原電池及其應用、新型化學電源（解析版）-2025年高考化學一輪復習講義（新教材新高考）

備戰(zhàn)2025年高考化學【一輪-考點精講精練】復習講義

考點36原電池及其應用、新型化學電源

疆本講?講義概要

—.原電池的工作原理

二.原電池原理的應用

知識精講

三.常見的化學電源

四.新型化學電源

選擇題：20題建議時長：60分鐘

課后精練

實際時長：

非選擇題：5題分鐘

吆夯基?知識精講________________________________________________________

一.原電池的工作原理

1.原電池的概念：把化學能轉化為電能的裝置，其本質是發(fā)生了氧化還原反應。

2.原電池的構成條件

(1)有兩個活潑性不同的電極(常見為金屬或石墨，燃料電池的兩個電極可以相同)。

(2)將電極插入電解質溶液或熔融電解質或離子導體中。

(3)兩電極間構成閉合回路(兩電極接觸或用導線連接)，需滿足三個條件：a.存在電解質；b.兩電極直接

或間接接觸；c.兩電極插入電解質溶液或熔融電解質中。

(4)能發(fā)生自發(fā)進行的氧化還原反應(一般是活潑性強的金屬與電解質溶液反應)。

3.原電池的工作原理——以銅鋅原電池為例

（1）電極

①負極：失去電子，發(fā)生氧化反應

e~沿導線傳遞，有電流產(chǎn)生②正極：得到電子，發(fā)生還原反應

還原反應（2）電子定向移動方向和電流方向

2H++2e-=IIt

2①電子從負極流出經(jīng)外電路流入正極

②電流從正極流出經(jīng)外電路流入負極

+2+

總反應離子方程式：Zn+2H^=Zn+H2t（3）離子移動方向

陰離子向負極移動，陽離子向正極移動

（電子不下水，離子不上岸）

4.單液原電池（無鹽橋）和雙液原電池（有鹽橋）對比——以銅鋅原電池為例

（1）工作原理

名稱單液原電池雙液原電池

電極名稱負極（鋅片）正極（銅片）

電極反應Zn—2e-=Zn2+（氧化反應）Cu2++2e-=Cu（還原反應）

相

同總反應Zn-|-Cu2+=Zn2++Cu

點

電子流向電子由負極經(jīng)導線流向正極：由Zn沿導線流向Cu

電流流向電流由正極經(jīng)導線流向負極：由Cu沿導線流向Zn

電解質溶液中，陰離子向負極遷移，陽離子向正極遷移

不離子遷移

同方向Cu2+移向正極，SCV一移向負極鹽橋含飽和KC1溶液，K+移向正極，C「移向負極

點

能量轉化還原劑Zn與氧化劑Cu2+直接接觸，Zn與氧化劑CM+不直接接觸，僅有化學能轉化為

效率既有化學能轉化為電能，又有化學電能，避免了能量損耗，故電流穩(wěn)定，持續(xù)時間長。

能轉化為熱能，造成能量損耗。

鹽橋的組成和作用

①鹽橋中裝有飽和的KC1、KNC>3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，使原電池能持續(xù)提供電流；

C.可以提高能量轉化效率。

5.原電池正、負極的判斷方法

(1)根據(jù)原電池的兩電極材料來判斷

兩種金屬(或金屬與非金屬)組成的電極，若它們都與(或都不與)電解質溶液單獨能反應，則較活潑的金

屬作負極；若只有一種電極與電解質溶液能反應，則能反應的電極作負極。

(2)根據(jù)外電路中電子流向或電流方向來判斷

電子流出或電流流入的一極負極；電子流入或電流流出的一極正極。

(3)根據(jù)電極反應或總反應方程式來判斷

作還原劑、失電子、化合價升高、發(fā)生氧化反應的電極是負極；

作氧化劑、得電子、化合價降低、發(fā)生還原反應的電極是正極；

(4)根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷

工作后，電極質量減少，說明該電極金屬溶解，失去電子變成金屬離子，該電極為負極；電極質量增

加或不變，說明溶液中的陽離子在該電極放電生成金屬單質或溶液中的陽離子得電子，該電極為正極。

（5）根據(jù)內(nèi)電路（電解質溶液中）中離子的遷移方向來判斷

陽離子向正極移動；陰離子向負極移動。

【注意】

①活潑性強的金屬不一定作負極，對于某些原電池，如鎂、鋁和NaOH溶液組成的原電池，A1作負極,

Mg作正極。原電池的正極和負極與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關，不要形成思維定式——活

