2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 原電池 化學(xué)電源學(xué)案 蘇教版

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題6 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 原電池 化學(xué)電源學(xué)案 蘇教版 [考試標準] 知識條目 必考要求 加試要求 1.原電池的概念 a a 2.銅-鋅原電池的原理及電極反應(yīng)式 b b 3.原電池的構(gòu)成條件 a b 4.常見化學(xué)電源 b c 5.原電池的構(gòu)造與工作原理，鹽橋的作用 b 6.判斷與設(shè)計簡單的原電池 c 7.原電池的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式 b 8.原電池的正、負極和電子流向的判斷 c 9.銀鋅電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理與應(yīng)用價值 b 考點一　原電池的工作原理 1．概念

2、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．工作原理 (1)反應(yīng)原理 電極名稱 負極 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 (2)原理歸納 3．原電池的構(gòu)成條件 (1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質(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條件：①電解質(zhì)溶液；②兩電極直接或

3、間接接觸；③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。 4．鹽橋原電池(加試) (1)構(gòu)造 (2)鹽橋的組成和作用 ①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍。 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。 ③鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負極。 (3)單池原電池和鹽橋原電池的對比 圖1和圖2兩裝置的相同點：正負極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。 負極：Zn－2e－===Zn2＋ 正極：Cu2＋＋2e－===Cu 總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 不同點：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會有一

4、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，裝置的溫度會升高。 圖2中Zn和CuSO4溶液分別在兩個池子中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與Cu2＋直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。 關(guān)鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。 題組一　原電池裝置的判斷及應(yīng)用 1．下面裝置中，能構(gòu)成原電池的是________(填序號)。 答案?、冖堍蔻撷? 2．在銅鋅原電池中，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為____________極，電極上發(fā)生的是____________(填“氧化”或“還原

5、”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_________________________； 鋅片上觀察到的現(xiàn)象為________________________；銅為________極，電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式是__________________________； 銅片上觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________。 原電池總反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________。 答案　負　氧化　Zn－2e－===Zn2＋

6、　鋅片溶解　正　還原　Cu2＋＋2e－===Cu　銅極變粗　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 題組二　原電池正、負極的判斷(加試) 3．下列有關(guān)原電池的說法中正確的是(　　) A．在內(nèi)電路中，電子由正極流向負極 B．在原電池中，相對較活潑的金屬作負極，不活潑的金屬作正極 C．原電池工作時，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生 D．原電池工作時，可能會伴隨著熱能變化 答案　D 解析　A項，內(nèi)電路中不存在電子的移動；B項，若是由鋁、鎂、氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池，則負極是鋁；C項，若是由鋅、銅、硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池，則正極表面析出銅，沒有氣泡產(chǎn)生。 4．分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論

7、正確的是(　　) A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極 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是負極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負極，A、C錯；②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，負極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H

8、2O＋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。 題組三　鹽橋原電池(加試) 5．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＋＋2e－===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－=

9、==Zn2＋。 6．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮兩球的浮力變化)(　　) A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端高B端低 B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端低B端高 C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端低B端高 D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端高B端低 答案　C 解析　當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負極，Cu作正極，電極反應(yīng)式分別為 負極：Fe－2e－===Fe2＋， 正極：Cu2＋＋2e－===Cu， 銅球質(zhì)量增加，鐵球質(zhì)

10、量減少，杠桿A端低B端高。 7．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(　　) A．反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原 C．電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài) D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極 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；電流計讀數(shù)為零時，F(xiàn)e3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C正確；D項在甲中溶入FeCl

11、2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移動，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確?？键c二　原電池原理的“四”個基本應(yīng)用(加試) 1．用于金屬的防護 使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。 2．設(shè)計制作化學(xué)電源 (1)首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。 (2)根據(jù)原電池的反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負極材料和電解質(zhì)溶液。 3．比較金屬活動性強弱 兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。 4．加快氧化還原反應(yīng)的速率 一個自發(fā)進行的

