高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第21講 原電池 化學(xué)電源練習(xí)

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1、 第21講　原電池　化學(xué)電源 考綱要求　1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理。 考點(diǎn)一　原電池的工作原理及應(yīng)用 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

2、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(lèi)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 鹽橋中離子移向 鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負(fù)極 (2)鹽橋的組成和作用 ①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。 ②鹽橋的作用：a.連接內(nèi)電路，形成閉合回路；b.平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。 (1)理論上說(shuō)，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池(√) (2)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極(√)

3、 (3)用Mg、Al分別作電極，用NaOH溶液作電解液構(gòu)成的原電池，Mg為正極(√) (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)原電池工作時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)() (6)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負(fù)極() (7)一般來(lái)說(shuō)，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高(√) (8)由于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() 原電池正負(fù)極的判斷方法 (1)由組成原電池的電極材料判斷。一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬為_(kāi)_____極，活動(dòng)性

4、較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為_(kāi)_____極。 (2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷。電流由______極流向______極；電子由______極流向______極。 (3)根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動(dòng)方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽(yáng)離子移向______極，陰離子移向______極。 (4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來(lái)判斷。原電池的______極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其______極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 (5)根據(jù)現(xiàn)象判斷。一般情況下，溶解的一極為_(kāi)_____極，增重或有氣體逸出的一極為_(kāi)_____極。 答案　(1)負(fù)　正　(2)正　負(fù)　負(fù)　正　(3)正　負(fù)　(4)負(fù)　正　(5)

5、負(fù)　正　 提示　判斷電極時(shí)，不能簡(jiǎn)單地依據(jù)金屬的活動(dòng)性順序來(lái)判斷，要看反應(yīng)的具體情況，例如：Al在強(qiáng)堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負(fù)極，Mg作正極；Fe、Al在濃HNO3中鈍化，比Cu等金屬更難失電子，Cu等金屬作負(fù)極，F(xiàn)e、Al作正極。 題組一　原電池的工作原理 1．(1)下列裝置屬于原電池的是________。 (2)在選出的原電池中，________是負(fù)極，電極反應(yīng)為_(kāi)_________；________是正極，電極反應(yīng)為_(kāi)_________。 答案　(1)⑤　(2)Fe　Fe－2e－===Fe2＋　Cu　2H＋＋2e－===H2↑ 2．(2017信陽(yáng)質(zhì)檢)分析下

6、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，電極反應(yīng)式為6H2O＋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↑ 答案　B 解析?、谥蠱g不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al是負(fù)極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、C錯(cuò)；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＋4

7、H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正確；④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D錯(cuò)。 (1)Fe作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)，失2e－變成Fe2＋，而不是Fe3＋。 (2)書(shū)寫(xiě)某一極電極反應(yīng)式時(shí)，若書(shū)寫(xiě)困難，也可先寫(xiě)另一極的電極反應(yīng)式。用“減法”來(lái)處理，即用總的電極反應(yīng)式減去容易寫(xiě)出一極的電極反應(yīng)式(前提是電量守恒)。 題組二　聚焦“鹽橋”原電池 3．(2017太原市第五中學(xué)高三模擬)根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是(　　) A．燒杯a中的溶液pH降低 B．燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng) C．燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2

8、e－===H2↑ D．燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑ 答案　B 解析　由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線，由Zn電極流向Fe電極，則O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，燒杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高；燒杯b中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋。 4．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(　　) 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

9、讀數(shù)為零后，在甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極 答案　D 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；在甲中加入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。 題組三　原電池工作原理的應(yīng)用 5．(2018江門(mén)質(zhì)檢)M、N、P、E四種金屬，已知：①M(fèi)＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導(dǎo)線連接放入E

10、的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。則這四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是(　　) A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N 答案　A 解析　由①知，金屬活動(dòng)性：M＞N；M、P用導(dǎo)線連接放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說(shuō)明M作原電池的正極，故金屬活動(dòng)性：P＞M；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負(fù)極，故金屬活動(dòng)性：N＞E。綜合可知，A正確。 6．依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示(鹽橋?yàn)槭⒂蠯NO3瓊脂的U形管)。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