潑金屬一定是負極，但負極一定發(fā)生氧化反應。

總反應Cu+4H++2NO3=Cu2++2NO2T+2H2。

A1——Cu（濃硝酸）負極反應Cu_2e-=Cu2+

正極反應

4H++2NO3+2e-=2NO2t+2H2O

總反應2A1+2H2O+2OH=2A1O2-+3H2T

A1------Mg（NaOH溶液）負極反應2A1—6e-+8OH-=2A1O2~+4氏0

正極反應6H2O+6b=3H2T+6OH

②電子不能通過電解質溶液，溶液中的離子不能通過鹽橋和導線（即電子不下水，離子不上岸）。

③自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應并不一定是電極與電解質溶液反應，也可以是電極與溶解的。2等發(fā)生反應,

如將鐵與石墨相連插入食鹽水中。

二.原電池原理的應用

1、設計制作化學電源

例：①根據(jù)Cu+2Ag+^=Cu2++2Ag設計電池:

C（Ag等）

或

AgNCS溶液AgNOs溶液CuSO」溶液

2、加快化學反應速率

一個自發(fā)進行的氧化還原反應，設計成原電池時反應速率加快。如：在Zn和稀硫酸反應時，滴加少量

CuSCU溶液，則Zn置換出的銅和鋅能構成原電池的正負極，從而加快Zn與稀硫酸反應的速率。

3、比較金屬的活動性強弱

原電池中，一般活動性強的金屬作負極，而活動性弱的金屬（或非金屬導體）作正極。電極質量減少，作

負極，較活潑；有氣體生成、電極質量不斷增加或不變作正極，較不活潑。

如：有兩種金屬A和B,用導線將A和B連接后，插入到稀硫酸中，一段時間后，若觀察到A溶解，

而B上有氣體放出，則說明A作負極，B作正極，即可以斷定金屬活動性：A>Bo

4、用于金屬的防護

使需要保護的金屬制品作原電池正極而受到保護。例如：要保護一個鐵質的輸水管道或鋼鐵橋梁，可

用導線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。（被保護的金屬作正極，活潑性更強的金屬作負極）

e-

三.常見的化學電源

1.電池優(yōu)劣的標準

一是看電池單位質量或體積輸出的電能多少(比能量)或輸出功率多少(比功率);

二是電池儲存的時間長短。

2.一次電池——干電池

只能使用一次，放電后不能再充電復原繼續(xù)使用。隨著使用，一次電池中能發(fā)生氧化還原反應的物質

被消耗，當這些物質消耗到一定程度時，電池就不能繼續(xù)使用了。一次電池中電解質溶液制成膠狀，不流

動，也叫做干電池。

(1)堿性鋅鎰電池

堿性鋅錦電池的負極是Zn,正極是MnC)2，電解質是KOH,其電極反應如下：

十

總反應：。

1Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2

5_鋅粉和KOH

的混合物

__

負極：Zn—2e+2OH^=Zn(OH)2；

-MnO2

-金屬外殼

正極：2MnC)2+2e-+2H2O==2MnO(OH)+2OH；

圖1

特點：比能量較高，儲存時間較長，可適用于大電流和連續(xù)放電。

⑵銀鋅電池

銀鋅電池的負極是Zn,正極是Ag2。，電解質是KOH,其電極反應如下:

總反應：Zn+Ag2O+H2O=Zn(0H)2+2Ag?

