人教版高中化學選修4：化學反應原理 　原電池 名師獲獎

第一節(jié)原電池第一頁，共一百二十三頁。1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。2.了解常見化學電源的種類及其工作原理?？季V要求第二頁，共一百二十三頁?？键c一

原電池及其工作原理考點二

原電池原理的“四”個基本應用探究高考明確考向練出高分考點三化學電源的工作原理考點四鹽橋原電池的專題突破第三頁，共一百二十三頁。4.分析如圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是(

)A.①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B.②中Mg作正極，電極反應式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C.③中Fe作負極，電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋D.④中Cu作正極，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑第四頁，共一百二十三頁?？键c二原電池原理的“四”個基本應用遞進題組知識梳理第五頁，共一百二十三頁。1.用于金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池

而得到保護。例如，要保護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。2.設計制作化學電源(1)首先將氧化還原反應分成兩個半反應。(2)根據原電池的反應特點，結合兩個半反應找出正、負極材料和電解質溶液。知識梳理正極第六頁，共一百二十三頁。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

的金屬比作

的金屬活潑。4.加快氧化還原反應的速率一個

進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率

。例如，在Zn與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液能使產生H2的反應速率加快。負極正極自發(fā)增大第七頁，共一百二十三頁。2.將等質量的兩份鋅粉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。請畫出產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系圖像。答案第八頁，共一百二十三頁。1.將上面2題中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他條件不變，請畫出產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系圖像。答案

一思兩變第九頁，共一百二十三頁。2.將過量的兩份鋅粉a、b分別加入定量的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，請畫出產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系圖像。答案第十頁，共一百二十三頁。改變Zn與H＋反應速率的方法1.加入Cu或CuSO4，形成原電池，加快反應速率，加入Cu不影響Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量減少，是否影響產生H2的量，應根據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，使c(H＋)減小，反應速率減小，但不影響生成H2的量。反思歸納返回第十一頁，共一百二十三頁。遞進題組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：①A、B用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極；②C、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導線→C；③A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產生大量氣泡；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應；⑤用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出。據此，判斷五種金屬的活動性順序是(

)第十二頁，共一百二十三頁。題組二設計原電池，畫出裝置圖3.請運用原電池原理設計實驗，驗證Cu2＋、Fe3＋氧化性的強弱。請寫出電極反應式，負極________________________，正極______________________________________________，并在方框內畫出實驗裝置圖，要求用燒杯和鹽橋，并標出外電路電子流向。Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋第十三頁，共一百二十三頁。

“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.不畫出電解質溶液(或畫出但不標注)。3.誤把鹽橋畫成導線。4.不能連成閉合回路。反思歸納返回第十四頁，共一百二十三頁?？键c三化學電源的工作原理遞進題組知識梳理第十五頁，共一百二十三頁。知識梳理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：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；負極反應：

；總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2第十六頁，共一百二十三頁。(3)二次電池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是

，正極材料是

。①放電時的反應a.負極反應：

；b.正極反應：

；c.總反應：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。PbPbO2第十七頁，共一百二十三頁。②充電時的反應a.陰極反應：

；b.陽極反應：

；c.總反應：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。第十八頁，共一百二十三頁。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。種類酸性堿性負極反應式2H2－4e－===4H＋

正極反應式_____________________O2＋2H2O＋4e－===4OH－電池總反應式2H2＋O2===2H2O2H2＋4OH－－4e－===4H2OO2＋4e－＋4H＋===2H2O第十九頁，共一百二十三頁。2.(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質溶液時，工作一段時間后，電解質溶液的濃度將________，溶液的pH______。(填“減小”、“增大”或“不變”)(2)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質溶液時，工作一段時間后，電解質溶液的濃度將________，溶液的pH________。(填“減小”、“增大”或“不變”)減小

增大減小減小返回第二十頁，共一百二十三頁。遞進題組題組一判斷正、負極，書寫化學電源電極反應式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LiAl-Cl4-SOCl2。電池的總反應可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。請回答下列問題：第二十一頁，共一百二十三頁。(1)電池的負極材料為__________，發(fā)生的電極反應為_________________。解析

分析反應的化合價變化，可知Li失電子，被氧化，為還原劑，SOCl2得電子，被還原，為氧化劑。負極材料為Li(還原劑)，4Li－4e－===4Li＋。鋰4Li－4e－===4Li＋第二十二頁，共一百二十三頁。(2)電池正極發(fā)生的電極反應為________________________________。解析正極反應式可由總反應式減去負極反應式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑第二十三頁，共一百二十三頁。2.Mg－AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應方程式為2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－試書寫該電池的正、負極電極反應式。答案