12、氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。 題組一　判斷金屬的活潑性 1．有A、B、C、D、E五塊金屬片，進行如下實驗： (1)A、B用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極，活動性________； (2)C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C，活動性________； (3)A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡，活動性________； (4)B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)，活動性________； (

13、5)用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出，活動性________。 綜上所述，這五種金屬的活動性從強到弱的順序為________________。 答案　(1)A>B　(2)C>D　(3)A>C　(4)D>B (5)B>E　A>C>D>B>E 2．有A、B、C、D四種金屬，做如下實驗：①將A與B用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕；②將A、D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈；③將銅浸入B的鹽溶液里，無明顯變化，如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是(　　) A．A＞B＞C＞D B．C＞D＞A＞B C．D＞A＞

14、B＞C D．A＞B＞D＞C 答案　C 解析?、貯與B用導(dǎo)線連接后浸入電解質(zhì)溶液中會構(gòu)成原電池，B不易腐蝕，說明B為原電池的正極，說明金屬活動性：A＞B；②A、D與等物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng)，D比A反應(yīng)劇烈，說明金屬活動性：D＞A；③根據(jù)置換反應(yīng)規(guī)律，Cu不能置換出B，說明金屬活動性：B＞Cu；Cu能置換出C，說明金屬活動性：Cu＞C。則四種金屬活動性的排列順序是D＞A＞B＞C。 題組二　設(shè)計原電池，畫出裝置圖 3．請運用原電池原理設(shè)計實驗，驗證Cu2＋、Fe3＋氧化性的強弱。請寫出電極反應(yīng)式，負極：___________________________________________

15、_____________________________， 正極：________________________________________________________________________， 并在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖，要求用燒杯和鹽橋，并標出外電路電子流向。 答案　Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 題組三　Zn與H＋反應(yīng)速率的改變 4．(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSO4溶液。請畫出產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系圖像。 (2)將過量的兩份鋅粉a、b分別加入定量

16、的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，請畫出產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系圖像。 (3)將CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他條件不變，請畫出產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系圖像。 答案　(1)　(2) (3) 1．比較金屬活動性順序的思維模型 (1)思路歸納 依據(jù)原理，判斷正負極，比較活動性。 (2)方法歸納 ①根據(jù)原電池：一般情況下，負極大于正極。 ②根據(jù)電解池：易得電子的金屬陽離子，相應(yīng)金屬的活動性較弱。 ③根據(jù)金屬活動性順序表。 2．“裝置圖”常見失分點提示 (1)不注明電極材料名稱或元素符號。 (2)不畫出電

17、解質(zhì)溶液(或畫出但不標注)。 (3)誤把鹽橋畫成導(dǎo)線。 (4)不能連成閉合回路。 提醒　只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 3．改變Zn與H＋反應(yīng)速率的方法 (1)加入Cu或CuSO4，形成原電池，加快反應(yīng)速率，加入Cu不影響Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量減少，是否影響產(chǎn)生H2的量，應(yīng)根據(jù)Zn、H＋的相對量多少判斷。 (2)加入強堿弱酸鹽，由于弱酸根與H＋反應(yīng)，使c(H＋)減小，反應(yīng)速率減小，但不影響生成H2的量。 4．規(guī)避原電池工作原理的3個失分點 (1)原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導(dǎo)線連接兩個電極，也可以是兩電極相接觸。 (2)電解

18、質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動，與導(dǎo)線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。 (3)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。 5．原電池正、負極判斷方法 說明　原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成“活潑電極一定作負極”的思維定勢。 6．平衡移動與鹽橋作用 (1)當(dāng)氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時，可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)，電流計指針示數(shù)為零；當(dāng)電流計指針往相反方向偏轉(zhuǎn)，暗示電路中電子流向相反，說明化學(xué)平衡移動方向相反。 (2)電子流向的分析方法：改變條件，平衡移動；平衡移動，電子轉(zhuǎn)移；電子轉(zhuǎn)移，判斷區(qū)域；根據(jù)區(qū)域，判斷