負極：Zn-2e+2OH=Zn(OH)2；

浸有KOH溶液

的隔板

正極：AgO+2e-+HO=2Ag+2OH-；

圖222

特點：比能量大、電壓穩(wěn)定、儲存時間長。

(3)鋰電池

結構Li—SOCb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LiAlCL-SOCb

負極(Li)4Li-4e-=4Li+

電極反應正極(C)2SOCl2+4e-=SO2T+S+4Cl-

總反應4Li+2SOCl2=4LiCl+SO2T+S

3.二次電池——充電電池或蓄電池

放電后可以再充電而反復使用的電池，又稱為可充電電池或蓄電池。充電電池在放電時所進行的氧化

還原反應，在充電時又可以逆向進行，生成物重新轉化為反應物，使充電、放電可在一定時期內(nèi)循環(huán)進行。

充電電池中能量的轉化關系是：化學能放贛電電能，常見的二次電池有鉛蓄電池、鎘鍥電池、鋰離子電池等

蓄電池等。

⑴鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池是最常見的二次電池，由兩組柵狀極板交替排列而成，負極材料是Pb,正極材料是PbC>2,

電解質溶液為稀H2sO4,常作汽車電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便安全。

放電、

鉛酸蓄電池總反應：Pb+PbO2+2H2SO4'^^2PbSO4+2H2O

①放電時的反應(原電池)

負極：Pb+sor-2e-=PbSO；

14

+

正極：PbO2+4H+SOr+2e-=PbSO4+2H2Oo

PbOz(正極)4^②充電時的反應(電解池)

P1b(負極)分

陰極：PbSO4+2e-=Pb+SOr：

陽極：PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H++SO/。

(2)鋰離子電池

一種鋰離子電池，其負極材料為嵌鋰石墨（Lixg）,正極材料為LiCoC?2（鉆酸鋰），電解質溶液為LiPF6（六

氟磷酸鋰）的碳酸酯溶液（無水）。放電時，Li+從石墨中脫嵌移向正極，嵌入鉆酸鋰晶體中，充電時，Li+從鉆

酸鋰晶體中脫嵌，由正極回到負極，嵌入石墨中。這樣在放電、充電時，鋰離子往返于電池的正極、負極

之間完成化學能與電能的相互轉化。

其其放電時電極反應式為

放電、

總反應為LixCy+Li]_xCoC）2'充電LiCoOz+Cp

①放電時的反應（原電池）

負極：LiC—xe~=xLi++Cy；

/.、xy

Li￡,[、，'LiCoO2

-

正極：Li1rCoC）2+%Li++xe=LiCoO2。

~—

含LiPFo的碳酸酯溶液（無水）②充電時的反應（電解池）

+

陰極：xLi+Cy+xc~=LixCy；

陽極：LiCoC^—疣-=LiirCoC）2+xLi+。

⑶其他常見二次電池

放電

總反應Zn+2K,Fe0+8Ho0^^3Zn(OH)+2Fe(OH)+4KOH

4充電23

IJ鐵電池

W負極反應

正極反應

放電

總反應Cd+2NiOOH+2HQ:=^Cd(OH),+2Ni(OH),

充電

銀鎘電池

負極反應

正極反應

放電

總反應NiO(OH)+MH^^Ni(OH),+M

充電

氫保電池

負極反應

正極反應

總反應Fe+NiO+2HO、Fe(OH)+Ni(OH)

22充電22

鐵銀電池

負極反應

正極反應

【易錯提醒】分析可充電電池問題“三注意”

(1)放電時是原電池反應，充電時是電解池反應。

(2)充電電池需要注意的是充電、放電的反應不能理解為可逆反應。

(3)充電時的電極反應與放電時的電極反應過程相反，充電時的陽極反應恰與放電時的正極反應相反，充電

時的陰極反應恰與放電時的負極反應相反。故二次電池充電時，可充電電池的正極連接外接電源的正極，

可充電電池的負極連接外接電源的負極。簡單記為“正接正、負接負”。

(4)充、放電時電解質溶液中離子移動方向的判斷

分析電池工作過程中電解質溶液的變化時，要結合電池總反應進行分析。

①首先應分清電池是放電還是充電。

②再判斷出正、負極或陰、陽極。

放電：陽離子一正極，陰離子一負極；

充電：陽離子一陰極，陰離子一陽極；

總之：陽離子一發(fā)生還原反應的電極；陰離子一發(fā)生氧化反應的電極。

(5)書寫化學電源的電極反應式和總反應方程式時，關鍵是抓住氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的存在形式。

