2019年高考化學講與練第6章第2講原電池、化學電源(含解析)新人教版

1、第 6 章第 2 講原電池、化學電源李仕才【考綱要求】1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2. 了解常見化學電源的種類及其工作原理。考點一原電池的工作原理及應(yīng)用I!知識攤理夯實墓礎(chǔ)歸化襲點-%-1.概念和反應(yīng)本質(zhì)原電池是把化學能轉(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：電解質(zhì)溶液；兩電極直接或間接接 觸；兩電極插入電解質(zhì)溶液中。3.工作原理以鋅銅原電

2、池為例(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) _ 2 +Zn 2e =Z nC+ + 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 片鹽橋中離子移向鹽橋含飽和 KCI 溶液，K*移向正極，Cl移向酗ZnE-于-屮-%二-F鹽橋的組成和作用1鹽橋中裝有飽和的 KCI、KNO 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。r正誤判斷正誤判斷辨析易錯易混辨析易錯易混(1) 理論上說，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池(V)(2) 在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負極(V)用 Mg Al 分別作

3、電極，用 NaOH 溶液作電解液構(gòu)成的原電池，Mg 為正極(V)(4)在鋅銅原電池中，因為有電子通過電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生(X)原電池工作時，溶液中的陽離子向負極移動，鹽橋中的陽離子向正極移動(X)(6) 兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負極(X)(7) 一般來說，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高(V)(8) 由于 CaO HO=Ca(OH),可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池(X)r深度思考深度思考握升思維能力握升思維能力原電池正負極的判斷方法(1) 由組成原電池的電極材料判斷。一般是活動性較強的金屬為_ 極，活動性較弱的金屬或能導(dǎo)

4、電的非金屬為_極。(2) 根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。電流由 _ 極流向 _ 極；電子由 _ 極流向_ 極。根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向_ 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 _極，增重或有氣體逸出的一極為 _ 極。答案(1)負正正負負正(3)正負負正(5)負正提示 判斷電極時，不能簡單地依據(jù)金屬的活動性順序來判斷，要看反應(yīng)的具體情況，例如：Al在強堿性溶液中比 Mg 更易失電子，Al 作負極，Mg 作

5、正極；Fe、Al 在濃 HNO 中鈍化，比 Cu 等金 屬更難失電子，Cu 等金屬作負極，F(xiàn)e、Al 作正極。解題探究汀.：題組一原電池的工作原理1. (1)下列裝置屬于原電池的是ZuLMIa（2）在選出的原電池中， _ 是負極，電極反應(yīng)為 _ ; _是正極，電極反應(yīng)為_。答案 Fe Fe 2e=FT Cu 2H+ 2e=Hf2. （2017 信陽質(zhì)檢）分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是（）答案 BNaOH 溶液反應(yīng)，而 Al 能和 NaOH 溶液反應(yīng)失去電子，故 Al 是負極；中 Fe在濃硝酸中鈍化，Cu 和濃 HNO 反應(yīng)失去電子作負極，A C 錯；中電池總反應(yīng)為 2Al +

6、2NaOHF2fO=2NaAIO+f,負極反應(yīng)式為 2Al + 8OH 6e=2AlQ + 4fO,二者相減得到正極反應(yīng)式為 6H2O+ 6e=6OH+ 3Hzf,B 正確；中 Cu 是正極，電極反應(yīng)式為 Q+ 2H?O+ 4e=4OH,D 錯。練后反思練后反思- 一2+3+（1）Fe 作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)時，失2e 變成 Fe，而不是 Fe。（2）書寫某一極電極反應(yīng)式時，若書寫困難，也可先寫另一極的電極反應(yīng)式。用“減法”來處理，即用總的電極反應(yīng)式減去容易寫出一極的電極反應(yīng)式（前提是電量守恒）。題組二聚焦“鹽橋”原電池A.B.C.D.中 Mg 作負極，中 Fe 作負極中 Mg 作正極,中 Fe