負極：Mg－2e－===Mg2＋正極：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－第二十四頁，共一百二十三頁?；瘜W電源中電極反應式書寫的一般步驟“加減法”書寫電極反應式1.先確定原電池的正、負極，列出正、負極上的反應物質，并標出相同數目電子的得失。2.注意負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質溶液中的陰離子應寫入負極反應式；思維模型第二十五頁，共一百二十三頁。若正極上的反應物質是O2，且電解質溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應式中，且O2生成OH－，若電解質溶液為酸性，則H＋必須寫入正極反應式中，O2生成水。3.正、負極反應式相加得到電池反應的總反應式。若已知電池反應的總反應式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。第二十六頁，共一百二十三頁。題組二“一池多變”的燃料電池4.以甲烷燃料電池為例來分析不同的環(huán)境下電極反應式的書寫。(1)酸性介質(如H2SO4)負極：___________________________；正極：______________________；總反應式：_______________________

。CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋2O2＋8e－＋8H＋===4H2OCH4＋2O2===CO2＋2H2O第二十七頁，共一百二十三頁。(2)堿性介質(如KOH)負極：_______________________________；正極：________________________；總反應式：________________________________。(3)固體電解質(高溫下能傳導O2－)負極：_____________________________；正極：_________________；總反應式：_______________________。2O2＋8e－＋4H2O===8OH－CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O2O2＋8e－===4O2－CH4＋2O2===CO2＋2H2O第二十八頁，共一百二十三頁。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。該電池的電解質溶液為6mol·L－1的KOH溶液。(1)寫出放電時的正、負極電極反應式。答案

負極：H2－2e－＋2OH－===2H2O正極：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－第二十九頁，共一百二十三頁。(2)寫出充電時的陰、陽極電極反應式。答案

陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－陽極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiO(OH)＋2H2O技巧點撥負極與陰極顛倒，正極與陽極顛倒，即得各自電極反應式。返回返回第三十頁，共一百二十三頁?？键c四鹽橋原電池的專題突破遞進題組知識梳理第三十一頁，共一百二十三頁。知識梳理1.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：①連接內電路，形成閉合回路；②平衡電荷，使原電池不斷產生電流。第三十二頁，共一百二十三頁。2.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、總反應、反應現象。第三十三頁，共一百二十三頁。負極：Zn－2e－===Zn2＋正極：Cu2＋＋2e－===Cu總反應：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋不同點：圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會有一部分Zn與Cu2＋直接反應，該裝置中既有化學能和電能的轉化，又有一部分化學能轉化成了熱能，裝置的溫度會升高。第三十四頁，共一百二十三頁。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＋直接反應的過程，所以僅是化學能轉化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。

關鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。第三十五頁，共一百二十三頁。1.能用金屬代替鹽橋嗎？答案

不可以，在電路接通的情況下，這個鹽橋只是整個回路的一部分，隨時要保持電中性，瓊膠作為鹽橋因其中含有兩種離子，可以與溶液中的離子交換，從而達到傳導電流的目的，而且瓊膠本身可以容納離子在其中運動；若用金屬代替鹽橋，電子流向一極后不能直接從另一極得到補充，必然結果就是向另一極釋放金屬陽離子或者溶液中的金屬陽離子在電子流出的那一極得電子析出金屬，從而降低了整個電池的電勢。所以，只有自由電子是不夠的，應該有一個離子的通道即“鹽橋”。深度思考第三十六頁，共一百二十三頁。2.在有鹽橋的銅鋅原電池中，電解質溶液的選擇為什么要與電極材料的陽離子相同？如Zn極對應的是硫酸鋅，能不能是氯化銅或者氯化鈉？答案

可以，如果該溶液中溶質的陽離子對應的金屬單質比電極強的話沒有問題。因為負極區(qū)發(fā)生的反應只是Zn的溶解而已。但是如果比電極弱的話，例如硫酸銅，鋅就會置換出銅，在表面形成原電池，減少供電量。使用鹽橋就是為了避免這種情況，至于電解液要跟電極相同那只是一個做題的技巧，具體問題具體分析就行。返回返回第三十七頁，共一百二十三頁。遞進題組題組一根據裝置明確原理1.根據右圖，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C.燒杯a中發(fā)生的反應為2H＋＋2e－===H2↑D.燒杯b中發(fā)生的反應為2Cl－－2e－===Cl2↑第三十八頁，共一百二十三頁。解析