4.“高效、環(huán)境友好”的燃料電池

①特點：連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉化為電能，電能轉化

率超過80%,由燃料電池組合成的發(fā)電站被譽為“綠色發(fā)電站”。燃料電池

的電極本身不參與反應，燃料和氧化劑連續(xù)地由處部供給。通入負極的物

質為燃料，通入正極的物質一般為氧氣。

②燃料電池常用的燃料：理論上來說，所有的燃燒反應均可設計成燃

料電池，所以燃料電池的燃料包括H2、CO、水煤氣(CO和H2)、煌(如

CH4>C2H6)、醇(如CH3OH)、月井(N2H4)、醛類(如CH30cH3)、氨(NH3)等。

如無特別提示，燃料電池反應原理類似于燃料的燃燒。

③燃料電池常用的電解質：

a.酸性電解質溶液，如H2s。4溶液，。2-在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結合H+,生成HzO；

b.堿性電解質溶液，如NaOH溶液，。2-在水溶液中不存在，在堿性環(huán)境結合H2O,生成OH-；

c.中性電解質溶液，如NaCl溶液，02一在水溶液中不存在，在中性環(huán)境結合H2O,生成OJT；

d.熔融氧化物：存在02-。

e.熔融碳酸鹽，如K2c。3等，一般利用電解質的陰離子配平電荷。

(1)氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，其中電解質溶液可以是酸性的、中性的，也可以是堿性的。

種類酸性堿性中性

++

負極反應式2H2-4e-=4H2H2+4OH--4e-=4H2O2H2-4e-=4H

正極反應式O2+4e-+4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-O2+2H2O+4e-=4OH-

電池總反應式2H2+O2=2H2O

備注燃料電池的電極不參與反應，有很強的催化活性，起導電作用

(2)燃料電池電極反應式書寫的常用方法

第一步：寫出電池總反應式。

燃料電池的總反應與燃料燃燒的反應一致，若產(chǎn)物能和電解質反應，則總反應為加合后的反應。如甲

烷燃料電池(電解質溶液為NaOH溶液)的反應如下:

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②

①+②可得甲烷燃料電池的總反應式：CH4+202+2NaOH=Na2CO3+3H2O,其離子方程式為CH4+

2O2+2OH-=COF+3H2O=

第二步：寫出電池的正極反應式。

根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是。2,因電解質溶液不同，故其電極反應

也會有所不同：

燃料電池電解質正極反應式

+

酸性電解質O2+4H+4e-=2H2O

堿性電解質

02+2H2。+4e==4OH-

2

固體電解質(高溫下能傳導。2-)O2+4e-==2O-

熔融碳酸鹽(如熔融K2c。3)02+2CO2+4e-=2COr

第三步：電池的總反應式一電池的正極反應式=電池的負極反應式，注意在將兩個反應式相減時，要

約去正極的反應物。2。

(3)舉例：寫出下列介質中的電極反應式。

電池類型導電介質反應式

總反應

CH4+2O2=CO2+2H2O

酸性介質

甲烷(CH。燃料電池負極反應CH-2H2O=8H++C02

(H+)

+

正極反應2O2+8H+8e-=4H2O

總反應2C2H6+7O2+8OH-==4COr+10H2O

乙烷(C2H6)燃料電池堿性介質

負極反應2c2H6—28e-+36OH=4COr+24H2O

(0H-)