7、 作負極,中 Cu 作正極,電極反應(yīng)式為電極反應(yīng)式為電極反應(yīng)式為6H23 6e=60H+fFe 2e=F+2H+2e=Hf解析中 Mg 不與3. （2017 太原市第五中學高三模擬）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+ 2e=HfD. 燒杯 b 中發(fā)生的反應(yīng)為 2C 2e=Cl2f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，貝UQ 在 Fe 電極發(fā)生還原反應(yīng)：Q+ 2H234e=4OH，燒杯 a 中c（OH）增大，溶液的 pH 升高；燒杯 b 中，Zn 發(fā)生氧

8、 化反應(yīng)：Zn 2e=z6+。4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. 電流表讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)D.電流表讀數(shù)為零后，在甲中加入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失去電子變成丨2被氧化,所以 A、B 正確；電流表讀數(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；在甲中加入 FeCl2固體，平衡 2Fe3+ 2

9、I?2Fe+ I2向左移動，12被還原為 I，乙中石 墨為正2甲乙極，D 不正確。題組三原電池工作原理的應(yīng)用5. （2018 江門質(zhì)檢）M、N P、E 四種金屬，已知： M+NT=WM 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； N E 用導(dǎo)線連接放入 E 的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng) 為 E2+2e=E N 2e=肝。則這四種金屬的還原性由強到弱的順序是（）A. P M N EB. E N M P答案 A解析 由知，金屬活動性： 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，說明 M作原電池的正極，故金屬活動性： P M; N E 構(gòu)成的原電池中，N

10、 作負極，故金屬活動性：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)計的原電池如圖所示(鹽橋為盛有 KNO 瓊脂的 U 形管)。請回答下列問題:(1)_ 電極 X 的材料是 _;電解質(zhì)溶液 Y 是 (填化學式)。 銀電極為電池的 _ 極，其電極反應(yīng)為 _鹽橋中的 NQ 移向_ 溶液。答案 (1)Cu AgNO (2)正 Ag+=Ag(3)Cu(NQ)2練后反思練后反思-原電池設(shè)計類試題的解題思路(1) 利用氧化還原反應(yīng)知識判斷題給總反應(yīng)中的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。(2) 選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液。(3) 畫出原電池裝

11、置圖。畫圖時應(yīng)注意：電極材料、電解質(zhì)溶液；簡易裝置圖和帶有鹽橋的裝置 圖的區(qū)別等。7銀器日久表面會逐漸變黑，這是因為生成了硫化銀。有人設(shè)計用原電池原理進行“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 時間后，黑色會褪去，而銀器恢復(fù)光澤，且不會損失。試回答：(1) 氯化鈉溶液的作用是 _ 。(2) 在此原電池反應(yīng)中，負極發(fā)生的電極反應(yīng)為 _，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為(3)_ 反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，溶液中發(fā)生的反應(yīng)為 _，原電池總反 答C. P N M ED. E P M N應(yīng)方程式為案(1)為電解質(zhì)溶液，起導(dǎo)電作用一3豐一2(2) 2AI

12、 6e =2Al3Ag2S+ 6e =6A 肝 3S(3) 2Al3+3S2一+6H2O=2AI(OH)3J +3HZSf3AgS+2AI+6HzO=6Agb 2AI(OH)3J+3H2Sf解析 要善于抓住題給信息，“黑色會褪去，而銀器恢復(fù)光澤，且不會損失”，必然發(fā)生Ag2STAg,顯然這是原電池的正極反應(yīng)，AS+ 2e一=2Ag S2一，負極反應(yīng)為活潑金屬 AI 發(fā)生氧化反應(yīng)：AI 3e=AI3+。正極生成的 S2一和負極生成的 AI3+在溶液中發(fā)生雙水解反應(yīng)：2AI3+ 3S2一+ 6H2O=2AI(OH)4 + 3fSf，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)為上述三個反應(yīng)的和