11、(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是________(填化學(xué)式)。 (2)銀電極為電池的________極，其電極反應(yīng)為_(kāi)___________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)鹽橋中的NO移向________溶液。 答案　(1)Cu　AgNO3　(2)正　Ag＋＋e－===Ag(3)Cu(NO3)2 原電池設(shè)計(jì)類(lèi)試題的解題思路 (1)利用氧化還原反應(yīng)知識(shí)判斷題給總反應(yīng)中的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。

12、 (2)選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液。 (3)畫(huà)出原電池裝置圖。畫(huà)圖時(shí)應(yīng)注意：電極材料、電解質(zhì)溶液；簡(jiǎn)易裝置圖和帶有鹽橋的裝置圖的區(qū)別等。 7．銀器日久表面會(huì)逐漸變黑，這是因?yàn)樯闪肆蚧y。有人設(shè)計(jì)用原電池原理進(jìn)行“拋光”，其處理方法：將一定濃度的氯化鈉溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時(shí)間后，黑色會(huì)褪去，而銀器恢復(fù)光澤，且不會(huì)損失。試回答： (1)氯化鈉溶液的作用是________________________________________________。 (2)在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)__________________________

13、___________ __________________________________________________________，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ________________________________________________________________________。 (3)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)___________________________ ________________________________________________________________________，原電池總反應(yīng)方程式為

14、__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)為電解質(zhì)溶液，起導(dǎo)電作用 (2)2Al－6e－===2Al3＋　3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－ (3)2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑　3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑ 解析　要善于抓住題給信息，“黑色會(huì)褪去，而

15、銀器恢復(fù)光澤，且不會(huì)損失”，必然發(fā)生Ag2S―→Ag，顯然這是原電池的正極反應(yīng)，Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，負(fù)極反應(yīng)為活潑金屬Al發(fā)生氧化反應(yīng)：Al－3e－===Al3＋。正極生成的S2－和負(fù)極生成的Al3＋在溶液中發(fā)生雙水解反應(yīng)：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，與題意產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體相吻合。原電池的總反應(yīng)為上述三個(gè)反應(yīng)的和：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑。 考點(diǎn)二　化學(xué)電源 1．日常生活中的三種電池 (1)堿性鋅錳干電池——一次電池 正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH

16、＋2OH－； 負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 (2)鋅銀電池——一次電池 負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 (3)二次電池(可充電電池) 鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2。 ①放電時(shí)的反應(yīng) a．負(fù)極反應(yīng)：Pb＋SO－2e－===PbSO4； b．正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H

17、2O； c．總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。 ②充電時(shí)的反應(yīng) a．陰極反應(yīng)：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； b．陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO； c．總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4。 注　可充電電池的充、放電不能理解為可逆反應(yīng)。 2．“高效、環(huán)境友好”的燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種。 種類(lèi) 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＋4e－＋4H＋===2H2

18、O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 電池總反應(yīng)式 2H2＋O2===2H2O 備注 燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用 對(duì)常見(jiàn)化學(xué)電源的認(rèn)識(shí)與理解 (1)鉛蓄電池放電時(shí)，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加(　　) (2)手機(jī)、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池(　　) (3)若使反應(yīng)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋以原電池方式進(jìn)行，可用鋅鐵作電極材料(　　) (4)堿性鋅錳干電池是一次電池，其中MnO2是催化劑，可使鋅錳干電池的比能量高、可儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)(　　) (5)燃料電池工作時(shí)燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能(　　) (6)氫氧燃料電池在堿性電解質(zhì)

19、溶液中負(fù)極反應(yīng)為2H2－4e－===4H＋(　　) 答案　(1)√　(2)　(3)　(4)　(5)　(6) 解析　(2)鋰離子電池屬于可充電電池，即二次電池。(3)若用鋅和鐵作電極，則電極反應(yīng)就變?yōu)閆n＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋。(4)MnO2不是催化劑。(5)燃料電池直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?6)負(fù)極反應(yīng)應(yīng)寫(xiě)為2H2－4e－＋4OH－===4H2O。 以甲烷燃料電池為例來(lái)分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法。 (1)酸性條件 總反應(yīng)式：______________________________________________________________；