正極反應7O2+14H2O+28e-==28OH-

丙烷(C3H8)燃料電池熔融碳酸鹽總反應C3H8+5O2=3CO2+4H2O

(cor)負極反應C3H8-20e-+10COF=13CO2+4H2O

正極反應5O2+10C02+20e-=10COr

總反應2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O

甲醇(CH3OH)燃料電固態(tài)氧化物

2

負極反應2CH3OH-12e-+6O-=2CO2+4H2O

池(02-)

2

正極反應3O2+12e-=6O-

總反應C2H5OH+3O2+4OH-=2COr+5H2O

乙醇(C2H50H)燃料堿性介質

負極反應C2H5OH-12e-+l6OH==2COF+11H2O

電池(OH)

正極反應3O2+6H2O+12e-=120H-

總反應2co+02=282

固態(tài)氧化物

2

co燃料電池負極反應2C0-4e-+2O-=2CO2

(。2-)

2

正極反應O2+4e-=2O-

總反應N2H4+O2=N2+2H2O

朋＜N2H4)燃料電池堿性介質

負極反應

N2H4-4e-+4OH-==4H2O+N2

(生成氮氣和水)(0H)

正極反應O2+4e-+2H2O=4OH-

總反應4NH3+3O2=2N2+6H2O

氨氣燃料電池堿性介質

負極反應

4NH3-12e-+12OH-=12H2O+2N2

(生成無污染的氣體)(OH)

正極反應3O2+12e-+6H2O=120H

四.新型化學電源

解答新型化學電源問題：

(1)根據(jù)總反應方程式分析元素化合價的變化，確定正、負極反應物。

(2)注意溶液酸堿性環(huán)境，書寫正、負極反應式。

(3)依據(jù)原電池原理或正、負極反應式分析判斷電子、離子的移向，電解質溶液的酸堿性變化。

(4)靈活應用守恒法、關系式法進行計算。

1.鋰電池與鋰離子電池

(1)鋰電池

鋰電池是一類由金屬鋰或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。工作時金屬鋰失去電子被

氧化為Li+,負極反應均為Li—e-=Li+,負極生成的Li+經(jīng)過電解質定向移動到正極。

(2)鋰離子二次電池

①鋰離子電池基于電化學“嵌入/脫嵌”反應原理，替代了傳統(tǒng)的“氧化一還原”原理；在兩極形成的電壓

降的驅動下，Li+可以從電極材料提供的“空間”中“嵌入”或“脫嵌”。

+_

②鋰離子電池充電時陰極反應式一般為C6+xLi+xe^=LivC6；放電時負極反應是充電時陰極反應的

逆過程：LIC6—xb=C6+xLi+。

③鋰離子電池的正極材料一般為含Li+的化合物，目前已商業(yè)化的正極材料有LiFePCU、LiCoO?、

LiMmCU等。

放電

總反應Lii-CoO,+UC^=^LiCoO,+C(x<l)

x6充電6

鉆酸鋰電池

+

負極反應LixC6-xe~^=xLi+C6

正極反應-+

Li1_xCoO2+xe+xLi^=LiCoO2

放申

總反應FePO+Li^=^LiFePO

4充電4

磷酸鐵鋰電

+

池負極反應Li-e-=Li

正極反應FePC)4+Li++e-=LiFePC)4

放申

總反應LiC6+Li3-NiCoMnO6C6+Li3NiCoMnO6

xx充電

鋸酸鋰電池

負極反應Li^Cg_xe_^=xLi++

正極反應Li3-xNiCoMnO6+xe_+xLi+^=Li3NiCoMnO6

總反應xLi+LiV3O8=Li1+xV3O8

鋰鈕氧化物

負極反應xLi-xe-=xLi+

電池

正極反應

xLi++LiV3O8+xb==Lii+萬3。8

鋰一銅總反應2Li+Cu2O+H2O=2CU+2Li++2OH-

電池負極反應Li-e-=Li+

正極反應CU2O+比0+2e-==2Cu+20H-

2.微生物燃料電池

微生物燃料電池是一種利用微生物將有機物中的化學能直接轉化成電能的裝置。其基本工作原理是在

負極室厭氧環(huán)境下，有機物在微生物作用下分解并釋放出電子和質子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生