由題給原電池裝置可知，電子經過導線，由Zn電極流向Fe電極，則O2在Fe電極發(fā)生還原反應：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：Zn－2e－===Zn2＋。答案

B第三十九頁，共一百二十三頁。2.如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相等的空心銅球和空心鐵球，調節(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.杠桿為導體或絕緣體時，均為A端高B端低B.杠桿為導體或絕緣體時，均為A端低B端高C.當杠桿為導體時，A端低B端高D.當杠桿為導體時，A端高B端低第四十頁，共一百二十三頁。解析

當杠桿為導體時，構成原電池，Fe作負極，Cu作正極，電極反應式分別為負極：Fe－2e－===Fe2＋，正極：Cu2＋＋2e－===Cu，銅球質量增加，鐵球質量減少，杠桿A端低B端高。答案

C第四十一頁，共一百二十三頁。題組二平衡移動與“鹽橋”作用3.控制適合的條件，將反應2Fe3＋＋2I－

2Fe2＋＋I2設計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(

)A.反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B.反應開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C.電流表讀數為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D.電流表讀數為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極第四十二頁，共一百二十三頁。解析

由圖示結合原電池原理分析可知，Fe3＋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；電流表讀數為零時Fe3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應達到平衡狀態(tài)；D項在甲中溶入FeCl2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。答案

D第四十三頁，共一百二十三頁。第四十四頁，共一百二十三頁。下列敘述中正確的是(

)A.甲組操作時，電流表(A)指針發(fā)生偏轉B.甲組操作時，溶液顏色變淺C.乙組操作時，C2作正極D.乙組操作時，C1上發(fā)生的電極反應為I2＋2e－===2I－第四十五頁，共一百二十三頁。答案

D第四十六頁，共一百二十三頁。1.當氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時，可逆反應達到化學平衡狀態(tài)，電流表指針示數為零；當電流表指針往相反方向偏轉，暗示電路中電子流向相反，說明化學平衡移動方向相反。2.電子流向的分析方法改變條件，平衡移動；平衡移動，電子轉移；電子轉移，判斷區(qū)域；根據區(qū)域，判斷流向；根據流向，判斷電極。反思歸納返回返回第四十七頁，共一百二十三頁。探究高考明確考向全國卷Ⅰ、Ⅱ高考題調研各省市高考題調研第四十八頁，共一百二十三頁。1.(2014·新課標全國卷Ⅱ，12)2013年3月我國科學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為電池的正極B.電池充電反應為LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLiC.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123第四十九頁，共一百二十三頁。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，反應式為原電池反應的逆反應，故正確；123第五十頁，共一百二十三頁。C項，放電時，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應的是Mn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，鋰離子應向正極(a極)遷移，故正確。答案

C123第五十一頁，共一百二十三頁。2.(2013·新課標全國卷Ⅰ，10)銀質器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故，根據電化學原理可進行如下處理，在鋁質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被還原生成單質銀C.該過程中總反應為2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉化為白色AgCl123第五十二頁，共一百二十三頁。解析

鋁質容器、變黑的銀器及食鹽溶液構成原電池裝置，鋁作負極，變質的銀器作正極。負極反應式為Al－3e－===Al3＋，正極反應式為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2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原電池總反應為2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故B項正確，C項錯誤；123第五十三頁，共一百二十三頁。A項，原電池反應是自發(fā)進行的氧化還原反應，銀器中Ag2S被還原成Ag，質量減輕，A項錯誤；D項，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉化為Ag，D項錯誤。答案

B123第五十四頁，共一百二十三頁。3.(2013·新課標全國卷Ⅱ，11)“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤的是(

)A.電池反應中有NaCl生成B.電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C.正極反應為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－D.鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動123第五十五頁，共一百二十三頁。解析

結合蓄電池裝置圖，利用原電池原理分析相關問題。A項，負極反應為Na－e－===Na＋，正極反應為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故電池反應中有NaCl生成；B項，電池的總反應是金屬鈉還原二價鎳離子；C項，正極上NiCl2發(fā)生還原反應，電極反應為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D項，鈉在負極失電子，被氧化生成Na＋，Na＋通過鈉離子導體在兩電極間移動。123返回返回答案

