 解析由装置示意图可知，放电时负极反应为 Zn2e 4OH=Zn(OH)2 4，A 项正确；放电时 CO2 转化为 HCOOH，C 元素化合价降低 2，则 1 mol CO2转化为 HCOOH 时，转移电子数为 2 mol，B 项正确； 由装置示意图可知充电时阳极产生 O2，阴极产生 Zn，C 项正确；充电时阳极上发生反应 2H2O4e =4H O2
29、，OH浓度降低，D 项错误。 4(2020全国卷，12)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如下图所示，其中在 VB2电极发生 反应： VB216OH 11e=VO3 42B(OH) 44H2O 该电池工作时，下列说法错误的是() A负载通过 0.04 mol 电子时，有 0.224 L(标准状况)O2参与反应 B正极区溶液的 pH 降低、负极区溶液的 pH 升高 C电池总反应为 4VB211O220OH 6H2O=8B(OH) 44VO3 4 D电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH 溶液回到复合碳电极 答案B 解析根据 VB2电极发生的反应 VB216OH 11e=VO3 42B(
30、OH) 44H2O，判断得出 VB2电极 为负极，复合碳电极为正极，电极反应式为 O24e 2H2O=4OH，所以电池总反应为 4VB211O2 20OH 6H2O=8B(OH) 44VO3 4，C 正确；负载通过 0.04 mol 电子时，有 0.01 mol 氧气参与反应，即标 准状况下有 0.224 L 氧气参与反应，A 正确；负极区消耗 OH ，溶液的 pH 降低，正极区生成 OH，溶液 的 pH 升高，B 错误。 5(2019全国卷，12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时 MV2 /MV在电极与 酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是() A相比现有工业合
31、成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B阴极区，在氢化酶作用下发生反应 H22MV2 =2H2MV C正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成 NH3 D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 答案B 解析由题图和题意知，电池总反应是 3H2N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电 池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A 项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应 MV e =MV2，为负极，不是阴极，B 项错误；正极区 N2在固氮酶作用下发生还原反应生成 NH3，C 项正确； 电池工作时，H 通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D 项正确。 一、选择
32、题：每小题只有一个选项符合题意。 1有关如图所示原电池的叙述不正确的是() A电子沿导线由 Cu 片流向 Ag 片 B正极的电极反应是 Ag e=Ag CCu 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D 2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，甲池中 c(SO2 4)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 解析A 项，由锌的活泼性大于铜可知，铜电极为正极，在
33、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，故甲池中 c(SO2 4)不变，错误；C 项，在乙池 中发生反应 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(Zn)M(Cu)，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，阴离子是不能通过阳离子交换膜的，错误。 3.(2019浙江 4 月选考，12)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。 下列说法不正确的是() A.甲：Zn2 向 Cu 电极方向移动，
34、Cu 电极附近溶液中 H浓度增加 B.乙：正极的电极反应式为 Ag2O2e H2O=2Ag2OH C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D.丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 答案A 解析Zn 较 Cu 活泼，作负极，Zn 失电子变 Zn2 ，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多， 吸引了溶液中的阳离子，因而 Zn2 和 H迁移至铜电极，H氧化性较强，得电子变 H2，因而 c(H)减小， A 项错误；Ag2O 作正极，得到来自 Zn 失去的电子，被还原成 Ag，结合 KOH 溶液作电解液，故电极反应 式为 Ag2O2e H2O=2Ag2OH，B 项正确；Zn 为
35、较活泼电极，作负极，发生氧化反应，电极反应 式为 Zn2e =Zn2，锌溶解，因而锌筒会变薄，C 项正确；铅蓄电池总反应式为 PbO2(s)Pb(s) 2H2SO4(aq) 放电 充电 2PbSO4(s)2H2O(l)，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸 性减弱，导电能力下降，D 项正确。 4MgAgCl 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 =Mg2 B正极反应式为 Ag e=Ag C电池放电时 Cl 由正极向负极迁移 D负极会发生副反应 Mg2H2O=Mg(OH)2H2 答案B 解析根据题意，Mg海水AgCl 电
36、池总反应式为 Mg2AgCl=MgCl22Ag。A 项，负极反应式 为 Mg2e =Mg2，正确；B 项，正极反应式为 2AgCl2e=2Cl2Ag，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 Mg2H2O=Mg(OH)2 H2，正确。 5.(2019海南，8 改编)微型银锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是 Ag/Ag2O 和 Zn，电解质 为 KOH 溶液，电池总反应为 Ag2OZnH2O=2AgZn(OH)2，下列说法正确的是() A.电池工作过程中，KOH 溶液浓度降低 B.电池工作过程中，电解液中 OH 向正极迁移 C.