13、：3AgaS+ 2AI + 6HO=6A 2AI(OH)3J+ 3fSf。考點二化學電源I!知識梳理夯實基礎(chǔ)理化襲點-%-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)：2MnO+ 2HO+ 2e_=2MnOOH2OH ;負極反應(yīng)：Zn + 2OH 2e一=Z n( OH%總反應(yīng)：Zn+ 2MnO+ 2H2O=2M nOOHZn (OH)2。(2) 鋅銀電池一一一次電池負極反應(yīng)：Zn + 2OH 2e一=Z n( O%;正極反應(yīng)：Ag2O+ HO+ 2e=2Ag+ 2OH ;總反應(yīng)：Zn+ AO+ HO=Z n( OH)+ 2Ag。二次電池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電

14、池，負極材料是Pb 正極材料是 PbO。1放電時的反應(yīng)a. 負極反應(yīng)：Pb+ sO_ - 2e_=PbSQb. 正極反應(yīng)：PbO+ 4H+ SO一+ 2e=PbS 硏 2HO;c. 總反應(yīng)：Pb+ PbQ+ 2fSQ=2PbS 研 2fQ2充電時的反應(yīng)a.陰極反應(yīng)：PbSQ+ 2e一=Pb SO一;b .陽極反應(yīng)：PbSQ+ 2HzO- 2e=Pb 決 4H+ SC4一;電解c.總反應(yīng)：2PbSQ+ 2H2O=Pb+ PbQ+ 2H2SQ。負極反應(yīng)式：。固體電解質(zhì)（高溫下能傳導(dǎo) 0）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，

15、可分酸性和堿性兩種。種類酸性堿性負極反應(yīng)式2H2 4e =4H2H2+ 4OH 4e =4H0正極反應(yīng)式Q+ 4e + 4H =2H0Q + 2HzO+ 4e =4OH電池總反應(yīng)式2 Hz + Q=2HO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r正溟判斷正溟判斷躋析易錯易混躋析易錯易混對常見化學電源的認識與理解（1）鉛蓄電池放電時，正極與負極質(zhì)量均增加（）（2）手機、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池（）若使反應(yīng) Fe + 2Fe3、=3F以原電池方式進行，可用鋅鐵作電極材料（）堿性鋅錳干電池是一次電池，其中MnO 是催化劑，可使鋅錳干電池的比能量高、可儲存時間長（）（5）燃料電

16、池工作時燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能（）氫氧燃料電池在堿性電解質(zhì)溶液中負極反應(yīng)為2f 4e=4H（）答案V（2）X（3）X（4）X（5）X（6）x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+=Zri+ 2Fe=MnO?不是催化劑。（5）燃料電池直接將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?）負極反應(yīng)應(yīng)寫為 2Hz 4e+ 4OH=4HQr深度思考深度思考握升思維能力握升思維能力以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法。（1）酸性條件總反應(yīng)式：_ ；正極反應(yīng)式：_ ；負極反應(yīng)式：_ 。（2）堿性條件總反應(yīng)式：_;負極反應(yīng)式：。

17、固體電解質(zhì)（高溫下能傳導(dǎo) 0）正極反應(yīng)式：_ ;總反應(yīng)式：;正極反應(yīng)式：_負極反應(yīng)式：_。熔融碳酸鹽(如熔融 K2CO)環(huán)境下總反應(yīng)式：_正極反應(yīng)式：_ ;負極反應(yīng)式：_答案(1)CH4+ 2C2=C(2H2H2O2Q+ 8H+ 8e=4H0CH 8e+ 2H2O=CO- 8H+(2) CH4+ 20+ 20HI =CO+ 3H2O2Q+ 4H2C+ 8e=801CH+ 10OH 8e=CC+ 7H2O(3) CH4+ 2Q=C2+ 2H2O2Q+ 8e =4OCH+ 4O2 8e=CO+ 2H2O(4) CH4+ 2Q=C2+ 2H2O2Q+ 4CQ+ 8e =4COCH+ 4CO 8e=5