19、流向；根據(jù)流向，判斷電極。 考點三　常見化學(xué)電源 1．堿性鋅錳電池——一次電池 電池組成：鋅、碳棒、二氧化錳、氯化鋅、氯化銨 特點：用途廣泛 正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 負極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 2．銀鋅鈕扣電池——一次電池 電池組成：鋅、氧化銀、氫氧化鉀溶液 特點：放電平穩(wěn)，電流大 負極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋

20、H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 3．鉛蓄電池——二次電池 電池組成：鉛、二氧化鉛、硫酸 特點：廣泛用于機動車輛 鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是Pb，正極材料是PbO2。 (1)放電時的反應(yīng) ①負極反應(yīng)：Pb＋SO－2e－===PbSO4； ②正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 (2)充電時的反應(yīng) ①陰極反應(yīng)：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； ②陽極反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO； 總反應(yīng)：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 4．鎳氫電池——二次電池 電池組成：貯氫合金

21、，泡沫氧化鎳、氫氧化鉀溶液 特點：壽命長、性能好，比能量高 (1)放電時的反應(yīng) 負極反應(yīng)：MH－e－＋OH－===M＋H2O 正極反應(yīng)：NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－ (2)充電時的反應(yīng) 陰極反應(yīng)：M＋H2O＋e－===MH＋OH－ 陽極反應(yīng)：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O 總反應(yīng)：NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M 說明　(1)MH表示貯氫合金M中吸收結(jié)合的氫。 (2)可逆電池的充、放電不能理解為可逆反應(yīng)。 5．氫氧燃料電池 電池組成：鉑碳/氫氣、鉑碳/氧氣，氫氧化鉀溶液(或H2SO4溶液) 特點：用于航天飛機

22、、牽引車等。 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 酸性 堿性 負極反應(yīng)式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正極反應(yīng)式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 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)，有很強的催化活性，起導(dǎo)電作用 題組一　判斷正、負極，書寫化學(xué)電源電極反應(yīng)式 1．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===4L

23、iCl＋S＋SO2↑。 請回答下列問題： (1)電池的負極材料為__________，發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________________。 (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________________________________。 答案　(1)鋰　4Li－4e－===4Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ 解析　分析反應(yīng)的化合價變化，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)負極材料為Li(還原劑)，4Li－4e－===4Li＋。 (2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負極反

24、應(yīng)式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。 2．Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。 試書寫該電池的正、負極電極反應(yīng)式。 負極：________________________________________________________________________， 正極：________________________________________________________________________。 答案　Mg－2e－===Mg2＋ 2AgCl＋2e－==

25、=2Ag＋2Cl－ 3．鋁-空氣海水電池：以鋁板為負極，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； 負極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________。 答案　4Al－12e－===4Al3＋　3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 題組二　“一池多

26、變”的燃料電池 4．以甲烷燃料電池為例來分析不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫。 (1)酸性介質(zhì)(如H2SO4) 負極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式： ____________________________________________________________。 答案　CH4－8e－＋2H2O===

27、CO2＋8H＋ 2O2＋8e－＋8H＋===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O (2)堿性介質(zhì)(如KOH) 負極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式： ______________________________________________________________。 答案　CH4－8e

28、－＋10OH－===CO＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O (3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－) 負極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式： _____________________________________________________

29、__。 答案　CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O 2O2＋8e－===4O2－ CH4＋2O2===CO2＋2H2O (4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下 負極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式： ______________________________________________

30、_________。 答案　CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O 2O2＋8e－＋4CO2===4CO CH4＋2O2===CO2＋2H2O 題組三　“久考不衰”的可逆電池 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6 mol·L－1的KOH溶液。 (1)寫出放電時的正、負極電極反應(yīng)式。 答案　負極：H2－2e－＋2OH－===2H2O； 正極：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。 (2)寫出充電時的陰、陽極電極反應(yīng)式。 答案　陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 陽極：2