20、正極反應(yīng)式：________________________________________________________________； 負(fù)極反應(yīng)式：________________________________________________________________。 (2)堿性條件 總反應(yīng)式：__________________________________________________________________； 正極反應(yīng)式：_______________________________________________________________；

21、 負(fù)極反應(yīng)式：________________________________________________________________。 (3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－) 總反應(yīng)式：__________________________________________________________________； 正極反應(yīng)式：_________________________________________________________________； 負(fù)極反應(yīng)式：___________________________________________________

22、_________。 (4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下 總反應(yīng)式：___________________________________________________________________； 正極反應(yīng)式：_______________________________________________________________； 負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________________________________。 答案　(1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O 2O2＋8H＋＋8e－===4H2

23、O CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ (2)CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O (3)CH4＋2O2===CO2＋2H2O 2O2＋8e－===4O2－ CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O (4)CH4＋2O2===CO2＋2H2O 2O2＋4CO2＋8e－===4CO CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O 題組一　根據(jù)圖示理解化學(xué)電源 1．(一次電池的工作原理)(2017銀川一模)普通鋅錳干電池的簡(jiǎn)圖如圖所示，它是用鋅皮制成的鋅筒作電

24、極，中央插一根碳棒，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周?chē)顫M二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過(guò)的長(zhǎng)纖維紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質(zhì)溶液。該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為Zn＋2NH＋2MnO2===[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O。下列關(guān)于鋅錳干電池的說(shuō)法中正確的是(　　) A．當(dāng)該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原 B．電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O C．原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極通過(guò)外電路流向正極 D．外電路中每通過(guò)0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g 答案　C 解析　普通

25、鋅錳干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)原電池工作原理，負(fù)極失電子，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，每通過(guò)0.1mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65gmol－1＝3.25g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列問(wèn)題： (1)外電路的電流方向是由________(填字母，下同)極流向________極。 (2)電池正極反應(yīng)式為_(kāi)______________________________

26、______________________。 (3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？______(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)b　a (2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 (3)否　電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng) 解析　(1)結(jié)合所給裝置圖以及原電池反應(yīng)原理，可知Li

27、作負(fù)極材料，MnO2作正極材料，所以電子流向是從a→b，那么電流方向則是b→a。 (2)根據(jù)題目中的信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正極的電極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。 (3)因?yàn)樨?fù)極的電極材料Li是活潑的金屬，能夠與水發(fā)生反應(yīng)，故不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。 題組二　燃料電池 3．(2017湖南郴州一模)乙醇燃料電池中采用磺酸類(lèi)質(zhì)子溶劑，在200℃左右時(shí)供電，電池總反應(yīng)：C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，電池示意圖如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電池

28、工作時(shí)，質(zhì)子向電池的負(fù)極遷移 B．電池工作時(shí)，電子由b極沿導(dǎo)線流向a極 C．a(chǎn)極上發(fā)生的電極反應(yīng)：C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋ D．b極上發(fā)生的電極反應(yīng)：4H＋＋O2＋4e－===2H2O 答案　D 4．(2017蘭州一診)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)示意圖如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) 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)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．電路中每通過(guò)4mol電子，在正極消耗44.8LH2S D．每17gH2S參與反應(yīng)，有

29、1molH＋經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū) 答案　C 解析　根據(jù)題目可知，該電池為燃料電池，根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，通氧氣的一極為正極，故電極b為正極，電極a為負(fù)極，A項(xiàng)正確；電極b為正極，氧氣得電子生成水，B項(xiàng)正確；從裝置圖可以看出，電池總反應(yīng)為2H2S＋O2===S2＋2H2O，電路中每通過(guò)4 mol電子，正極應(yīng)該消耗1 mol O2，負(fù)極應(yīng)該有2 mol H2S反應(yīng)，但是題目中沒(méi)有給定標(biāo)準(zhǔn)狀況下，所以不一定是44.8 L，故C錯(cuò)誤；17 g H2S即0.5 mol H2S，每0.5 mol H2S參與反應(yīng)會(huì)消耗0.25 mol O2，根據(jù)正極反應(yīng)式O2＋4H＋＋4e－===2H2O，可知有1 mol