物組分和負極之間進行有效傳遞，并通過外電路傳遞到正極形成電流，而質子通過質子交換膜傳遞到正極,

氧化劑（如氧氣）在正極得到電子被還原。

3.物質循環(huán)轉化型電池

根據(jù)物質轉化中，元素化合價的變化或離子的移動（陽離子移向正極區(qū)域，陰離子移向負極區(qū)域）判斷電

池的正、負極，是分析該電池的關鍵。

4.濃差電池

（1）在濃差電池中，為了限定某些離子的移動，常涉及到“離子交換膜”。

①常見的離子交換膜

陽離子交換膜只允許陽離子（包括H+）通過

陰離子交換膜只允許陰離子通過

質子交換膜只允許H+通過

②離子交換膜的作用

a.能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極物質發(fā)生化學反應。

b.能選擇性地允許離子通過，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。

③離子交換膜的選擇依據(jù)：離子的定向移動。

（2）“濃差電池”的分析方法

濃差電池是利用物質的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。兩側半電池中的特定物質有濃度差，離子均是由“高濃

度”移向“低濃度”，依據(jù)陰離子移向負極區(qū)域，陽離子移向正極區(qū)域判斷電池的正、負極，這是解題的關鍵。

魏提能?課后精練

1.下列實驗操作正確且能達到實驗目的的是

溶液

④

A.裝置①可用于制備NH3并測量其體積

B.裝置②可用于制作簡單燃料電池

C.裝置③可用于探究苯酚和碳酸的酸性強弱

D.裝置④鹽橋中的陽離子向右池遷移起形成閉合回路的作用

【答案】B

【詳解】A.氨氣極易溶于水，不能用裝有水的量氣管測量氨氣的體積，A錯誤；

B.閉合Ki，形成電解池，右側石墨為陰極，H+放電產(chǎn)生氫氣，左側石墨為陽極，0H-放電生成氧氣，然后

斷開Ki、閉合K2,形成簡單燃料電池，右側石墨為負極，左側石墨為正極，故B正確；

C.鹽酸易揮發(fā)，可能HC1也進入到苯酚鈉溶液中，使之生成苯酚，沒有排除HC1的干擾，C錯誤；

D.Zn電極應插入硫酸鋅溶液中，Cu電極應插入硫酸銅溶液中，構造錯誤，D錯誤；

答案選B。

2.普通鋅鋪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錦和炭黑的混合物，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、氯化鉉和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質溶液。該電池工作時的總反應為Zn+2NH；

2+

+2MnO2=Zn[(NH3)4]+Mn2O3+H2O0下列關于鋅錦干電池的說法中正確的是

A.當該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復原

B.原電池工作時，電子從負極通過外電路流向正極

C.電池負極反應式為2MnO2+2NH；+2e-=Mn2O3+2NH3+H2。

D.外電路中每通過O.lmol電子，鋅的質量理論上減小6.5g

【答案】B

【詳解】A.一次電池不能重復使用，二次電池能重復使用，干電池是一次電池，所以當該電池電壓逐漸下

降后，不能利用電解原理能重新充電復原，故A錯誤；

B.原電池工作時，電子從負極通過外電路流向正極，故B正確；

2+

C.根據(jù)原電池工作原理，負極應是失電子的，Zn+2NH：-2e-=[Zn(NH3)2]+2H+,故C錯誤；

D.根據(jù)選項C的電極反應式，每通過(Mmol電子消耗鋅的質量是65x與g=3.25g,故D錯誤。

答案選B。

3.下列有關離子方程式錯誤的是

A.堿性鋅錦電池的正極反應：MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OR

B.Ca(OH)2溶液中加入少量的Nfe(HCO3)2溶液：

2+2+

Ca+2OH+Mg+2HCO；=CaCO3J+2H2O+MgCO3J

+2+3

C.K31Fe(CN)6]溶液滴入FeJ溶液中：K+Fe+[Fe(CN)6]--KFe[Fe(CN)6]