18、CG+ 2H2O總結(jié)規(guī)律握煉方法題組一 根據(jù)圖示理解化學電源1.（ 一次電池的工作原理）（2017 銀川一模）普通鋅錳干電池的簡圖如圖所示，它是用鋅皮制成 的鋅筒作電極，中央插一根碳棒，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混 合物，并用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜，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。該電池工作時的總反應(yīng)為Zn+ 2NH-+ 2Mn O=Z n（NH3）22+ MnO+ HQ 下列關(guān)于鋅錳干電池的說法中正確的是（）解題探究總反應(yīng)式：;封蠟一NH,CI_ 溶液MnOu+C *筒長纖維紙祈墨電扱鋅弒 f：電池加意圖A. 當該電池電壓逐漸下降后

19、，利用電解原理能重新充電復(fù)原B. 電池負極反應(yīng)式為 2MnO 2Nhf+ 2e=MnO3+ 2NH+ HOC. 原電池工作時，電子從負極通過外電路流向正極D.外電路中每通過 O.lmol 電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g答案 C解析 普通鋅錳干電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A 項錯誤；根據(jù)原電池工作原理，負極失電子，電極反應(yīng)式為 Zn 2e_=Z+, B 項錯誤；由負極的電極反應(yīng)式可知，每通過 O.lmol 電子,O.lmol消耗鋅的質(zhì)量是 65g molx= 3.25g , D 項錯誤。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)Li+通過電解質(zhì)遷移入

20、MnO 晶格中，生成 LiM nO2?；卮鹣铝袉栴}:電池正極反應(yīng)式為答案（1）b aMnQ + e+ Li+=LiM nO（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 作負極材料，MnO 作正極材料，所以電子流向是從 b,那么電流方向則是 a。（2）根據(jù)題目中的信息“電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑中，Li+通過電解質(zhì)遷移入 MnO 晶格中,生成 LiMnQ”，所以正極的電極反應(yīng)式為MnO+ e + Li =LiMnO。（3）因為負極的電極材料 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溶劑。LiClO4溶于混合有

21、機溶劑中,是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？（填“是”或“否”），原因是外電路的電流方向是由極。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質(zhì)子溶劑，在 200C 左右時供電，電池總反應(yīng)：C2H5OH- 3Q=2CO 3fO,電池示意圖如圖所示。下列說法中正確的是（）A. 電池工作時，質(zhì)子向電池的負極遷移B. 電池工作時，電子由 b 極沿導(dǎo)線流向 a 極C.a 極上發(fā)生的電極反應(yīng)：C2H5OH 3H2O+ 12e_=2C(2 12H+D.b 極上發(fā)生的電極反應(yīng)：4H* + Q + 4e =2H0答案 D4. (2017 蘭州一診)科學家設(shè)計出質(zhì)子膜 H2S 燃料電池，

22、實現(xiàn)了利用H2S 廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜 fS 燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。下列說法錯誤的是()1HSMa :. 1 J1貝PMH.U/電槻h888883 1o2A. 電極 a 為電池的負極B.電極 b 上發(fā)生的電極反應(yīng)：02+ 4H+ 4e_=2HOC.電路中每通過 4mol 電子，在正極消耗 44.8LH2SD. 每 17gH2S 參與反應(yīng)，有 1molH+經(jīng)質(zhì)子膜進入正極區(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，通氧氣的一極為正極，故電極b 為正極，電極 a 為負極，A 項正確；電極 b 為正極，氧氣得電子生成水，B 項正確；從裝置圖可以看出，

23、電池總反應(yīng)為2H2S+ Q=S+ 2H2O,電路中每通過 4 mol 電子，正極應(yīng)該消耗 1 mol O2,負極應(yīng)該有 2 mol H2S 反應(yīng)，但是題目中沒有給定標準狀況下，所以不一定是44.8 L,故 C 錯誤；17 g H2S 即 0.5 mol H2S,每 0.5 mol H2S 參與反應(yīng)會消耗 0.25 mol O2，根據(jù)正極反應(yīng)式 Q+ 4H+ 4e_=2HO，可知有 1 mol H+經(jīng)質(zhì)子膜進入正極區(qū)，故D 正確。練后反思練后反思-(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) 通入負極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣。(3) 通過介質(zhì)中離子的移動方向，可判斷