31、Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiO(OH)＋2H2O。 6．(xx·新課標全國卷Ⅱ，12)xx年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是(　　) A．a(chǎn)為電池的正極 B．電池充電反應(yīng)為LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化 D．放電時，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，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極，即b為負極，a為正極，故正確；B項，電池充電時為電解池，反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，故正確；C項，放電時，a

32、極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)的是錳元素，鋰元素的化合價沒有變化，故不正確；D項，放電時為原電池，鋰離子應(yīng)向正極(a極)遷移，故正確。 1．化學(xué)電源中電極反應(yīng)式書寫的一般步驟 “加減法”書寫電極反應(yīng)式 (1)先確定原電池的正、負極，列出正、負極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標出相同數(shù)目電子的得失。 (2)注意負極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負極反應(yīng)式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應(yīng)式中，且O2生成OH－，若電解質(zhì)溶液為酸性，則H＋必須寫入正極反應(yīng)式中，O2生成水。 (3)正、負極反應(yīng)式相加得到

33、電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。 2．鋰離子電池充放電分析 常見的鋰離子電極材料 正極材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等) LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等) LiMPO4(M：Fe等) 負極材料：石墨(能吸附鋰原子) 負極反應(yīng)：LixCn－xe－===xLi＋＋nC 正極反應(yīng)：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2 總反應(yīng)：Li1－xMO2＋LixCnnC＋LiMO2。 1．(xx·江蘇，10)一種

34、熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A．反應(yīng)CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子 B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－===2H2O C．電池工作時，CO向電極B移動 D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－===2CO 答案　D 解析　A項，H4→O，則該反應(yīng)中每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol電子，錯誤；B項，該電池的傳導(dǎo)介質(zhì)為熔融的碳酸鹽，所以A電極即負極上H2參與的電極反應(yīng)為H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，錯誤；C項，原電池工作時，陰離子移向負極，而B極是正極，

35、錯誤；D項，B電極即正極上O2參與的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2CO2===2CO，正確。 2．(xx·全國卷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)微生物電池的說法錯誤的是(　　) A．正極反應(yīng)中有CO2生成 B．微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(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項正確；氧氣在正極反應(yīng)，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，則正

36、極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，沒有CO2生成，A項錯誤；負極發(fā)生反應(yīng)：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋離子在負極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項正確；總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D項正確。 3．(xx·新課標全國卷Ⅰ，10)銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故，根據(jù)電化學(xué)原理可進行如下處理，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，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去，下列說法正確的是(　　) A．處理過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．該過程中總反應(yīng)為2A

37、l＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 答案　B 解析　鋁質(zhì)容器、變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置，鋁作負極，變質(zhì)的銀器作正極。負極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，正極反應(yīng)式為Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－。Al3＋與S2－在溶液中不能大量共存，能發(fā)生水解相互促進反應(yīng)2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原電池總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故B項正確，C項錯誤；A項，原電池反應(yīng)是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，銀器中Ag2S被還原成Ag，質(zhì)量減輕，A項

38、錯誤；D項，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，D項錯誤。 4．(xx·新課標全國卷Ⅱ，11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔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)是金屬鈉還原三價鋁離子 C．正極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動 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)問題。A項，負極反應(yīng)為Na－e－===Na＋，正極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故電池反應(yīng)中有NaCl

39、生成；B項，電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價鎳離子；C項，正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D項，鈉在負極失電子，被氧化生成Na＋，Na＋通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動。 5．(xx·浙江理綜，11)鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是： Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH 已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO 下列說法正確的是(　　) A．NiMH電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為NiOOH＋H2O＋e－==