B第五十六頁，共一百二十三頁。1.(2014·天津理綜，6)已知：鋰離子電池的總反應為LixC＋

Li1－xCoO2

C＋LiCoO2鋰硫電池的總反應為2Li＋S

Li2S有關上述兩種電池說法正確的是(

)A.鋰離子電池放電時，Li＋向負極遷移B.鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應C.理論上兩種電池的比能量相同D.右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電12345678第五十七頁，共一百二十三頁。解析

鋰離子電池放電時，為原電池，陽離子Li＋移向正極，A錯誤；鋰硫電池充電時，為電解池，鋰電極發(fā)生還原反應生成Li，B正確；電池的比能量是指參與電極反應的單位質量的電極材料放

出電能的多少，兩種電池材料不同，顯然其比能量不同，C錯誤；12345678第五十八頁，共一百二十三頁。由圖可知，鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2，應為該電池放電完全所得產物，而鋰硫電池的電極材料為Li和S，應為該電池充電完全所得產物，故此時應為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程，D錯誤。答案

B12345678第五十九頁，共一百二十三頁。2.(2014·浙江理綜，11)鎳氫電池(NiMH)目前已經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(

)12345678第六十頁，共一百二十三頁。A.NiMH電池放電過程中，正極的電極反應式為NiOOH＋H2O＋e－===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、氨水等作為電解質溶液12345678第六十一頁，共一百二十三頁。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，該項正確；B項，充電過程中發(fā)生電解池反應，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，該項錯誤。答案

A12345678第六十二頁，共一百二十三頁。3.(2014·大綱全國卷，9)右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH—Ni電池)。下列有關說法不正確的是(

)A.放電時正極反應為NiOOH＋H2O＋e－―→Ni(OH)2＋OH－B.電池的電解液可為KOH溶液C.充電時負極反應為MH＋OH－―→H2O＋M＋e－D.MH是一類儲氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高12345678第六十三頁，共一百二十三頁。解析

A項，在原電池的負極發(fā)生的是氧化反應，在原電池的正極發(fā)生的是還原反應，分析化合價的升降，正確；B項，因為該電池為金屬氫化物鎳電池，又有Ni(OH)2等產生，因此可用堿性溶液作電解質溶液，正確；C項，該反應為放電時的負極反應，錯誤；D項，氫密度越大，單位體積內放出的電量越多，電池的能量密度越高，正確。答案

C12345678第六十四頁，共一百二十三頁。4.(2014·福建理綜，11)某原電池裝置如圖所示，電池總反應為2Ag＋Cl2===2AgCl。下列說法正確的是(

)A.正極反應為AgCl＋e－===Ag＋Cl－B.放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變D.當電路中轉移0.01mole－時，交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子12345678第六十五頁，共一百二十三頁。解析

根據電池總反應可以看出Cl2得電子，Ag失電子，所以在原電池中Cl2在正極上發(fā)生還原反應，Ag在負極上發(fā)生氧化反應。正極反應為Cl2＋2e－===2Cl－，A項錯誤；因為電解質溶液為鹽酸，所以負極上Ag失電子生成的Ag＋隨即與附近的Cl－反應，B項錯誤；用氯化鈉代替鹽酸后，電極反應不發(fā)生改變，C項錯誤；12345678第六十六頁，共一百二十三頁。當電路中轉移0.01mole－時，負極生成0.01molAg＋，由于Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以消耗0.01molCl－，由于電荷守恒，同時有0.01molH＋通過陽離子交換膜轉移至右側溶液中，D項正確。答案

D12345678第六十七頁，共一百二十三頁。5.(2013·江蘇，1)燃料電池能有效提高能源利用率，具有廣泛的應用前景。下列物質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.氫氣解析

甲醇、天然氣(CH4)、液化石油氣(氣態(tài)烴)燃燒均生成CO2和H2O，CO2會造成溫室效應，氫氣燃燒只生成H2O，因此最環(huán)保的是氫氣，D項正確。

D12345678第六十八頁，共一百二十三頁。6.(2013·江蘇，9)Mg－H2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液，示意圖如下。該電池工作時，下列說法正確的是(

)A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl－向正極移動12345678第六十九頁，共一百二十三頁。解析

Mg－H2O2－海水電池，活潑金屬(Mg)作負極，發(fā)生氧化反應：Mg－2e－===Mg2＋，H2O2在正極(石墨電極)發(fā)生還原反應：H2O2＋2e－===2OH－(由于電解質為中性溶液，則生成OH－)，A、B項錯誤，C項正確；原電池電解質溶液中Cl－向負極移動，D項錯誤。答案