30、 H＋經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)，故D正確。 (1)要注意介質(zhì)是什么？是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。 (2)通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣。 (3)通過(guò)介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向，可判斷電池的正負(fù)極，同時(shí)考慮該離子參與靠近一極的電極反應(yīng)。 題組三　可充電電池 5．(二次電池的理解與應(yīng)用)鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是(　　) A．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O B．充

31、電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程 C．放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變 D．放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH－向正極移動(dòng) 答案　A 解析　放電時(shí)Cd的化合價(jià)升高，Cd作負(fù)極，Ni的化合價(jià)降低，NiOOH作正極，則充電時(shí)Cd(OH)2作陰極，Ni(OH)2作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，A項(xiàng)正確；充電過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，Cd電極周?chē)鶲H－的濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)OH－向負(fù)極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．(2018柳州模擬)鋅—空氣燃料電池可作電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力電源，電解質(zhì)溶液為KOH

32、溶液，反應(yīng)為2Zn＋O2＋2H2O＋4OH－===2Zn(OH)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋移向負(fù)極 B．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH不變 C．充電時(shí)，陰極的反應(yīng)為Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－ D．充電時(shí)，當(dāng)有4.48L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)釋放出來(lái)時(shí)，則析出固體Zn為13g 答案　C 解析　放電時(shí)，為原電池，溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即K＋向正極移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)，消耗氫氧根離子，堿性減弱，pH減小，故B錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則陰極反應(yīng)為Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－，故C正確；產(chǎn)生1 mol氧氣，轉(zhuǎn)移電子為4 mo

33、l，充電時(shí)，當(dāng)有4.48 L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)釋放出來(lái)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4＝0.8 mol，根據(jù)Zn～2e－，則析出固體Zn：65 gmol－1＝26 g，故D錯(cuò)誤。 1.充放電電池 (1)放電時(shí)為原電池，充電時(shí)為電解池。 (2)充電時(shí)電極的連接：充電的目的是使電池恢復(fù)其供電能力，因此負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連以獲得電子，可簡(jiǎn)記為負(fù)接負(fù)后作陰極，正接正后作陽(yáng)極。 (3)工作時(shí)的電極反應(yīng)式：同一電極上的電極反應(yīng)式，在充電與放電時(shí)，形式上恰好是相反的；同一電極周?chē)娜芤海潆娕c放電時(shí)pH的變化趨勢(shì)也恰好相反。 2. 微專題　新型電源及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 近幾年高考中的新型電池

34、種類(lèi)繁多，“儲(chǔ)氫電池”“高鐵電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”等，這些新型電源常以選擇題的形式呈現(xiàn)。解析這類(lèi)考題，首先要理解常見(jiàn)的化學(xué)電源種類(lèi)及原電池的工作原理，其次會(huì)判斷正負(fù)電極或陰陽(yáng)極，以及會(huì)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式等。 1．電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的一般步驟(類(lèi)似氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)) 2．已知總方程式，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式 (1)書(shū)寫(xiě)步驟 ①步驟一：寫(xiě)出電池總反應(yīng)式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(ne－)。 ②步驟二：找出正、負(fù)極，失電子的電極為負(fù)極；確定溶液的酸堿性。 ③步驟三：寫(xiě)電極反應(yīng)式。 負(fù)極反應(yīng)：還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物 正極反應(yīng)：氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物 (2

35、)書(shū)寫(xiě)技巧 若某電極反應(yīng)式較難寫(xiě)時(shí)，可先寫(xiě)出較易的電極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去較易寫(xiě)的電極反應(yīng)式，即可得出較難寫(xiě)的電極反應(yīng)式。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料電池中： 總反應(yīng)式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O 正極：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 負(fù)極：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 特別提醒　簡(jiǎn)單電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，必須與總方程式中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同。 3．氫氧燃料電池在四種常見(jiàn)介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié) 負(fù)極 正極 專題訓(xùn)練 1．(燃料電池)(2018安順模擬)有一種MCFC型燃料電池，該電池所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔

36、融的K2CO3。電池的總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，負(fù)極反應(yīng)：H2＋CO－2e－===H2O＋CO2。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電路中的電子經(jīng)正極、熔融的K2CO3、負(fù)極后再到正極，形成閉合回路 B．電池放電時(shí)，電池中CO的物質(zhì)的量將逐漸減少 C．正極反應(yīng)為2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．放電時(shí)CO向負(fù)極移動(dòng) 答案　D 解析　電子不能通過(guò)熔融的K2CO3，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池的正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2CO2===2CO，根據(jù)電子守恒，放電時(shí)負(fù)極消耗CO與正極生成CO的物質(zhì)的量相等，電池中CO的物質(zhì)的量不變，故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故D項(xiàng)正確。

37、2．Li—SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)電池的負(fù)極材料為_(kāi)_________，發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)_____________________________。 (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)___________________________________________________ __________________________________________________________________

38、______。 答案　(1)鋰　4Li－4e－===4Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ 解析　分析反應(yīng)的化合價(jià)變化，可知Li失電子，被氧化，為還原劑，SOCl2得電子，被還原，為氧化劑。 (1)負(fù)極材料為L(zhǎng)i(還原劑)，4Li－4e－===4Li＋。 (2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。 3．Mg—AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池總反應(yīng)方程式為2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－，試書(shū)寫(xiě)該電池的正、負(fù)極電極反應(yīng)式。 答案　負(fù)極：Mg－2e－===Mg2＋

39、正極：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－ 4．鋁—空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。 電池總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3； 負(fù)極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________。 答案　4Al－12e－===4Al3＋　3O2＋6H2O＋12e－===1

40、2OH－ 5．一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6molL－1的KOH溶液。 (1)寫(xiě)出放電時(shí)的正、負(fù)極電極反應(yīng)式。 答案　負(fù)極：H2－2e－＋2OH－===2H2O； 正極：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。 (2)寫(xiě)出充電時(shí)的陰、陽(yáng)極電極反應(yīng)式。 答案　陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 陽(yáng)極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiO(OH)＋2H2O。 1．(2016全國(guó)卷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。下列敘述錯(cuò)誤的是(

41、　　) 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↑ 答案　B 解析　根據(jù)題意，Mg－海水－AgCl電池總反應(yīng)式為Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋，正確；B項(xiàng)，正極反應(yīng)式為2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，對(duì)原電池來(lái)說(shuō)，陰離子由正極移向負(fù)極，正確；D項(xiàng)，由于鎂是活潑金屬，則負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正確。 2．(2017全國(guó)卷Ⅲ，11)

42、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)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14g C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性 D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多 答案　D 解析　A項(xiàng)，原電池電解質(zhì)中陽(yáng)離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li＋移動(dòng)方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生S8

43、→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的還原反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，電池工作時(shí)負(fù)極電極方程式為L(zhǎng)i－e－===Li＋，當(dāng)外電路中流過(guò)0.02mol電子時(shí)，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02mol，其質(zhì)量為0.14g，正確；C項(xiàng)，石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電能力，正確；D項(xiàng)，電池充電時(shí)為電解池，此時(shí)電解總反應(yīng)為8Li2Sx16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量會(huì)越來(lái)越少，錯(cuò)誤。 3．(2016全國(guó)卷Ⅲ，11)鋅－空氣燃料電池可用作電動(dòng)車(chē)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(　　)

44、A．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陽(yáng)極移動(dòng) B．充電時(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)2mol電子，消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 答案　C 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)2mol電子，消耗氧氣0.5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)體積為11.2L，錯(cuò)誤

45、。 4．(2015全國(guó)卷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 答案　A 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)：

46、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。 5．(2015天津理綜，4)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．電池工作一段時(shí)間后，甲池的c(SO)減小 C．電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加 D．陰陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡 答案　C 解析　由圖示可知，該電池總反應(yīng)為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)

47、，為負(fù)極；陽(yáng)離子交換膜，只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，兩池中SO濃度不變。 6．(1)[2016北京理綜，26(1)]用零價(jià)鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。 Fe還原水體中的NO的反應(yīng)原理如圖所示。 ①作負(fù)極的物質(zhì)是________。 ②正極的電極反應(yīng)式是__________________________________________________。 (2)[2013北京理綜，26(4)]通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下： ①Pt電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。 ②寫(xiě)出NiO電極的電極