40、=Ni(OH)2＋OH－ B．充電過程中OH－離子從陽極向陰極遷移 C．充電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M還原 D．NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液 答案　A 解析　A項，放電過程中，NiOOH得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，該項正確；B項，充電過程中發(fā)生電解池反應(yīng)，OH－從陰極向陽極遷移，該項錯誤；C項，充電過程中，陰極M得到電子，M被還原，H2O中的H化合價沒有發(fā)生變化，該項錯誤；D項，NiMH在KOH溶液、氨水中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，該項錯誤。 6．[xx·全國卷Ⅱ，26(1)(2)]酸性鋅錳干電池是一種一次性

41、電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH。 (1)該電池的正極反應(yīng)式為______________________________________________， 電池反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。 (2)維持電流強度為0.5 A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅________g。(已知F＝96 500 C·mol－1) 答案　(1)MnO2＋e－＋H＋===MnOOH　Zn＋2MnO2＋2H＋===Zn2＋＋2MnOOH　(2)0.

42、05 解析　(1)根據(jù)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造可知，放電時，負極Zn失去電子生成Zn2＋，正極MnO2得到電子生成MnOOH，從而可寫出正極和負極的電極反應(yīng)式，然后在遵循電子守恒的前提下，將兩極反應(yīng)式加合可得電池反應(yīng)的離子方程式。(2)電池工作5分鐘，通過的電量Q＝0.5 A×5 min×60 s·min－1＝150 C，因此通過電子的物質(zhì)的量n(e－)＝＝≈1.554×10－3 mol，則理論消耗Zn的質(zhì)量是m(Zn)＝×65 g·mol－1＝0.05 g。練出高分 1．下列裝置都伴隨有能量變化，其中是由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖?　　) 答案　D 解析　電解水是電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；水力

43、發(fā)電是機械能轉(zhuǎn)化成電能；太陽能熱水器把太陽能轉(zhuǎn)化成熱能；干電池是化學(xué)電源，工作時化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 2．關(guān)于原電池、電解池的電極名稱，下列說法錯誤的是(　　) A．原電池中失去電子的電極為負極 B．電解池中與直流電源負極相連的電極為陰極 C．原電池中相對活潑的電極為正極 D．電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為陽極 答案　C 解析　在原電池中較活潑的電極失去電子，為負極，A項正確，C項錯誤；電解池中與直流電源負極相連的電極為陰極，B項正確；電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為陽極，D項正確。 3．下圖所示的裝置能夠組成原電池并產(chǎn)生電流的是(　　) 答案　B 解析　依據(jù)構(gòu)成原電池的必要條

44、件分析：A中兩電極相同；C中沒有構(gòu)成閉合回路；D中酒精是非電解質(zhì)。在B裝置中雖然鐵與NaCl溶液不能反應(yīng)，但NaCl溶液中溶有O2，鐵在其中可以發(fā)生吸氧腐蝕，因此B裝置可以構(gòu)成原電池并產(chǎn)生電流。 4．下圖為水果電池的示意圖，下列說法正確的是(　　) A．鋅片作負極，質(zhì)量逐漸減少 B．電子由銅片沿導(dǎo)線流向鋅片 C．銅電極逐漸溶解 D．該裝置能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能 答案　A 解析　A項，鋅比銅活潑，所以Zn作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，生成的Zn2＋進入溶液中，所以質(zhì)量減少，正確；B項，Zn作負極，則Cu作正極，所以電子從鋅片沿導(dǎo)線流向銅片，錯誤；C項，銅極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中

45、的氫離子在銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，所以Cu不溶解，錯誤；D項，該裝置是原電池，工作時把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，錯誤。 5．下列關(guān)于鋅、銅和稀硫酸構(gòu)成的原電池的說法中，正確的是(　　) A．鋅是正極、銅是負極 B．電子從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片 C．負極的反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ D．反應(yīng)一段時間后，溶液的pH升高 答案　D 6．如圖所示的裝置中，M為活動性順序位于氫之前的金屬，N為石墨棒。下列關(guān)于此裝置的敘述中，不正確的是(　　) A．N上有氣體放出 B．M為負極，N為正極 C．化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 D．導(dǎo)線中有電流通過，電流方向由M到N 答案　D 7．兩

