1、第18讲原电池化学电源专题6化学反应与能量变化考纲要求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。3.了解研制新型化学电源的重要性。考点一原电池的工作原理微专题17新型电源及电极反应式的书写考点二化学电源内容索引考能提升 探究高考明确考向课时作业考点一原电池的工作原理1.概念和反应本质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 。2.原电池的构成条件原电池的构成条件(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
2、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。知识梳理氧化还原反应3.工作原理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锌片铜片电极反应 反应类型 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 极，Cl移向 极Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化反应还原反应正负(2)盐桥的组成和作用a.盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。b.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。正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)在原电
3、池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(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，负极本身一定要发生氧化反应()(4)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生()深度思考深度思考(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()解题探究题组一原电池的形成条件及正负极的判断题组一原电池的形成条件及正负极的判断1.有关电化学知识的描述正确的是A.CaOH2O=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
4、的化学能转化为电能B.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成C.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D.原电池工作时，正极表面一定有气泡产生 答案该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错。(3)二次电池(可充电电池)COO22e=CO2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。2O28e4H2O=8OH(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()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_平衡电荷，使原电池不断产生
5、电流。D项，电池的总反应式：2CO(NH2)23O2=2CO22N24H2O，每净化1 mol CO(NH2)2，消耗1.放电时阴离子向负极移动，D项正确。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。(1)写出放电时的正、负极电极反应式。正极：；2.在如图所示的8个装置中，属于原电池的是 。答案 3.(2016扬州质检)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 3H2C.中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D.中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2 答案
6、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错；中电池总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO 4H2O，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。反思归纳反思归纳1.规避原电池工作原理的规避原电池工作原理的3个失分点个失分点(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)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向
7、移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)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。2.判断原电池正、负极的判断原电池正、负极的5种方法种方法说明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。题组二应用原电池原理比较金属活动性强弱题组二应用原电池原理比较金属活动性强弱4.有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：(1)A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极，活动性 ；(2)C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C，活动性 ；(3)A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量
8、气泡，活动性 ；ABCDAC 答案 答案 答案(4)B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，活动性 ；(5)用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性 。综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为 。答案 答案DBBEACDBE 5.(2016镇江一模)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分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B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A.ABCD B.CDABC.DABC D.ABDC
9、答案 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，说明金属活动性：AB；A、D与等物质的量浓度的盐酸反应，D比A反应剧烈，说明金属活动性：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。题组三聚焦题组三聚焦“盐桥盐桥”原电池原电池6.根据右图，下列判断中正确的是A.烧杯a中的溶液pH升高B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2 答案 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