48、反應(yīng)式：__________________________________________________。 答案　(1)①鐵?、贜O＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O　(2)①還原?、贜O＋O2－－2e－===NO2 1．(2018泉州模擬)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(　　) 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a極為鋁條、b極為鋅片時(shí)，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流 D．圖中a極為鋅片、b極為銅片時(shí)，電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片 答案　D 解析　D

49、項(xiàng)，a極為負(fù)極，電子由負(fù)極(鋅片)流出。 2．(2017北京順義區(qū)期末統(tǒng)測(cè))有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述中，正確的是(　　) Ⅰ.堿性鋅錳電池 Ⅱ.鉛－硫酸蓄電池 Ⅲ.銅鋅原電池 Ⅳ.銀鋅紐扣電池 A.Ⅰ所示電池工作中，MnO2的作用是催化劑 B．Ⅱ所示電池放電過(guò)程中，硫酸濃度不斷增大 C．Ⅲ所示電池工作過(guò)程中，鹽橋中K＋移向硫酸鋅溶液 D．Ⅳ所示電池放電過(guò)程中，Ag2O是氧化劑，電池工作過(guò)程中被還原為Ag 答案　D 解析　堿性鋅錳電池中二氧化錳為氧化劑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鉛蓄電池放電時(shí)電池反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，H

50、2SO4濃度減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故鹽橋中K＋移向硫酸銅溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該原電池中，正極上氧化銀得電子生成銀，所以Ag2O作氧化劑，D項(xiàng)正確。 3．有關(guān)下圖所示原電池的敘述不正確的是(　　) A．電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片 B．正極的電極反應(yīng)是Ag＋＋e－===Ag C．Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng) D．反應(yīng)時(shí)鹽橋中的陽(yáng)離子移向Cu(NO3 )2溶液 答案　D 解析　該裝置是原電池裝置，實(shí)質(zhì)上發(fā)生的是Cu與硝酸銀的反應(yīng)，所以Cu失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Cu是負(fù)極，Ag是正極，電子從負(fù)極流向正極，A正確；正極是Ag＋發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子生

51、成Ag，B正確；根據(jù)以上分析，Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以鹽橋中的陽(yáng)離子移向AgNO3溶液，D錯(cuò)誤。 4．(2018大同質(zhì)檢)如圖為以Pt為電極的氫氧燃料電池的工作原理示意圖，稀H2SO4為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．a(chǎn)極為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極 B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式：H2－2e－===2H＋ C．電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2SO4)增大 D．若將H2改為CH4，消耗等物質(zhì)的量的CH4時(shí)，O2的用量增多 答案　C 解析　a極通入的H2發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極，以

52、稀H2SO4為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的H2被氧化為H＋，總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2SO4)減小，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電池總反應(yīng)：2H2＋O2===2H2O，CH4＋2O2===CO2＋2H2O，可知等物質(zhì)的量的CH4消耗O2較多。 5．①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①；①③相連時(shí)，③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是(　　) A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 答案　B 解析　利用原電池的形成和工作原理解決問(wèn)

53、題。在外電路中，電流從正極流向負(fù)極，則①作原電池的負(fù)極，②作正極，故活動(dòng)性①>②；活動(dòng)性相對(duì)較差的金屬作原電池的正極，故金屬的活動(dòng)性①>③；有氣泡產(chǎn)生的電極發(fā)生的還原反應(yīng)，為原電池的正極，故活動(dòng)性④>②；質(zhì)量減少的電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬離子而溶解，為原電池的負(fù)極，故活動(dòng)性③>④，由此可得金屬活動(dòng)性：①>③>④>②。 6．可充電氟鎂動(dòng)力電池比鋰電池具有更高的能量密度和安全性，其電池反應(yīng)為Mg＋2MnF3===2MnF2＋MgF2。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．鎂為負(fù)極材料 B．正極的電極反應(yīng)式為MnF3＋e－===MnF2＋F－ C．電子從鎂極流出，經(jīng)電解質(zhì)流向正極 D