46、電極用導(dǎo)線連接插入電解質(zhì)溶液中(不考慮溶液中溶解的氧氣的影響)，你認為不能構(gòu)成原電池的是(　　) 選項 A B C D 電極材料 Zn Fe Cu Al 電極材料 Cu Zn Ag C 電解質(zhì)溶液 CuCl2 溶液 H2SO4 溶液 CuSO4 NaOH 溶液 答案　C 8．下列說法錯誤的是(　　) A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C．氫氧燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．鋅錳干電池中，鋅電極是負極 答案　B 9．(加試題)下圖所示的裝置不是原電池的是(　　) 答

47、案　D 解析　選項D的裝置中，兩個電極活潑性不同，且有導(dǎo)線相連，又有電解質(zhì)溶液，但沒有形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池。 10．(加試題)某原電池裝置如圖所示，鹽橋中裝有KCl飽和溶液的瓊脂。下列有關(guān)敘述中正確的是(　　) A．Fe作正極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．負極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑ C．工作一段時間后，兩燒杯中溶液的pH均不變 D．工作一段時間后，NaCl溶液中c(Cl－)增大 答案　D 解析　A項，F(xiàn)e作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，不正確；B項，負極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，不正確；C項，因為正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，故右側(cè)燒杯中溶液的pH增大

48、，不正確；D項，因為在原電池中陰離子向負極移動，鹽橋中的Cl－向負極移動，故NaCl溶液中c(Cl－)增大，正確。 11．(加試題)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)式為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列敘述不正確的是(　　) A．放電時，負極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．充電時，陽極反應(yīng)為Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O C．放電時，每轉(zhuǎn)移3 mol 電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化 D．放電時，正極附近溶液堿性增

49、強 答案　C 解析　該電池放電時負極發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，A正確；正極發(fā)生還原反應(yīng)：FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，電極附近溶液堿性增強，D正確，C不正確；充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O，B正確。 12．(加試題)銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)式為Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列說法中不正確的是(　　) A．原電池放電時，負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Zn B．負極發(fā)生的反應(yīng)是Zn＋2OH－－2e－

50、===Zn(OH)2 C．工作時，負極區(qū)溶液堿性減弱，正極區(qū)溶液堿性增強 D．溶液中的OH－向正極移動，K＋、H＋向負極移動 答案　D 解析　根據(jù)總反應(yīng)Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，分析各物質(zhì)化合價發(fā)生的變化可知，Zn在負極上反應(yīng)，Ag2O在正極上反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，所以負極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正極反應(yīng)式為Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，在負極區(qū)OH－被消耗，堿性減弱，pH減小，正極區(qū)生成OH－，堿性增強，pH增大，溶液中OH－定向移動到負極。 13．燃料電池能有效提高能源利用率，具有廣泛的應(yīng)用前景。下列

51、物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料，其中最環(huán)保的是(　　) A．甲醇 B．天然氣 C．液化石油氣 D．氫氣 答案　D 14．將如圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是(　　) A．Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng) B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動 C．片刻后甲池中c(SO)增大 D．片刻后可觀察到濾紙b點變紅色 答案　A 解析　A項，K閉合后，甲和乙裝置通過鹽橋形成原電池，由于活動性Zn>Cu，所以Zn是負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn－2e－===Zn2＋，Cu是正極，在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，Cu2＋＋2e－===Cu，正確；B項，電子不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液，錯誤；C項，在原電池中陰離

52、子由正極移向負極，鹽橋中的Cl－向甲池移動，K＋向乙池移動，在甲、乙兩池中的c(SO)均不變，錯誤；D項，a是電解池的陰極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，由于H＋不斷放電，使得H＋的濃度減小，破壞了附近水的電離平衡，所以H＋放電的同時溶液中產(chǎn)生了大量的OH－，附近的OH－濃度增大，溶液的堿性增強，所以濾紙的a點變紅，錯誤。 15．Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A．Mg為電池的正極 B．負極反應(yīng)為AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．