37、负极发生反应 Zn2OH 2e=Zn(OH)2 D.正极发生反应 Ag2O2H 2e=AgH2O 答案C 6锂液态多硫电池具有能量密度高、储能成本低等优点，以熔融金属锂、熔融硫和多硫化锂 Li2Sx(2x8)分别作两个电极的反应物，固体 Al2O3陶瓷(可传导 Li )为电解质，其反应原理如图所示。 下列说法错误的是() A该电池比钠液态多硫电池的比能量高 B放电时，内电路中 Li 的移动方向为从 a 到 b CAl2O3的作用是导电、隔离电极反应物 D充电时，外电路中通过 0.2 mol 电子，阳极区单质硫的质量增加 3.2 g 答案D 解析电池提供 2 mol e 时，该电池对应 Li2S
38、x质量为(1432x)g，而钠液态多硫电池对应质量为(46 32x)g，故该电池比能量高，A 正确；由图分析知 a 为负极，b 为正极，Li 从 a 移向 b，B 正确；Al2O3 为固体电解质，能导电，同时将两极反应物隔开，C 正确；当外电路中通过 0.2 mol e 时，阳极区生成 0.1x mol 硫，故阳极区生成硫的质量为 3.2x g，D 错误。 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。 7(2020哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学模拟)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
39、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 Mg2 2e=Mg C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 子得电子生成 Mg，则放电时正极反应为 Mg2 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。 8.(20
40、20四川省内江市模拟)王浩天教授团队发明的制取 H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知： H2O2H H2O，Ka2.41012)下列说法不正确的是( ) A.b 极上的电极反应为 O2H2O2e =HO 2OH B.X 膜为选择性阳离子交换膜 C.催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率 D.每生成 1 mol H2O2，电极上流过 4 mol e 答案D 解析b 为正极，氧气得电子，b 极上的电极反应为 O2H2O2e =HO 2OH ，选项 A 正确；a 极发生 H22e =2H，X 膜为选择性阳离子交换膜，让 H进入中间，选项 B 正确；催化剂可促进反应 中电子的转移，加快反应速率，
41、选项 C 正确；氧元素由 0 价变成1 价，每生成 1 mol H2O2，电极上流过 2 mol e ，选项 D 错误。 9(2020合肥第一中学冲刺高考)锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列 有关说法正确的是() A充电时 n 接电源的负极，Zn2 通过阳离子交换膜由左侧流向右侧 B放电时每转移 1 mol 电子，负极区溶液质量减少 65 g C充电时阴极的电极反应式为 Zn2 2e=Zn D若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极也随之改变 答案AC 解析充电时 n 接电源的负极，Zn2 通过阳离子交换膜向阴极定向迁移，故由左侧流向右侧，A 正确； 放电时，负
42、极 Zn 溶解生成 Zn2 ，Zn2通过阳离子交换膜向正极定向迁移，故负极区溶液质量不变，B 错 误；若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正、负极不会改变，Zn 仍是负极，D 错误。 三、非选择题 10(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作 原理如下图所示： HS 在硫氧化菌作用下转化为 SO2 4的电极反应式是_。 若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_。 (2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 LiCl KCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池
43、总反应为 PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4 Pb。 放电过程中，Li 向_(填“负极”或“正极”)移动。 负极反应式为_。 电路中每转移 0.2 mol 电子，理论上生成_g Pb。 (3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。 a 电极的电极反应式是_； 一段时间后，需向装置中补充 KOH，请依据反应原理解释原因是_。 答案(1)HS 4H2O8e=SO2 49H HS 、SO2 4浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成 CO2放出电子 (2)正极Ca2Cl 2e=CaCl2 20.7 (3)2NH36e 6OH=N26H2O
44、发生反应 4NH33O2=2N26H2O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所 以要补充 KOH 解析(1)酸性环境中反应物为 HS ，产物为 SO2 4，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应 式：HS 4H2O8e=SO2 49H ；从质量守恒角度来说，HS、SO2 4浓度不会发生变化，只要有两 种细菌存在，就会循环把有机物氧化成 CO2放出电子。 (2)根据方程式，电路中每转移 0.2 mol 电子，生成 0.1 mol Pb，即 20.7 g。 (3)a 电极是通入 NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是 2NH3 6e 6OH=N26H2O；一段时间后，需向装置中补充 KOH，原因是发生反应 4NH33O2=2N2 6H2O，有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充 KOH。