C12345678第七十頁，共一百二十三頁。7.(2013·安徽理綜，10)熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有關說法正確的是(

)12345678第七十一頁，共一百二十三頁。A.正極反應式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2B.放電過程中，Li＋向負極移動C.每轉移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD.常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉解析

正極應得到電子發(fā)生還原反應，A錯誤；放電時為原電池，陽離子移向正極，B錯誤；12345678第七十二頁，共一百二十三頁。每轉移0.1mol電子，根據電子守恒，應生成0.05molPb，質量為10.35g，C錯誤；常溫下，電解質不能熔融形成自由移動的離子，所以不能導電，故指針不偏轉，D正確。答案

D12345678第七十三頁，共一百二十三頁。8.(2013·高考試題組合)(1)[2013·廣東理綜，33(2)(3)]能量之間可相互轉化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉化為化學能，而原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池，探究其能量轉化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導線。①完成原電池甲的裝置示意圖(見右圖)，并作相應標注，要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。12345678第七十四頁，共一百二十三頁。②以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質溶液，只在一個燒杯中組裝原電池乙，工作一段時間后，可觀察到負極__________。③甲乙兩種原電池可更有效地將化學能轉化為電能的是________，其原因是__________________________。④根據犧牲陽極的陰極保護法原理，為減緩電解質溶液中鐵片的腐蝕，在上述的材料中應選__________作陽極。12345678第七十五頁，共一百二十三頁。解析

①根據題給條件和原電池的構成條件可得：a.若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)組成原電池，Zn作負極，Cu作正極，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)組成原電池，Fe作負極，Cu作正極，Fe插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。c.注意，畫圖時要注意電極名稱，電極材料，電解質溶液名稱(或化學式)，并形成閉合回路。12345678第七十六頁，共一百二十三頁。②由于金屬活動性Zn＞Fe＞Cu，鋅片或鐵片作負極，由于Zn或Fe直接與CuSO4溶液接觸，工作一段時間后，負極逐漸溶解，表面有紅色固體析出。③帶有鹽橋的甲原電池中負極沒有和CuSO4溶液直接接觸，二者不會直接發(fā)生置換反應，化學能不會轉化為熱能，而是幾乎全部轉化為電能；而原電池乙中的負極與CuSO4溶液直接接觸，兩者會發(fā)生置換反應，部分化學能轉化為熱能，化學能不可能全部轉化為電能。12345678第七十七頁，共一百二十三頁。④由犧牲陽極的陰極保護法可得，鐵片作正極(陰極)時被保護，作負極(陽極)時被腐蝕，所以應選擇比鐵片更活潑的鋅作負極(陽極)才能有效地保護鐵不被腐蝕。答案

① (或其他合理答案)12345678第七十八頁，共一百二十三頁。②電極逐漸溶解，表面有紅色固體析出③甲在甲裝置中，負極不和Cu2＋接觸，避免了Cu2＋直接與負極發(fā)生反應而使化學能轉化為熱能④鋅片12345678第七十九頁，共一百二十三頁。(2)[2013·北京理綜，26(4)]通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意圖如下：12345678①Pt電極上發(fā)生的是________反應(填“氧化”或“還原”)②寫出NiO電極的電極反應式：_______________________。第八十頁，共一百二十三頁。解析

由圖示可知原電池發(fā)生反應為2NO＋O2===2NO2，NO為還原劑，O2為氧化劑，O2在Pt電極得電子發(fā)生還原反應：O2＋4e－===2O2－。NO在NiO電極上失電子發(fā)生氧化反應：NO＋O2－－2e－===NO2。答案

①還原②NO＋O2－－2e－===NO2返回返回12345678第八十一頁，共一百二十三頁。1.原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關。下列說法中不正確的是(

)A.由Al、Cu、稀H2SO4組成的原電池，負極反應式為Al－3e－

===Al3＋B.由Mg、Al、NaOH溶液組成的原電池，負極反應式為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O234567891011121第八十二頁，共一百二十三頁。C.由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，負極反應式為Cu－2e－

===Cu2＋D.由Al、Cu、濃硝酸組成的原電池，負極反應式為Cu－2e－===Cu2＋解析

由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池，負極材料是Fe，反應式為Fe－2e－===Fe2＋，C錯。答案

C234567891011121第八十三頁，共一百二十三頁。2.鉛酸蓄電池是目前應用普遍的化學電池，新型液流式鉛酸蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質，電池總反應：Pb＋PbO2＋4H＋

2Pb2＋＋2H2O下列有關新型液流式鉛酸蓄電池的說法不正確的是(

)A.放電時，蓄電池由化學能轉化為電能B.充放電時，溶液的導電能力變化不大C.放電時的負極反應式為Pb－2e－===Pb2＋D.充電時的陽極反應式為Pb2＋＋4OH－＋2e－===PbO2＋2H2O234567891011121第八十四頁，共一百二十三頁。解析

放電時電極反應式為負極：Pb－2e－===Pb2＋正極：PbO2＋2e－＋4H＋===Pb2＋＋2H2O充電時電極反應式為陰極：Pb2＋＋2e－===Pb陽極：Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋234567891011121第八十五頁，共一百二十三頁。放電時消耗4個H＋，而產生2個Pb2＋，充電時，消耗2個Pb2＋，但產生4個H＋，所以充放電時，溶液的導電能力變化不大，B正確，D錯誤。答案

D234567891011121第八十六頁，共一百二十三頁。3.由于具有超低耗電量、壽命長的特點，LED產品越來越受人歡迎。如圖是氫氧燃料電池驅動LED發(fā)光的裝置。下列有關敘述正確的是(

)A.a處通入氧氣，b處通入氫氣B.該裝置中只涉及兩種形式的能量轉化234567891011121第八十七頁，共一百二十三頁。C.電池正極電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－D.P－型半導體連接的是電池負極解析

根據電子移向，a處應通H2，b處應通O2，A錯誤；在該裝置中化學能轉化為電能，電能轉化為光能、熱能等，B錯誤；P－型半導體連接的是電池正極，D錯誤。答案

C234567891011121第八十八頁，共一百二十三頁。4.某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質、以CH4為燃料時，該電池工作原理見下圖。下列說法正確的是(

)234567891011121第八十九頁，共一百二十三頁。234567891011121解析

電極反應式為第九十頁，共一百二十三頁。234567891011121答案

D第九十一頁，共一百二十三頁。5.鋰空氣電池作為新一代大容量電池而備受矚目，其工作原理如圖所示。下列有關鋰空氣電池的說法不正確的是(

)A.隨著電極反應的不斷進行，正極附近的電解液pH不斷升高B.若把堿性電解液換成固體氧化物電解質，則正極會因為生成Li2O而引起碳孔堵塞，不利于正極空氣的吸附234567891011121第九十二頁，共一百二十三頁。C.放電時，當有22.4LO2(標準狀況下)被還原時，溶液中有

4molLi＋從左槽移動到右槽D.鋰空氣電池又稱作“鋰燃料電池”，其總反應方程式為4Li＋O2===2Li2O解析電極反應式為負極：4Li－4e－===4Li＋正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－234567891011121第九十三頁，共一百二十三頁。A項，根據正極反應可以判斷該項正確；B項，固體氧化物能傳導O2－，然后和負極生成的Li＋反應生成Li2O而造成堵塞，正確；C項，根據兩個電極反應式可以判斷該項正確；D項應為4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。答案

D234567891011121第九十四頁，共一百二十三頁。6.利用反應6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O構成電池的方法，既能實現有效消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，又能充分利用化學能，裝置如圖所示，下列說法不正確的是(

)234567891011121第九十五頁，共一百二十三頁。A.電流從右側電極經過負載后流向左側電極B.為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜C.電極A極反應式為2NH3－6e－===N2＋6H＋D.當有4.48LNO2(標準狀況)被處理時，轉移電子為0.8mol解析電極反應式為負極：8NH3－24e－＋24OH－===4N2＋24H2O正極：6NO2＋24e－＋12H2O===3N2＋24OH－234567891011121第九十六頁，共一百二十三頁。因為為堿性介質，所以應選用陰離子交換膜；C項，應生成H2O，錯誤；D項，根據正極反應式轉移電子為×24＝0.8mol。答案

C234567891011121第九十七頁，共一百二十三頁。7.液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小，無需氣體存儲裝置等優(yōu)點。一種以肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH作為電解質。下列關于該燃料電池的敘述不正確的是(

)234567891011121第九十八頁，共一百二十三頁。A.電流從右側電極經過負載后流向左側電極B.負極發(fā)生的電極反應式為N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2OC.該燃料電池的電極材料應采用多孔導電材料，以提高電極反應物質在電極表面的吸附量，并使它們與電解質溶液充分接觸D.該燃料電池持續(xù)放電時，K＋從負極向正極遷移，因而離子交換膜需選用陽離子交換膜234567891011121第九十九頁，共一百二十三頁。解析根據圖示，電極反應式為負極：N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－D項，燃料電池持續(xù)放電時，OH－從正極區(qū)移向負極區(qū)，所以應選用陰離子交換膜。答案

D234567891011121第一百頁，共一百二十三頁。8.銀制器皿表面日久因生成Ag2S而變黑，可進行如下處理：將表面發(fā)黑的銀器浸入盛有食鹽水的鋁質容器中(如圖)，一段時間后黑色褪去。有關說法正確的是(

)A.該處理過程中電能轉化為化學能B.銀器為正極，Ag2S還原為單質銀C.Ag2S溶解于食鹽水生成了AgClD.鋁質容器為陽極，其質量變輕234567891011121第一百零一頁，共一百二十三頁。解析

A項該處理過程是構成了原電池裝置，是把化學能轉化為電能，A、D都錯誤；由于鋁比較活潑，作負極，銀器為正極，Ag2S還原為單質銀，B正確，C錯誤。答案

B234567891011121第一百零二頁，共一百二十三頁。9.(1)鐵是用途最廣的金屬材料之一，但生鐵易生銹。請討論電化學實驗中有關鐵的性質。①某原電池裝置如圖所示，如圖右側燒杯中的電極反應式為____________，左側燒杯中的c(Cl－)_________(填“增大”、“減小”或“不變”)。234567891011121第一百零三頁，共一百二十三頁。②已知下圖甲、乙兩池的總反應式均為Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，且在同側電極(指均在“左電極”或“右電極”)產生H2。請在兩池上標出電極材料(填“Fe”或“C”)。234567891011121第一百零四頁，共一百二十三頁。解析

①原電池反應中Fe作負極，石墨棒作正極，右側燒杯中電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑。由于平衡電荷的需要，鹽橋中的Cl－向負極遷移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。②裝置乙是電解裝置，陰極(右側)產生H2，同時根據電池的總反應式可知Fe只能作陽極(左側)。由已知條件知，在裝置甲中，Fe作原電池的負極，在左側，C作原電池的正極，在右側。答案

①2H＋＋2e－===H2↑增大②甲池中：左—Fe，右—C，乙池中：左—Fe，右—C234567891011121第一百零五頁，共一百二十三頁。(2)用高鐵(Ⅵ)酸鹽設計的高鐵(Ⅵ)電池是一種新型可充電電池，電解質溶液為KOH溶液，放電時的總反應為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。①寫出正極反應式：_________________________________。②用高鐵(Ⅵ)電池作電源，以Fe作陽極，以Cu作陰極，對足量KOH溶液進行電解，當電池中有0.2molK2FeO4反應時，則在電解池中生成H2________L(標準狀況)。234567891011121第一百零六頁，共一百二十三頁。解析

②以轉移的電子數為橋梁建立K2FeO4和H2的物質的量的關系：2K2FeO4～3H2，由此可知生成H20.3mol，在標準狀況下的體積為6.72L。答案

①FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－②6.72234567891011121第一百零七頁，共一百二十三頁。10.某研究性學習小組根據反應2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O設計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質的物質的量濃度均為

1mol·L－1，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。234567891011121第一百零八頁，共一百二十三頁?；卮鹣铝袉栴}：(1)此原電池的正極是石墨__________(填“a”或“b”)，發(fā)生________反應。解析根據題目提供的總反應方程式可知，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應，故石墨a是正極。234567891011121a

還原第一百零九頁，共一百二十三頁。(2)電池工作時，鹽橋中的SO移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。解析電池工作時，SO向負極移動，即向乙燒杯移動。(3)兩燒杯中的電極反應式分別為甲________________________________；乙___________________。解析甲燒杯中的電極反應式為MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O；乙燒杯中的電極反應式為5Fe2＋－5e－===5Fe3＋。234567891011121乙5Fe2＋－5e－===5Fe3＋第一百一十頁，共一百二十三頁。(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5mol·L－1，則反應中轉移的電子為________mol。解析溶液中的MnSO4濃度由1mol·L－1變?yōu)?/p>