10、，则O2在Fe电极发生还原反应：O22H2O4e=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。7.控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2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.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极 答案 解析由图示结合原电池原理分析可知，Fe3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；电流计读数为零时，Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率
11、，反应达到平衡状态，C正确；D项，在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。8.下图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO 2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2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，电流计(G)指针发生偏转B.甲组操作时，溶液颜色变浅C.乙组操作时，C2作正极D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2I 答案 解析装置中的反应，AsO 2I2HAsO I2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有
12、电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流计(G)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置B烧杯中加入NaOH溶液中，C2上发生：AsO 2e2OH=AsO H2O，电子沿导线到C1棒，I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。规律总结规律总结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。考点二化学电源1.日常生活中的三种电池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：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极反应：；总
13、反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池一次电池负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：。知识梳理Zn2OH2e=Zn(OH)2ZnAg2OH2O=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 ，正极材料是 。放电时的反应a.负极反应：；b.正极反应：；c.总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充电时的反应a.阴极反应：；b.阳极反应：；c.总反应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。注注 可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。PbPbO
14、22.“高效、环境友好高效、环境友好”的燃料电池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_正极反应式_O22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=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2H24OH4e=4H2OO24e4H=2H2O1.可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？深度思考深度思考 答案2.(1)氢氧燃料电池以KOH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 (填“减小”、“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH 。(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作
15、一段时间后，电解质溶液的浓度将 (填“减小”、“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH 。减小减小减小增大 答案 答案 解题探究1.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，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2O 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)2OHe=NiOOHH2OB.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向正极移动 答案 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
16、，Ni(OH)2作阳极，电极反应式为Ni(OH)2OHe=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Cd2OH2e=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。2.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2H2O2=2H2O，负极反应：H2CO 2e=H2OCO2。下列说法正确的是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C.正极反应为：2H2OO24e=4OHD.放电时CO 向
17、负极移动 答案 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O24e2CO2=2CO ，根据电子守恒，放电时负极消耗CO 与正极生成CO 的物质的量相等，电池中CO 的物质的量不变，故B、C错误；放电时阴离子向负极移动，D项正确。3.铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极板是惰性材料，电池总反应式为请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时：正极的电极反应式是 ；电解液中H2SO4的浓度将变 ；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加 g。小48 答案 解析原电池里正极上得电子，负极上失电子。根据电池总反应式负极反应为 2 mol 96 g 1 m
18、ol m求得m48 g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成 ，B电极上生成 ，此时铅蓄电池的正极、负极的极性将 。答案 解析PbPbO2对换电解池里与电源正极相连的电极(阳极)上失电子，与电源负极相连的电极(阴极)上得电子。则阳极反应为PbSO42H2O2e=PbO24HSO ；阴极反应为PbSO42e=PbSO 。根据图示，电解一段时间后，原PbO2极变成Pb，原Pb极变成PbO2，即铅蓄电池的正负极的极性对换。反思归纳反思归纳可充电电池常考查内容可充电电池常考查内容(1)充、放电时电极的判断。(2)充、放电时电极反应及反应类型的判断。(3)
19、充、放电时离子(外电路中电子的移动方向的判断)。(4)充、放电时电解质溶液离子浓度的变化，特别是酸、碱性的变化。微专题17新型电源及电极反应式的书写近几年高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，书写电极反应式已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤步骤一：写出