24、電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應(yīng)。戰(zhàn)蹙換膜題組三可充電電池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2.池的電解質(zhì)溶液為 KOH 溶液，其充、放電按下式進行：Cd+ 2NiOO 出 2fC 充電?Cd(OH)z+ 2Ni(OH)2,有關(guān)該電池的說法正確的是()A.充電時陽極反應(yīng)： Ni(OH)2+ OH e一=NiOOH- H2OB. 充電過程是化學能轉(zhuǎn)化為電能的過程C. 放電時負極附近溶液的堿性不變D.放電時電解質(zhì)溶液中的 OH 向正極移動答案 A解析 放電時 Cd 的化合價升高，Cd 作負極，Ni 的化合價降低，NiOOH

25、 作正極，則充電時 Cd(OH)2作陰極，Ni(OH)2作陽極，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2+ OH e=NiOOH- H2O, A 項正確；充電過程是電能轉(zhuǎn)化為化學能的過程，B 項錯誤；放電時負極電極反應(yīng)式為Cd+ 2OH 2e=Cd(OH2, Cd 電極周圍 OH 的濃度減小，C 項錯誤；放電時 OH 向負極移動，D 項錯誤。6. (2018 柳州模擬)鋅一空氣燃料電池可作電動車的動力電源，電解質(zhì)溶液為KOH 溶液，反應(yīng)為 2Zn+ Q+ 2fO+ 4OH =2Zn(OH$。下列說法正確的是()A.放電時，電解質(zhì)溶液中 K-移向負極B.放電時，電解質(zhì)溶液的 pH 不變C.充電時，陰極的反應(yīng)為

26、 Zn(OH)2- 2e=Zn+ 4OHD.充電時，當有 4.48L 氧氣(標準狀況下)釋放出來時，則析出固體Zn 為 13g答案 C解析 放電時，為原電池，溶液中陽離子向正極移動，即K-向正極移動，故 A 錯誤；放電時，消耗氫氧根離子， 堿性減弱， pH減小， 故B錯誤； 充電時， 陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)， 則陰極 反應(yīng)為Zn(OH)4+2e=Zn- 4OH，故 C 正確；產(chǎn)生 1 mol 氧氣，轉(zhuǎn)移電子為 4 mol，充電時，當有 4.48 L 氧氣(標準狀況下)釋放出來時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為22 44L48LnOl-X4= mol,練后反思練后反思1.充放電電池(1)放電時為原電池

27、，充電時為電解池。充電時電極的連接：充電的目的是使電池恢復(fù)其供電能力，因此負極應(yīng)與電源的負極相連以 獲得電子，可簡記為負接負后作陰極，正接正后作陽極。根據(jù) Zn2e,則析出固體Zn：0.8 mol21X65 g mol = 26 g，故 D 錯誤。(3)工作時的電極反應(yīng)式：同一電極上的電極反應(yīng)式，在充電與放電時，形式上恰好是相反的； 同一電極周圍的溶液，充電與放電時pH 的變化趨勢也恰好相反。外接趕棉貢極同一電槻/r丞原反坨：帆極20微專題 j新型電源及電極反應(yīng)式的書寫近幾年高考中的新型電池種類繁多，“儲氫電池” “高鐵電池” “海洋電池” “燃料電池”電池”等， 這些新型電源常以選擇題的形式