54、．每生成1molMnF2時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子 答案　C 解析　由電池反應(yīng)知，鎂作還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，鎂極為負(fù)極，A項(xiàng)不符合題意；電池反應(yīng)中，三氟化錳發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)不符合題意；電子由負(fù)極(鎂極)流出經(jīng)外電路流向正極，C項(xiàng)符合題意；錳元素由＋3價(jià)降至＋2價(jià)，D項(xiàng)不符合題意。 7．(2017泉州市第五中學(xué)高三模擬)下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO＋2I－＋2H＋??AsO＋I(xiàn)2＋H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。 　 下列敘述中正確的是(　　) A．甲組操作時(shí)，電流表(

55、A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) B．甲組操作時(shí)，溶液顏色變淺 C．乙組操作時(shí)，C2作正極 D．乙組操作時(shí)，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2＋2e－===2I－ 答案　D 解析　裝置Ⅰ中的反應(yīng)，AsO＋2I－＋2H＋??AsO＋I(xiàn)2＋H2O，當(dāng)加入適量濃鹽酸時(shí)，平衡向右移動(dòng)，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會(huì)沿導(dǎo)線通過(guò)，所以甲組操作時(shí)，電流表(A)指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深；向裝置ⅡB燒杯中加入NaOH溶液，C2上發(fā)生：AsO－2e－＋2OH－===AsO＋H2O，電子沿導(dǎo)線到C1，I2＋2e－===2I－，所以C2為負(fù)極，C1為正極。 8．“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多

56、孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．電池反應(yīng)中有NaCl生成 B．電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子 C．正極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．鈉離子通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng) 答案　B 解析　結(jié)合蓄電池裝置圖，利用原電池原理分析相關(guān)問(wèn)題。A項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Na－e－===Na＋，正極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故電池反應(yīng)中有NaCl生成；B項(xiàng)，電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價(jià)鎳離子；C項(xiàng)，正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D項(xiàng)，鈉在負(fù)極

57、失電子，被氧化生成Na＋，Na＋通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)。 9．(2017長(zhǎng)沙市第一中學(xué)高三測(cè)試)如圖所示為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 答案　C 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

58、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。 10．“神舟7號(hào)”宇宙飛船的能量部分來(lái)自太陽(yáng)能電池，另外內(nèi)部還配有高效的MCPC型燃料電池，該電池可同時(shí)供應(yīng)電和水蒸氣，所用燃料為氫氣，電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀，已知該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O，負(fù)極反應(yīng)為H2＋CO－2e－===CO2↑＋H2O，則下列推斷中，正確的是(　　) A．電池工作時(shí)，CO向負(fù)極移動(dòng) B．電池放電時(shí)，外電路電子由通氧氣的正極流向通氫氣的負(fù)極 C．正極的電極反應(yīng)：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O D．通氧氣的電極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng) 答案　

59、A 解析　A項(xiàng)，電池放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng)、陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以CO向負(fù)極移動(dòng)，正確；B項(xiàng)，原電池放電時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，即電子從通入氫氣的負(fù)極沿導(dǎo)線流向通入氧氣的正極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－===2CO，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極，通入氧化劑的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以該燃料電池中，通入氫氣的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。 11．高鐵電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，充放電時(shí)的總反應(yīng)式為3Zn＋2K2FeO4＋8

60、H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。下列敘述正確的是(　　) A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2 B．放電時(shí)，正極區(qū)溶液的pH減小 C．充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移3mol電子，陽(yáng)極有1molFe(OH)3被還原 D．充電時(shí)，電池的鋅電極接電源的正極 答案　A 解析　A項(xiàng)，根據(jù)總方程式可知，在放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2，正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，正極區(qū)不斷消耗水，產(chǎn)生OH－，所以溶液的pH增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，充電時(shí)，每轉(zhuǎn)移3mol電子，陽(yáng)極有1molFe(OH)3被氧化，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)，電池的鋅電極接電源的負(fù)極