53、不能被KCl 溶液激活 D．可用于海上應(yīng)急照明供電 答案　D 解析　Mg發(fā)生氧化反應(yīng)，化合價升高，所以Mg為原電池的負極，電極反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋，A、B選項都錯誤；KCl是電解質(zhì)，導(dǎo)電能力強于海水，能激活該電池，所以C選項錯誤；該電池由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電當(dāng)然可以用于海上應(yīng)急照明供電，D選項正確。 16．鉛蓄電池是化學(xué)電源，它工作時的電池總反應(yīng)式為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。試回答： (1)蓄電池負極的電極材料是____________。 (2)工作時該蓄電池正極的電極反應(yīng)式是____________________________

54、________________ ________________________________________________________________________。 (3)鉛蓄電池工作時，電解質(zhì)溶液的密度_________________________________________ (填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，pH______________。 答案　(1)Pb (2)PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O (3)減小　增大 解析　(1)由電池總反應(yīng)式可知，Pb發(fā)生氧化反應(yīng)，所以Pb是負極。 (2)正極上的反應(yīng)是PbO2―→P

55、bSO4，則必然有H2SO4參加反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O(負極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SO===PbSO4，將正、負極反應(yīng)式合并，與題給總反應(yīng)式相符。) (3)在蓄電池的工作過程中，Pb被氧化，H2SO4被消耗，有水生成，所以溶液的密度減小，pH增大。 17．(加試題)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溶于混合有機溶劑中，Li＋通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列問題： (1)外電路的電流方向是由________極流向________極。(填字母) (2)電池正極

56、反應(yīng)式為__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________ ____________________________________________

57、____________________________。 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)活潑金屬鋰作電池負極，失去的電子由負極(a極)經(jīng)過導(dǎo)線流向正極(b極)，電流方向由b極流向a極。(2)負極上Li失去電子生成Li＋：Li－e－===Li＋；正極上MnO2得到電子同時結(jié)合遷入的Li＋生成LiMnO2：MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。(3)Li是活潑金屬，易與水反應(yīng)，因此不能用水代替電池中的混合有機溶劑。 18．(加試題)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意

58、圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉。鉑吸附氣體的能力強、性質(zhì)穩(wěn)定。請回答下列問題： (1)氫氧燃料電池在導(dǎo)線中電子流動方向是________(用a、b表示)。 (2)負極反應(yīng)式為_____________________________________。 (3)電極表面鍍鉑粉的原因為______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給

59、，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一，金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下： Ⅰ.2Li＋H22LiH Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑ ①已知LiH固體密度為0.82 g·cm－3，用鋰吸收22.4 L(標準狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為____________。 ②由①生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為____________ mol。 答案　(1)由a到b (2)2H2＋4OH－－4e－===4H2O(或H2＋2OH－－2e－===2H2O) (3)

60、增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率 (4)①(或8.71×10－4)?、?.2 解析　(1)H2發(fā)生氧化反應(yīng)失去電子，故導(dǎo)線中電子由a流向b。 (2)負極上H2失去電子變?yōu)镠＋，但電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，故OH－與H＋結(jié)合生成H2O，負極反應(yīng)式為2H2－4e－＋4OH－===4H2O。 (3)鉑吸附氣體的能力強，可增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率。 (4)①由Ⅰ知，當(dāng)吸收1 mol H2時，生成2 mol LiH， V(LiH)＝＝＝19.5 cm3 ＝＝8.71×10－4。 ②2 mol LiH反應(yīng)可生成2 mol H2，實際參與反應(yīng)的H2為2 mol×80%＝1.6 mol，每摩爾H2轉(zhuǎn)移2 mol 電子，故共轉(zhuǎn)移電子3.2 mol。