28、呈現(xiàn)。 解析這類考題， 首先要理解常見的化學電源種 類及原電池的工作原理，其次會判斷正負電極或陰陽極，以及會書寫電極反應(yīng)式等。i 電極反應(yīng)式書寫的一般步驟（類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫）列物質(zhì)_J負扳愛生氧化反應(yīng)螯加反趣的徴粒 標得先廠1正扱發(fā)生還用反應(yīng)J和得先業(yè)王數(shù)征電解航濟械的環(huán)瓏屮雙宅成思崔的昭極 產(chǎn)物.SUH OH,等是否參加反應(yīng)遵訐電荷守恒、質(zhì)型守恒、業(yè)干守恒噥豐一兩電極底應(yīng)帥加.與總反應(yīng)式對照驗證2已知總方程式，書寫電極反應(yīng)式（1）書寫步驟1步驟一：寫出電池總反應(yīng)式，標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目（ne_）。2步驟二：找出正、負極，失電子的電極為負極；確定溶液的酸堿性。3步驟三：寫電極反

29、應(yīng)式。負極反應(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）書寫技巧若某電極反應(yīng)式較難寫時，可先寫出較易的電極反應(yīng)式，用總反應(yīng)式減去較易寫的電極反應(yīng)式, 即可得出較難寫的電極反應(yīng)式。如：CH3OCH（二甲醚）酸性燃料電池中：總反應(yīng)式：CHOCH+ 3Q=2C 硯 3fO正極：3Q + 12H+ 12e=6HO負極：CHOCH+ 3fO 12e=2CO+ 12H+特別提醒 簡單電極反應(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介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)充可充電電油“鋰離子看環(huán)說配守恒氧化反應(yīng)：陽杈貫械：薊化反宜正極：吒尿反應(yīng)接電溺正極同一電殺.Hb

30、2e =2酸作介質(zhì)Hb- 2e+ 2OH =2H0 堿作介質(zhì)負極 Hb 2e_ + O2=h20 熔融金屬氧化物作介質(zhì)Hk 2e+ CO-=HO+ CO 熔融碳酸鹽作介質(zhì)-02+ 4e_ + 4=2h2O 酸作介質(zhì)02+ 4e_ + 2H2O=4OH f 堿作介質(zhì) 正極,一Q+ 4e =2(3熔融金屬氧化物作介質(zhì)-Q+ 4e+ 2CO=2C& 熔融碳酸鹽作介質(zhì)【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 Hb,電解質(zhì)為熔融 的K2CO。電池的總反應(yīng)為 2H2+ Q=2HO,負極反應(yīng)：Hb+ cO 2e=HO+ CO。下列說法正確 的

31、是()A.電路中的電子經(jīng)正極、熔融的冷 CO、負極后再到正極，形成閉合回路B. 電池放電時，電池中 CO的物質(zhì)的量將逐漸減少C. 正極反應(yīng)為 2F2O+ Q + 4e=4OHD. 放電時 CO向負極移動答案 D解析 電子不能通過熔融的 &CO,故 A 項錯誤；該電池的正極反應(yīng)為Q+ 4e+ 2CO=2CO，根據(jù)電子守恒，放電時負極消耗 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項錯誤；放電時陰離子向負極移動，故D 項正確。2.Li SOC2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 LiAICI4 SOC2。電池的總反應(yīng)可表示為 4

32、Li + 2SOC2=4LiCI + S+ SOf。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 鋰 4Li 4e=4Li+(2)2SOCI2+4e=4CI+S+SOf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，SOC2得電子，被還原，為氧化劑。(1)負極材料為 Li(還原劑),4Li 4e =4Li。正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負極反應(yīng)式得到：2SOC2+ 4e=4CI+ S+ SOf。3. Mg-AgCI 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2AgCI + Mg=Mg+ 2Ag+ 2C

33、，試書寫該電池的正、負極電極反應(yīng)式。答案負極：Mg- 2e_=Mg+正極：2AgCl + 2e-=2Ag 2Cl-4.鋁一空氣海水電池：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 4AI + 3Q+ 6fO=4AI(OH)3；負極：正極：。答案3+4AI 12e =4AI3Q+ 6HzO+ 12e =12OH5.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的 KOH 溶液。T 充電器 JL 丿 i 電器e- 1F碳業(yè)極,L鐐電根6 mol L-1KOHNi(OH)nIINiOfUHj(1) 寫出放電時的