20、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，可先写出较易的电极反应式，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式：CH3OCH33O2=2CO23H2O正极：3O212H12e=6H2O负极：CH3OCH33H2O12e=2CO212H特别提醒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
21、的电极反应总结氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结负极H22e=2H(酸作介质)H22e2OH=2H2O(碱作介质)H22eO2=H2O(熔融金属氧化物作介质)H22eCO =H2OCO2(熔融碳酸盐作介质)正极O24e4H=2H2O(酸作介质)O24e2H2O=4OH(碱作介质)O24e=2O2(熔融金属氧化物作介质)O24e2CO2=2CO (熔融碳酸盐作介质)题组一判断正、负极，书写化学电源电极反应式题组一判断正、负极，书写化学电源电极反应式1.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。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2
22、=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 。专题训练专题训练 答案 解析锂4Li4e=4Li分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。负极材料为Li(还原剂)，4Li4e=4Li。(2)电池正极发生的电极反应为 。答案 解析2SOCl24e=4ClSSO2正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。2.MgAgCl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=Mg22Ag2Cl试书写该电池的正、负极电极反应式。答案负极：Mg2e=Mg2正极：2Ag
23、Cl2e=2Ag2Cl3.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4Al3O26H2O=4Al(OH)3；负极：；正极：。答案4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH题组二题组二“一池多变一池多变”的燃料电池的燃料电池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CH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O(2)碱性介质(如KOH)负极：；正极：；总反应式：。答案2O28e4H2O=8OH(3)固体电解质(高温
24、下能传导O2)负极：；正极：；总反应式：。CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2O 答案(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：；正极：；总反应式：。答案CH42O2=CO22H2O 题组三根据图示理解新型电源工作原理题组三根据图示理解新型电源工作原理5.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电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=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是A.正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B.放电过程中，Li向
25、负极移动C.每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD.常温时，在正负极间接上电流表，指针不偏转 答案 解析正极发生还原反应，故为PbSO42e=PbSO ，A项错误；放电过程为原电池，阳离子向正极移动，B项错误；每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol Pb，质量为10.35 g，C项错误；常温下，电解质不能熔化，不能形成原电池，故指针不偏转，D项正确。6.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是A.反应CH4H2O 3H2CO，每 消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H22OH 2e=2H2OC.电池工作时，
26、CO 向B电极移动D.电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO 答案 解析A项，则该反应中每消耗1 mol CH4转移6 mol电子，错误；B项，该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H22eCO =CO2H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为O24e2CO2=2CO ，正确。7.(2016扬州一模)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6 molL1的KOH溶液。(1)写出放电时的正、负极电极反应式。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式。
27、答案负极：H22e2OH=2H2O；正极：2NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH)22OH。阴极：2H2O2e=H22OH；阳极：2Ni(OH)22OH2e=2NiO(OH)2H2O。答案8.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。结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是ba。答案 解析ba(2)电池正极反应式为 。根据题目中
28、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MnO2eLi=LiMnO2。MnO2eLi=LiMnO2(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 。否电极Li是活泼金属，能与水反应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。答案 解析 答案 解析考能提升探究高考探究高考 明确考向明确考向1.(2015江苏，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是 答案 解析3456123456122.(2013江苏，9)Mg-
29、H2O2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A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2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 解析345612Mg-H2O2-海水电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg2e=Mg2，H2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H2O22e=2OH(由于电解质为中性溶液，则生成OH)，A项、B项错误，C项正确。由于负极阳离子(Mg2)增多，则Cl向负极移动平衡电荷，D错误。3456123.(2016全国卷，11)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的
30、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Age=AgC.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 解析345612根据题意，Mg海水AgCl电池总反应式为Mg2AgCl=MgCl22Ag。A项，负极反应式为Mg2e=Mg2，正确；B项，正极反应式为2AgCl2e=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 M g 2H2O=Mg(OH)2H2，正确。3456124.(2016全国卷，11)锌空气燃料电池可用作电
31、动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是A.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Zn4OH2e=Zn(OH)D.放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)答案 解析345612A项，充电时，电解质溶液中K向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应方程式为2Zn(OH)2ZnO24OH2H2O，所以电解质溶液中c(OH)逐渐增大，错误；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，O24e，故电路中通过2 mo
32、l电子，消耗氧气0.5 mol，在标准状况时体积为11.2 L，错误。3456125.(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.电池总反应为C6H12O66O2=6CO2 6H2O 答案 解析345612由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2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离子通过，则正极反应为O24e4H=2H2O，没有CO
33、2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O624e6H2O=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C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。3456126.(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A.a为电池的正极B.电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4 xLiC.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 解析345612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，
34、a为正极，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，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，不正确；D项，放电时为原电池，锂离子应向正极(a极)迁移，正确。345612课时作业一、单项选择题一、单项选择题1.下面4种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是12345678910111213 答案 解析A项，通空气的电极作正极，正极反应式：O24e=2O2，不符合题意；B项，通入氧气的一极作正极，电解质溶液是碱性溶液，电极反应式：O22H2O4e=4OH，不符合题意；C项，通入空气的一极作正极，电解质传递H，正极反应
35、式：O24H4e=2H2O，符合题意；D项，通入氧气一极作正极，依据电池内部传递CO ，正极反应式：O22CO24e=2CO ，不符合题意。123456789101112132.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不正确的是A.电流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：N2H44OH4e =N24H2OC.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
36、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 解析12345678910111213根据装置图可知，通入空气的一极是正极，发生还原反应，通入肼的一极是负极，发生氧化反应，电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，故A正确；负极是肼失去电子生成氮气的反应，结合电解质溶液，所以电极反应式是N2H44OH4e=N24H2O，故B正确；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，C正确；放电时K从负极向正极迁移，但负极中结合氢氧根离子，正极产生氢氧根离子，所以需选用氢氧根离子交换膜。123456789101112133.(20
37、16镇江高三模拟)化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示，下列关于描述正确的是A.电池工作时H移向负极B.该电池用的电解质溶液是KOH溶液C.甲电极反应式：CO(NH2)2H2O6e =CO2N26HD.电池工作时，理论每净化1 mol CO(NH2)2，消耗33.6 L O2 答案 解析12345678910111213A项，原电池中阳离子向正极移动，则电池工作时H移向正极，错误；B项，该原电池是酸性电解质，质子交换膜只允许氢离子通过，错误；C项，负极上是CO(NH2)2失电子生成二氧化碳和氮气，
38、则负极反应式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26H，正确；D项，电池的总反应式：2CO(NH2)23O2=2CO22N24H2O，每净化1 mol CO(NH2)2，消耗1.5 mol O2，则在标准状况下氧气为33.6 L，由于没说明是标准状况，所以氧气的体积不能求算，错误。123456789101112134.乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应：2CH2=CH2O2 2CH3CHO。下列有关说法正确的是A.该电池为可充电电池B.每有0.1 mol O2反应，则迁移H0.4 molC.正极反应式：CH2=CH22e2OH =CH3CHO
39、H2OD.电子移动方向：电极a磷酸溶液电极b 答案 解析12345678910111213A项，充电时，不能生成乙烯和氧气，不是充电电池，错误；B项，通入氧气的一极是正极，发生的反应是O24H4e=2H2O，所以每有0.1 mol O2反应，则迁移H 0.4 mol，正确；C项，正极发生还原反应，电极反应是O24H4e=2H2O，错误；D项，a极通入乙烯，是电池的负极，b极通入氧气，是电池的正极，电子从负极经外电路流向正极，不会通过磷酸溶液，错误。12345678910111213123456789101112135.(2017江苏省如东高级中学高三上学期第二次学情调研)最近美国科学家发明了一
40、种全天候太阳能电化学电池(OEC)结构如下图所示，两极分别是由溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的含钒离子(V2、V3)，(VO2、)组成。下列说法不正确的是A.该电池与硅太阳能电池供电原理相同 B.光照时，b极周围pH减小C.光照时，H由b极室透过半透膜进入a极室 D.夜间无光照时，a为电池的负极 答案 解析12345678910111213A项，硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能，是物理变化，而该电池是化学能转化为电能，两者原理不同，故A错误；B项，光照时，b极：VO2H2Oe=2H，所以氢离子浓度变大，pH减小，故B正确；C项，光照时，b极：VO2H2Oe=2H，产生氢离子，而氢
41、离子由b极室透过质子膜进入a极室，故C正确；D项，夜间无光照时，相当于蓄电池放电，a极的电极反应式为V2e=V3，发生氧化反应，是负极，故D正确。123456789101112136.(2017江阴市青阳中学高考化学限时训练)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列说法不正确的是A.在熔融电解质中，O2向正极定向移动B.电池的总反应是2C4H1013O2=8CO210H2OC.通入空气的一极是正极，电极反应为O24e=2O2D.通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H1026e13O2=4CO2 5H
42、2O 答案 解析12345678910111213A项，原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，错误；B项，电池的总反应与丁烷燃烧的化学方程式一致，为2C4H1 013O28CO210H2O，或由正负极电极反应式判断，正确；C项，通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O24e=2O2，正确；D项，丁烷具有还原性，为原电池的负极，被氧化，电极反应式为C4H1013O226e=4CO25H2O，正确。7.如图所示，装置()是一种可充电电池的示意图，装置()为电解池的示意图；装置()的离子交换膜只允许Na通过。已知电池充、放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3 Na2S43N
43、aBr。当闭合开关K时，X极附近溶液先变红色。下列说法中正确的是A.闭合K时，装置()中Na从右到左通过离子 交换膜B.闭合K时，A电极的电极反应为NaBr32Na 2e=3NaBrC.闭合K时，X电极的电极反应式为2Cl2e=Cl2D.闭合K时，当有0.1 mol Na通过离子交换膜，则X电极上析出气体在标准 状况下的体积为1.12 L 答案 解析12345678910111213A为负极，B为正极，阳离子移向原电池正极，所以Na从左到右通过离子交换膜，故A错误；A为负极，负极发生氧化反应，A电极的电极反应式：2Na2S22e=Na2S42Na，故B错误；X为阴极，发生还原反应，X极附近溶液
44、先变红色，X电极的电极反应式为2H2e=H2，故C错误；当有0.1 mol Na通过离子交换膜，说明有0.1 mol的电子转移，X电极上析出氢气0.05 mol，故D正确。123456789101112138.大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池(NiMH电池)正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确的是A.放电电池内部H向负极移动B.充电时，将电池的负极与外 接电源的正极相连C.充电时阳极反应为Ni(OH)2 OHe=NiOOHH2OD.放电时负极的电极反应式为MHnne=MnH 答案 解析12345678910111213A项，根据原电池工作原
45、理，阳离子向正极移动，错误；B项，充电时电池的负极要接电源的负极，电池的正极要接电源的正极，错误；C项，根据电池工作原理图，电池正极的电极反应式：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，充电是电解池，发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的，即阳极电极反应式：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，正确；D项，该电池的环境是碱性环境，不能有大量H存在，电极反应式：MHnnOHne=MnH2O，错误。12345678910111213二、不定项选择题二、不定项选择题9.蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为NiO2Fe2H2O Fe(OH)2Ni(OH)
46、2，下列有关该电池的说法中正确的是A.放电时电解质溶液显强酸性B.充电时阳极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2OC.放电时正极附近溶液pH增大D.充电时阴极附近溶液的碱性保持不变 答案 解析12345678910111213方程式有氢氧化物生成，所以电解质溶液一定是碱性的，A错误；充电时Ni(OH)2在阳极发生反应生成NiO2，电极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2O，B正确；放电时正极的反应为NiO22H2O2e=Ni(OH)22OH，有OH生成，溶液碱性增强，pH增大，C正确；D项，充电时阴极反应：Fe(OH)22e=Fe2OH，溶液的碱性增强，D错误。123456
47、7891011121310.(2016宿迁高三质检)铁镍蓄电池充放电时的总反应：FeNi2O33H2O Fe(OH)22Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB.电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O 答案 解析12345678910111213A项，根据方程式可知，生成物是氢氧化亚铁和氢氧化镍，则电池的电解液为碱性溶液，原电池中正极得到电子，则根据方程式可知正极为Ni2O3、负极为Fe，正确；B项，电池
48、放电时，负极铁失去电子转化为氢氧化亚铁，电极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2，正确；C项，电池充电过程中，阴极是氢氧化亚铁得到电子转化为铁和氢氧根离子，因此阴极附近溶液的pH升高，错误；D项，电池充电时，阳极失去电子，根据方程式可知该是氢氧化镍失去电子转化为Ni2O3，即电极反应式为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，正确。1234567891011121311.高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，充放电时的总反应式为3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列叙述正确的是A.放电时，负极反应式为3Zn6e6OH=3Zn(OH)
49、2B.放电时，正极区溶液的pH减小C.充电时，每转移3 mol电子，阳极有1 mol Fe(OH)3被还原D.充电时，电池的锌电极接电源的负极 答案 解析12345678910111213A项，根据总方程式可知，在放电时，负极反应为3Zn6e6OH=3Zn(OH)2，正确；B项，放电时，正极区不断消耗水，产生OH，所以溶液的pH增大，错误；C项，充电时，每转移3 mol电子，阳极有1 mol Fe(OH)3被氧化，错误；D项，充电时，电池的锌电极接电源的负极，正确。12345678910111213三、非选择题三、非选择题12.(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电
50、池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，理论消耗Zn g(已知F96 500 Cmol1)。0.2 答案 解析12345678910111213放电时高铁酸钾为正极，正极发生还原反应，电极反应式为FeO 4H2O3e=Fe(OH)35OH；若维持电流强度为1 A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为1106096 5000.006 217 6 mol。理论消耗Zn的质量0.006 217 6 mol2650.2 g(已知F96 500 Cmol1)。12345678910111213盐桥中盛有饱和KCl溶液，