61、，錯(cuò)誤。 12．(2017信陽(yáng)高三模擬)化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)力燃料電池，尿液也能發(fā)電。用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水，又能發(fā)電，尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)描述正確的是(　　) A．電池工作時(shí)H＋移向負(fù)極 B．該電池用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液 C．甲電極反應(yīng)式：CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2＋N2＋6H＋ D．電池工作時(shí)，理論上每?jī)艋?molCO(NH2)2，消耗33.6LO2 答案　C 解析　A項(xiàng)，原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則電池工作時(shí)H＋移向正極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該原電池是酸性電解質(zhì)，質(zhì)子交換膜只允許氫離子通過(guò)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，負(fù)極上是C

62、O(NH2)2失電子生成二氧化碳和氮?dú)?，則負(fù)極反應(yīng)式：CO(NH2)2＋H2O－6e－===CO2＋N2＋6H＋，正確；D項(xiàng)，電池的總反應(yīng)式：2CO(NH2)2＋3O2===2CO2＋2N2＋4H2O，每?jī)艋?molCO(NH2)2，消耗1.5molO2，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣為33.6L，由于沒(méi)說(shuō)明是標(biāo)準(zhǔn)狀況，所以氧氣的體積不能求算，錯(cuò)誤。 13．(2018伊春模擬)鉛蓄電池的主要構(gòu)造如圖所示，它是目前使用量最大的二次電池(設(shè)工作時(shí)固體生成物附集在電極板上)。 (1)當(dāng)某一電極反應(yīng)式為PbO2(s)＋2e－＋SO(aq)＋4H＋(aq)===PbSO4(s)＋2H2O(l)時(shí)，電池中的能

63、量轉(zhuǎn)化形式為_(kāi)_______________，此時(shí)另一個(gè)電極發(fā)生的反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)___________。 (2)充電時(shí)PbO2(s)電極應(yīng)與電源的________極相連，充電時(shí)總反應(yīng)方程式為_(kāi)_______________ ________________________________________________________。 (3)放電生成的固體會(huì)附聚在電極表面，若工作中正極質(zhì)量增重96g時(shí)，理論上電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)_____NA，此過(guò)程中電池消耗________molH2SO4。 答案　(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能　氧化反應(yīng)(2)正　2PbSO4(s)＋2H2O(l)PbO2

64、(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)　(3)3　3 解析　(1)由電池構(gòu)造圖知，鉛是負(fù)極，PbO2是正極，故當(dāng)PbO2得到電子時(shí)，表明此時(shí)電池處于放電過(guò)程，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。此過(guò)程中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。(3)放電時(shí)正極反應(yīng)為PbO2(s)＋2e－＋SO(aq)＋4H＋(aq)===PbSO4(s)＋2H2O(l)，由電極反應(yīng)式知，當(dāng)有1molPbO2發(fā)生反應(yīng)生成1molPbSO4時(shí)，正極質(zhì)量增加了64g，同時(shí)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子。當(dāng)正極質(zhì)量增加96g時(shí)，表明有1.5molPbO2發(fā)生了反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA，由電池總反應(yīng)知共消耗3molH2SO4。 14．高鐵酸鉀(K2FeO4)

65、不僅是一種理想的水處理劑，而且高鐵電池的研制也在進(jìn)行中。如圖1是高鐵電池的模擬實(shí)驗(yàn)裝置： (1)該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________________________；若維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，理論消耗Zn________g(已知F＝96500Cmol－1)。 (2)鹽橋中盛有飽和KCl溶液，此鹽橋中氯離子向______(填“左”或“右”)移動(dòng)；若用陽(yáng)離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向________(填“左”或“右”)移動(dòng)。 (3)圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)有_____________

66、___________________________________________________________。 答案　(1)FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－　0.2 (2)右　左 (3)使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定 解析　(1)放電時(shí)高鐵酸鉀為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3↓＋5OH－；若維持電流強(qiáng)度為1A，電池工作十分鐘，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1106096500＝0.0062176mol。理論消耗Zn的質(zhì)量0.0062176mol265≈0.2g(已知F＝96500Cmol－1)。 (2)電池工作時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極，所以鹽橋中氯離子向右移動(dòng)；若用陽(yáng)離子交換膜代替鹽橋，則鉀離子向左移動(dòng)。 (3)圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線，由此可得出高鐵電池的優(yōu)點(diǎn)是使用時(shí)間長(zhǎng)、工作電壓穩(wěn)定。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD81