2023年高考化學(xué)復(fù)習(xí) 大一輪復(fù)習(xí)講義 第35講　原電池　化學(xué)電源

第35講原電池化學(xué)電源

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用。2.正確判斷原電池的兩極，能書(shū)寫(xiě)電極

反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。3.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理；了解燃料電池的應(yīng)用。

考點(diǎn)一原電池的工作原理及應(yīng)用

■歸納整合夯實(shí)必備知識(shí)

1.原電池的概念及構(gòu)成條件

(1)定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

(2)原電池的形成條件

①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。

②兩個(gè)活潑性不同的電極(燃料電池的兩個(gè)電極可以相同)。

③形成閉合回路,需滿足三個(gè)條件：a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入

電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中。

2.工作原理(以鋅銅原電池為例)

(1)裝置變遷

(2)電極反應(yīng)

負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+,氧化反應(yīng)。

正極：Cu2'÷2e=Cu,還原反應(yīng)。

總反應(yīng)：Zn÷Cu2=Cu÷Zn21>

(3)鹽橋的組成和作用

①鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊膠。

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鹽橋中離子移向：陰離子移向負(fù)極,陽(yáng)離子移向正極。

3.原電池的應(yīng)用

⑴設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源

拆分反應(yīng)-4將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)

____:____帚記庶前7二版五也藪忌獎(jiǎng)3面丁祥

選擇電極」負(fù)極，活動(dòng)性比負(fù)極弱的金屬或非金

材料i屬導(dǎo)體作正極

畫(huà)桌而停車笈65前君?不養(yǎng)養(yǎng)而應(yīng)

構(gòu)成閉合!行（中間連接鹽橋），則兩個(gè)容器中

回路7的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有與史遜型相同

i的金屬陽(yáng)離子

;結(jié)合要求及反應(yīng)特點(diǎn)，畫(huà)出原電池裝

畫(huà)出裝置

T置圖，標(biāo)出電極材料的名稱、正負(fù)極、

I電解質(zhì)溶液等

（2）比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬,正極一般是活動(dòng)性較

塞的金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）。

（3）加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。

（4）用于金屬的防護(hù)：將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的正根而受到保護(hù)。

Γ易錯(cuò)辨析」

1.理論上，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池（）

2.放熱反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池（）

3.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（）

4.兩種活動(dòng)性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負(fù)極（）

5.一般來(lái)說(shuō)，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池效率高（）

6.實(shí)臉室制備H2時(shí)，用粗鋅（含Cu、Fe等）代替純鋅與鹽酸反應(yīng)效果更佳（）

答案1.√2.×3.×4.×5.√6.√

■專項(xiàng)突破提升關(guān)鍵能力

一、原電池原理及電極的判斷

1.銀鋅電池是一種常見(jiàn)化學(xué)電源，其反應(yīng)原理：Zn+Ag2O+H2O=Zn（OH）2+2Ag,其工作

示意圖如圖。下列說(shuō)法不正確的是（）

Zn電豫f?IAgq電極

勢(shì)三基-KoH溶液

A.Zn電極發(fā)生氧化反應(yīng)

B.Ag2O電極是電源的正極

C.電池工作時(shí)，電子從Zn電極經(jīng)導(dǎo)線流向Ag2θ電極，再由AgzO電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向

Zn電極

D.Zn電極上發(fā)生的反應(yīng)：Zn—2e+20H==Zn(OH)2

答案C

解析電池工作時(shí)，負(fù)極Zn失去電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極，AgzO得到電子轉(zhuǎn)化為Ag,

電子不會(huì)進(jìn)入電解質(zhì)溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()

③④

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6a0+6/=60田+31121

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02+2比0+45=40FΓ

答案BD

解析②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而AI能和Nac)H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)誤：②中電池總反應(yīng)

為2Al+2NaOH+2H2θ=2NaAlCh+3H2t,負(fù)極反應(yīng)式為2A1+8O1?！?e-=2AlθE+

4H2O,二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O+6e^=6OH^+3H2t,B正確；④中Cu是正極，

電極反應(yīng)式為θ2+2H2θ+4e-=4OH,D正確。

■歸納總結(jié)

判斷電極的方法

(1)通過(guò)反應(yīng)類型判斷

①失去電子的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；

②得到電子的電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。

(2)通過(guò)電子定向移動(dòng)方向和電流方向判斷

①電子流出的電極為負(fù)極，電子經(jīng)外電路流入正極；

②電流流出的電極為正極，電流經(jīng)外電路流入負(fù)極。

(3)根據(jù)離子移動(dòng)方向判斷

陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。

(4)根據(jù)電極現(xiàn)象判斷

一般不斷溶解、質(zhì)量減輕的電極為負(fù)極；有固體析出、質(zhì)量增加或不變或有氣體產(chǎn)生的電極

為正極。

二、原電池原理的應(yīng)用

3.有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:

baCdad

bC

lh一=F

實(shí)驗(yàn)裝置∣MιI三三i.H

∣ιι∣IH三=

三三

山三

∣ιι∣I0=I

i∣一.=B

w三三rl

∣ι∣∣ι=.=

∣i∣ι?-ΓmlI

ιι∣三三=B

∣ι∣nL=

∣ι∣ι∣-一-?￡-

CUSo,溶液稀硫酸稀硫酸稀硫酸

部分實(shí)驗(yàn)a極質(zhì)量減少；b極有氣體產(chǎn)d極溶解；C極電流從a極

現(xiàn)象b極質(zhì)量增加生；C極無(wú)變化有氣體產(chǎn)生流向d極

由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是()

A.a>b>c>dB.b>c>d>a

C.d>a>b>cD.a>b>d>c

答案C

解析把四個(gè)實(shí)驗(yàn)從左到右分別編號(hào)為①②③④，則由實(shí)臉①可知，a作原電池負(fù)極，b作原

電池正極，金屬活動(dòng)性：a>b:由實(shí)驗(yàn)②可知，活動(dòng)性：b>c;由實(shí)驗(yàn)③可知，d作原電池

負(fù)極，C作正極，活動(dòng)性：d>c:由實(shí)驗(yàn)④可知，d極為原電池負(fù)極，a極為原電池正極，活

動(dòng)性：d>a(>

4.設(shè)計(jì)原電池裝置證明Fe3+的氧化性比Cu2+So

(1)寫(xiě)出能說(shuō)明氧化性Fe3+大于C/*的離子方程式：o

(2)若要將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，電極反應(yīng)式分別是：

①負(fù)極:。

②正極:?

(3)在方框中畫(huà)出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液：

①不含鹽橋②含鹽橋

答案(l)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2f

(2)φCu-2e=Cu2(2)2Fe3÷2e~=2Fe2+

(3)

考點(diǎn)二常見(jiàn)化學(xué)電源及工作原理

■歸納整合夯實(shí)必備知識(shí)

1.分類

化H一次電池I堿性鋅鎰電池等

學(xué)

電-→∣二次電池I鉛酸蓄電池等.

源

T燃料電池I氫氧燃料電池等

2.工作原理

電池電極反應(yīng)

Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2；

堿性鋅

負(fù)極：Zn+2OH-2e^=Zn(OH)2;

鎬電池

正極：2Mn02+2H20+2e^^=2Mn0(0H)+20H-

總反應(yīng)：Pb+Pbd+2H2SO42PbSO4+2?O;

鉛酸蓄

負(fù)極：Pb+SOf-2e=PbSO:

電池4

+

正極：PbO2+4H+SOa+2e=PbSO4+2H2O

總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O

酸性負(fù)極：2H2-4e=4H；

+

氫氧燃正極：O2+4e^+4H=2H2O

料電池總反應(yīng)：2H2+θ2=2H2θ-

堿性負(fù)極：2H2+4OH-4e=4H2O;

--

正極：O2+2H2O+4e=4OH

3.二次電池的充放電

(1)可充電電池原理示意圖

放電充電

充電時(shí)，原電池負(fù)極與外接電源負(fù)極相連，原電池正極與外接電源正極相連，記作：“正接

正，負(fù)接負(fù)”。

(2)可充電電池有充電和放電兩個(gè)過(guò)程，放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。充電、

放電不是可逆反應(yīng)。

⑶放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)相反，放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)相

反。將負(fù)(正)極反應(yīng)式變換方向并將電子移項(xiàng)即可得出陰(陽(yáng))極反應(yīng)式。

例:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2b+2OH

允電

-===Fe(0H)2°則充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為Fe(OH)2+2e^=Fe+20H^o

Γ易錯(cuò)辨析」

1.太陽(yáng)能電池不屬于原電池()

2.可充電電池中的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)互為可逆反應(yīng)()

3.鉛酸蓄電池工作時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，負(fù)極增重4.8g()

4.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()

答案1.√2.×3.√4.√

■專項(xiàng)突破提升關(guān)鍵能力

一、化學(xué)電源中電極及電極產(chǎn)物的判斷

1.科學(xué)家用氮化鐵材料與銅組裝如圖1所示的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置成功地實(shí)現(xiàn)了以

Co2和H2O合成CH4。該電池負(fù)極是,負(fù)極產(chǎn)物是,正極是,正極產(chǎn)

物是。

答案GaNO2CuCH4

2.釘(RU)基配合物光敏染料敏化太陽(yáng)能電池工作時(shí)的反應(yīng)為2RU"<+I3=2RU"'+3Γ,裝置

如圖2。該電池負(fù)極材料為,負(fù)極對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為；正極材料為

,正極對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物為,正極反應(yīng)式：。

答案透明導(dǎo)電玻璃Ru'"鍍Pt導(dǎo)電玻璃I

I1+2e=3I

3.“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖3。該電池負(fù)極是,負(fù)極

產(chǎn)物是,正極產(chǎn)物是o

UCO電I工作Ie—-，電

27I極

O2CH1I極

太WR曲「小Y

太陽(yáng)二

MRU勸y/

陽(yáng)光一

電解質(zhì)/

光

電。質(zhì)子交換膜

透明表面涂有釘基隼P底

導(dǎo)電迎合粉前Tio2電玻璃

玻璃

圖1圖2

答案鋁A12(C2O4)3C2O4

二、不同介質(zhì)燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

4.寫(xiě)出不同介質(zhì)中甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式。

(1)酸性介質(zhì)(如H2SO4)

總反應(yīng)式：_______________________________________________________________________

負(fù)極：.

正極：___________________________________________________________________________

⑵堿性介質(zhì)(如KOH)

總反應(yīng)式：0

負(fù)極：.

正極：___________________________________________________________________________

(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)。2一)

總反應(yīng)式：。

負(fù)極：___________________________________________________________________________

正極：___________________________________________________________________________

(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)

總反應(yīng)式：_______________________________________________________________________

負(fù)極：___________________________________________________________________________

正極：.

答案(1)CH4+2O2=CO2+2H2O

I

CH4-8e^+2H2O=CO2+8H^

2O2+8e^+8H'=4H2O

(2)C?+2O2+2OH=COΓ+3H2O

CH4-8e+IOOH=COΓ+7H2O

2O2+8e^+4H2O=8OH

(3)CH4+2O2=CO2+2H2O

2

CH4-8e+4O=CO2+2H2O

2

2O2+8e=4O

(4)CH4+2O2=CO2+2H2O

CH4-8e+4COj=5CO2+2H2O

2O2+8e^+4CO2=4CθΓ

5.十九大報(bào)告中提出要“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對(duì)大氣污染防治比過(guò)去要求更高。二氧

化硫一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，原理如圖所示。

SO2一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池的原理圖

A.該電池放電時(shí)質(zhì)子從Pt2電極經(jīng)過(guò)內(nèi)電路移向Ptl電極

B.Ptl電極附近發(fā)生的反應(yīng)為SO2+2H2O—2e=H2SO4+2H

C.Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為02+4e-+2H20-40FΓ

D.相同條件下，放電過(guò)程中消耗的S02和。2的體積比為2：1

答案D

解析放電時(shí)為原電池，質(zhì)子向正極移動(dòng)，Ptl電極為負(fù)極，則該電池放電時(shí)質(zhì)子從PtI電極

移向Pt2電極，A錯(cuò)誤：Ptl電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，S02被氧化為硫酸，電極反應(yīng)式為

+

S02+2H20-2e^=S0Γ+4H,硫酸應(yīng)當(dāng)拆為離子形式，B錯(cuò)誤；酸性條件下，氧氣得電

子生成水，C錯(cuò)誤；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可知，放電過(guò)程中消耗的S02和02的體積比為2：1,

D正確。

■思維建模

電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法

方法一直接書(shū)寫(xiě)

列物質(zhì)一電極反應(yīng)物一產(chǎn)物及得失電子數(shù)

標(biāo)得失

——在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的

看環(huán)單一電極產(chǎn)物，即H+、OH-λ出0等是否

配手恒I參加反應(yīng)，遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、

得失電子守恒

兩受加I_兩電極反應(yīng)式相力口,與總反應(yīng)式對(duì)照

驗(yàn)總式一驗(yàn)證

方法二間接書(shū)寫(xiě)

第一步，寫(xiě)出電池總反應(yīng)式。

第二步，寫(xiě)出電極的正極反應(yīng)式。

第三步，負(fù)極反應(yīng)式=總反應(yīng)式一正極反應(yīng)式。

三、二次電池的放電與充電

6.科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型ZnYCh水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選

擇性催化材料，放電時(shí)，溫室氣體CCh被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問(wèn)題提

供了一種新途徑。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn—2e+40H=Zn(OHM

B.放電時(shí)，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子為2mol

C.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)T=2Zn+C>2t+4OH+2H2θ

D.充電時(shí)，正極溶液中OPT濃度升高

答案D

解析由裝置示意圖可知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn—2e-+4OFΓ=Zn(OH)T,A項(xiàng)正確；放

電時(shí)CCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,C元素由+4價(jià)降為+2價(jià)，則1molCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH時(shí)，轉(zhuǎn)

移的電子為2mol,B項(xiàng)正確；由裝置示意圖可知充電時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生。2,陰極產(chǎn)生Zn,C項(xiàng)正

確：充電時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)：2H2θ-4e-=4H++θ2t,OH-濃度降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

7.我國(guó)化學(xué)工作者提出一種利用有機(jī)電極(PTo/HQ)和無(wú)機(jī)電極(MnO2/石墨氈)在酸性環(huán)境中

可充電的電池，其放電時(shí)的工作原理如圖所示：

1

下列說(shuō)法正確的是（）

A.放電時(shí)，Mno2/石墨氈為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.充電時(shí)，有機(jī)電極和外接電源的正極相連

C.放電時(shí)，Mno2/石墨氈電極的電極反應(yīng)式為Mι√+-2e-+2H2θ=Mnθ2+4H+

D.充電時(shí)，每消耗ImolPT0,理論上外電路中轉(zhuǎn)移電子為4mol

答案D

解析根據(jù)放電時(shí)的工作原理圖可知，Mnc）2/石墨氈電極上Mne）2-Mi?+,Mno2發(fā)生得電子

的還原反應(yīng)，則Mno2/石墨氈電極為正極，正極反應(yīng)式為Mno2+2e-+4H+=Mι√++2H2θ,

有機(jī)電極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為HQ-4e^=PTO+4H+,放電時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子移向正極，

陰離子移向負(fù)極。

真題演練明確考向

1.（2021?廣東，9）火星大氣中含有大量CCh,一種有CCh參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為

火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)（）

A.負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)

B.Co2在正極上得電子

C.陽(yáng)離子由正極移向負(fù)極

D.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

答案B

解析根據(jù)題干信息可知，放電時(shí)總反應(yīng)為4Na+3C02=2Na2C03+C1,放電時(shí)負(fù)極上Na

失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Na+,故A錯(cuò)誤；放電時(shí)正極上Co2得到電子生成C,故B正確；

放電時(shí)陽(yáng)離子移向正極，故C錯(cuò)誤；放電時(shí)該裝置為原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)

-D

7天O

2.（2019?浙江4月選考，12）化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。

金屬外殼鋅粉

□?f??V浸溶了液的K。隔H板

國(guó).瞪WIl?^MSr-Ag2θ

原電S池示意圖鈕扣式鋅銀電池

甲

I后-石墨棒

鎰、炭黑、

氯化鐵、氯化鋅

一鋅筒

鋅鎰干電池

丙

下列說(shuō)法不正確的是()

A.甲：Zi?+向CU電極方向移動(dòng)，CU電極附近溶液中H+濃度增加

B.乙：正極的電極反應(yīng)式為Ag2θ+2e-+H2θ=2Ag+2OFΓ

C.丙：鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會(huì)變薄

D.T：使用一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降

答案A

解析Zn較CU活潑，作負(fù)極，Zn失電子變Zn?+,Zt?+和H+遷移至銅電極，H卡得電子變?yōu)?/p>

H2,因而C(H+)減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；AgzO作正極，得到來(lái)自Zn失去的電子，被還原成Ag,結(jié)

-

合KOH溶液作電解液，故電極反應(yīng)式為Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH-,B項(xiàng)正確；Zn

為較活潑電極，作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅溶解，因而鋅筒會(huì)變薄，C項(xiàng)正確；鉛蓄電池總

放電

反應(yīng)式為Pbo2(s)+Pb(s)+2H2SO4(叫)充電2PbSO4(s)+2H2O(l),放電一段時(shí)間后，H2SO4

不斷被消耗，因而電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降，D項(xiàng)正確。

3.(2021?山東，10)以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CEOH—Ch、N2H4-O2>

(CH3)2NNH2—02清潔燃料電池，下列說(shuō)法正確的是()

A.放電過(guò)程中，K+均向負(fù)極移動(dòng)

B.放電過(guò)程中，KOH物質(zhì)的量均減小

C.消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—02燃料電池的理論放電量最大

D.消耗ImolO2時(shí)，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L

答案C

解析放電過(guò)程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；堿性環(huán)境下，

N2H4-θ2清潔燃料電池總反應(yīng)為N2H4+O2=N2+2H2O,未消耗KOH,所以KOH的物質(zhì)

的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量均減小，B錯(cuò)誤；理論放電

量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg,則甲醇、N2H4和

L∣wgWS

(CH3)2NNH2的放電量分別是”"'gX6??∣×4,...1-i×16,通過(guò)比較可知

32gmol32g?mol60g?mol

（CH3）2NNH2理論放電量最大，C正確；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗Imolc）2

生成氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為Imo1,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4L,D錯(cuò)誤。

4.（2020?天津，11）熔融鈉一硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電池反

應(yīng)為2Na+xS%；Na2S,（x=5?3,難溶于熔融硫），下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

?l密封

-J：升二不銹鋼容器

一二---Na-B-Al固體

------熔融鈉

——熔融硫（含碳粉）

A.Na2S4的電子式為'a"匚S：P：S：S：獰

+-

B.放電時(shí)正極反應(yīng)為ΛS+2Na÷2e=Na2S.t

C.Na和NazSx分別為電池的負(fù)極和正極

D.該電池是以Na-B-AI2O3為隔膜的二次電池

答案C

解析C錯(cuò)，電池正極是含碳粉的熔融硫；D對(duì)，因?yàn)樵撾姵乜梢猿潆姡詾槎坞姵兀?/p>

其中Na-β-AhCh是隔膜，防止熔融鈉與熔融硫直接反應(yīng)。

課時(shí)精練

一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

I.將相同的鋅片和銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中，以下敘述正確的是（）

A.兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生

B.兩燒杯中溶液的H+濃度都減小

C.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢

D.甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極

答案B

解析甲裝置形成原電池，銅是正極，氫離子放電產(chǎn)生氫氣，銅片表面有氣泡產(chǎn)生；乙裝置

不能構(gòu)成原電池，鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，銅不反應(yīng)，A錯(cuò)誤：兩燒杯中溶液的H卡均得到

電子被還原為氫氣，因此氫離子濃度都減小，B正確；形成原電池時(shí)反應(yīng)速率加快，則產(chǎn)生

氣泡的速率甲比乙快，C錯(cuò)誤；金屬性鋅強(qiáng)于銅，則甲中銅片是正極，鋅片是負(fù)極，乙中沒(méi)

有形成閉合回路，不能形成原電池，D錯(cuò)誤。

2.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>EB.E>N>M>P

C.P>N>M>ED.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?

3.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，甲池中C（S0，）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A項(xiàng)，由鋅的金屬活動(dòng)性大于銅可知，銅電極為正極，在正極上C#+得電子發(fā)生還原

反應(yīng)生成Cu,錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，故甲池中C（Sor）

不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在乙池中發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-==Cu,同時(shí)甲池中的Z/+通過(guò)陽(yáng)離子交

換膜進(jìn)入乙池中，由于例（Zn）AW（Cu）,故乙池溶液的總質(zhì)量增加，正確。

4.我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CCh二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑

作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的銀網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為3CO2+

4Na2Na2CO3+Co下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)，CIo4向負(fù)極移動(dòng)

B.充電時(shí)釋放C02，放電時(shí)吸收CCh

C.放電時(shí)，正極反應(yīng)為3CC>2+4e-=2C0r+C

D.充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為Na-+e-^=Na

答案D

解析根據(jù)電池的總反應(yīng)知，放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)：4Na—4e1^=4Na',正極反應(yīng)：3Cθ2÷4e-

^=2C0j+Co充電時(shí)，陰極反應(yīng)：4Na++4e-=4Na,陽(yáng)極反應(yīng)：2Cog-+C—4e-^=3CC)2t?

放電時(shí)，CIOI向負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)充電和放電時(shí)的電極反應(yīng)式知，充電時(shí)釋放C02,放電時(shí)吸

收CO2O

5.銀鎘(Ni—Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。己知某銀鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH

溶液，其充、放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd+2NiOOH+2HO臂Cd(OH)2+2Ni(OH)2,有

2允電

關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()

A.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式：Ni(OH)2+OH--e=NiOOH+H2O

B.充電過(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，Nic)OH作正極，則充電時(shí)

Cd(OH)2作陰極，Ni(OH)2作陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)式為Ni(OH)2+θH-—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)極反應(yīng)式為Cd+20EΓ一

2e^=Cd(OH)2,Cd電極周圍OH-的濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH一向負(fù)

極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.Li—FeSz電池是目前電池中綜合性能最好的一種電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。已知電池放電時(shí)

的反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S0下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.Li為電池的負(fù)極

B.電池工作時(shí)?，Li卡向正極移動(dòng)

C.正極的電極反應(yīng)式為FeSz+4e-^=Fe+2S”

D.將熔融的LiCF3SO3改為L(zhǎng)iCl的水溶液，電池性能更好

答案D

O+1

解析A項(xiàng)，由LifLi2S發(fā)生氧化反應(yīng)，可知Li為電池的負(fù)極；B項(xiàng)，電池工作時(shí)，陽(yáng)離子

(Li+)移向正極；D項(xiàng)，由于2Li+2H2θ=2LiOH+H2t,故不能用LiCl的水溶液作為電解

質(zhì)溶液。

二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

7.用于驅(qū)動(dòng)潛艇的液氨一液氧燃料電池示意圖如下圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()

N2+H2O

NaOH溶液

A.電極2發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池工作時(shí)，Na.向負(fù)極移動(dòng)

C.電流由電極1經(jīng)外電路流向電極2

D.電極1發(fā)生的電極反應(yīng)為2NH3+6OFT—6/=N2+6H2O

答案D

+

8.王浩天教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明的制取H2O2的綠色方法原理如圖所示(已知I：H2O2H+HO2.

Ka=2.4X10l2)o下列說(shuō)法不正確的是()

覆蓋催化劑去離子水覆蓋催化劑

電極、/電極

X多

孔

膜J

固

體

電

解

P富

-質(zhì)

1子

一

a極b極

A.b極上的電極反應(yīng)為02十比0—2e-=HC>2+0lΓ

B.X膜為選擇性陽(yáng)離子交換膜

C.催化劑可促進(jìn)反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，加快反應(yīng)速率

D.每生成1molH2O2,電路中轉(zhuǎn)移4mole^

答案AD

解析b極為正極，氧氣得電子，b極上的電極反應(yīng)為O2+H2θ+2e-==Hθ9+OH-,A錯(cuò)誤;

+

a極發(fā)生反應(yīng)：H2-2e^=2H,X膜為選擇性陽(yáng)離子交換膜，允許H卡通過(guò)，B正確；氧元

素由O價(jià)變成一1價(jià)，每生成ImOlH2O2,電路中轉(zhuǎn)移2mole，D錯(cuò)誤。

9?（2022?天津模擬）某同學(xué)設(shè)計(jì)如下原電池，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.負(fù)極的電極反應(yīng)式是Ag+r—e」=AgI

C.電池的總反應(yīng)式是Ag.+l~^=AgI

D.鹽橋（含KNO3的瓊脂）中NO3從左向右移動(dòng)

答案D

解析左側(cè)電極為負(fù)極，右側(cè)電極為正極，NO,帶負(fù)電荷，向負(fù)極移動(dòng)，所