34、正、負極電極反應(yīng)式。答案 負極：H2_ 2e_+ 20H =2HO正極：2NiO(OH) + 2HzO+ 2e_=2Ni(OH)2+ 20H_。(2) 寫出充電時的陰、陽極電極反應(yīng)式。答案 陰極：2H2O+ 2e_=Hf+ 2OH ;陽極：2Ni(OH)2+ 2OH 2e_=2NiO(OH)+ 2fQ探究高考明確考向1. (2016 全國卷n,11)Mg_ AgCI 電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A. 負極反應(yīng)式為Mg2e_=Mg+B. 正極反應(yīng)式為Ag+ e_= =AgC.電池放電時CI_由正極向負極遷移D.負極會發(fā)生副反應(yīng) Mg+ 2fO=Mg(OH)+ H

35、f答案 B解析 根據(jù)題意，Mg-海水AgCI 電池總反應(yīng)式為 Mg+ 2AgCI=MgC2+ 2Ag。A 項，負極反應(yīng)式 為 Mg-2e=Mg+，正確；B 項，正極反應(yīng)式為 2AgCI + 2e=2CI+ 2Ag，錯誤；C 項，對原電 池來說，陰離子由正極移向負極，正確；D 項，由于鎂是活潑金屬，則負極會發(fā)生副反應(yīng)M 葉2fO=Mg(OH)+ H4,正確。2. (2017 全國卷川，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)。下列說法錯誤的是:口;srI.杲電解質(zhì)答案 D解析 A

36、項，原電池電解質(zhì)中陽離子移向正極，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S8TLiLi Li2S4TLi2S2的還原反應(yīng)，正確；B 項，電池工作時負極電極方程式為Li e=Li+，當外電路中流過0.02mol 電子時，負極消耗的 Li 的物質(zhì)的量為 0.02mol，其質(zhì)量為 0.14g，正確；C 項，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，電池充電時為電解池，此時電由解解總反應(yīng)為 8Li 2S=6Li + x(2 xFeC4+ 80 充電?3Zn(OH)2+ 2Fe(OH)3+ 4KOH 下

37、列敘述正確的是()A. 放電時，負極反應(yīng)式為 3Zn 6e+ 6OH=3Z n(OH)2B. 放電時，正極區(qū)溶液的 pH 減小C. 充電時，每轉(zhuǎn)移 3mol 電子，陽極有 1molFe(OH)3被還原D. 充電時，電池的鋅電極接電源的正極答案 A解析 A 項，根據(jù)總方程式可知，在放電時，負極反應(yīng)為3Zn 6e+ 6OH =3Zn(OH，正確；B項，放電時，正極區(qū)不斷消耗水，產(chǎn)生OH,所以溶液的 pH 增大，錯誤；C 項，充電時，每轉(zhuǎn)移3mol 電子，陽極有 1molFe(OH)3被氧化，錯誤；D 項，充電時，電池的鋅電極接電源的負極，錯 誤。12. (2017 信陽高三模擬)化學家正在研究尿素

38、動力燃料電池，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()匸 5+皿一生CCXNHaJabHzO 一 T1 H*質(zhì)子/交換膜芻一 Qd n HQ夢 fL 礦電極A. 電池工作時才移向負極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+ HO- 6e=C(2 2+ 6H+D.電池工作時，理論上每凈化1molCO(NHh,消耗 33.6LO2答案 C解析 A 項，原電池中陽離子向正極移動，則電池工作時H 移向正極，錯誤；B 項，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，錯誤；C 項，負極上是 CO(NH)2失電子生成二氧化碳和氮氣，則負極反應(yīng)式：CO(NH)2+ H.O- 6e=CO+ N2+ 6，正確；D 項，電池的總反應(yīng)式：2CO(NHh+ 3