+

D.TiCL加入水中:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2-xH,0+4H+4CP

【答案】B

【詳解】A.堿性鋅銃電池中MnO2在正極得到電子生成MnO(OH),根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平正

極反應：MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-,A正確；

B.Mg(OH)2的溶解度小于MgCO-Ca(OH)z溶液中加入少量的Mg(HCO3%溶液，應該先沉淀Mg(OH)2,

2+2+

離子方程式為：2Ca+4OH-+Mg+2HCO；=2CaCO3+2H2O+Mg(OH)2,B錯誤；

C.K31Fe(CN)6]溶液滴入FeCH溶液中生成KFe[Fe(CN%]藍色沉淀，離子方程式為：

+

K+Fe"+[Fe(CN)6廣=KFe[Fe(CN)6]；,C正確；

D.TiCl”加入水中，會發(fā)生水解反應生成TiC^xH?。，離子方程式為：

+

TiCl4+(x+2)H2O=TiO2-xH2OJ+4H+4C「，D正確；

故選B。

4.在工業(yè)中電化學處理有機廢水是一種高效綠色的氧化技術，可用于海水的淡化，其原理示意圖如下。下

列說法正確的是

A.X為陽離子交換膜

B.一段時間后，b極附近pH降低

C.a極反應式為CH3coO-8e+70H=CO2T+5H2O

D.當電路通過0.2mol電子時，正極區(qū)質量增加6.2g

【答案】D

【詳解】A.原電池中，陰離子移向負極，陽離子移向正極，為了實現(xiàn)海水淡化，模擬海水中的氯離子需要

移向負極（即a電極），則X膜為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極（即b電極），則Y膜為陽離子交換膜，

故A錯誤；

B.b極為正極，b電極上發(fā)生反應：O2+2H2O+4e=4OH-,b極附近pH升高，故B錯誤；

+

C.a極電解質呈弱酸性，電極方程式為：CH3COO-8e+2H2O=2CO2T+7H,故C錯誤；

D.當電路通過0.2mol電子時，正極消耗0.05mol氧氣，增加質量1.6g,同時流入0.2mol鈉離子，增加質量

4.6g,正極區(qū)質量共增加1.6+4.6=6.2g,故D正確；

故選：D。

5.現(xiàn)有失去標簽的NaNC>2溶液和NaCl溶液，設計實驗進行鑒別。已知①HNO?為弱酸：AgNO2為白色固

e3+2+

體，微溶于水②標準電極電勢；￡（I2/r）=0.54V,（NO；/NO）=0.96V,（Fe/Fe）=0.77V,

e

￡（Cl2/Cl-）=1.36V,標準電極電勢（E。）越高，氧化劑的氧化性越強。分別取少量溶液進行實驗，方案不

可行的是

A.分別滴入幾滴酚獻

B.分別滴加稀AgNOz溶液，再滴加稀硝酸

C.分別滴加H2s酸化的KI溶液，再加入淀粉溶液

D.分別滴加少許NH,FegOj溶液，加入H2sO,酸化，再加入KSCN溶液

【答案】D

【詳解】A.NaNC>2水解使溶液顯堿性；NaCl不水解，溶液顯中性，因此，向兩種溶液中分別滴入酚酥溶

液，變紅的是NaNC>2溶液，無變化的是NaCl溶液，故A可行；

B.分別滴加稀AgNC>2溶液，再滴加稀硝酸，有白色沉淀的是NaCl溶液，無現(xiàn)象的是NaNO2溶液，故B

可行；

C.分別滴加HAO」酸化的KI溶液，再加入淀粉溶液，溶液變藍的是NaNC?2溶液，無現(xiàn)象的是NaCl溶液,

故C可行；

D.分別滴加少許NH4Fe(SC)4)2溶液，加入H2so4酸化，再加入KSCN溶液，均生成Fe3+,溶液均變紅，

故D不可行。

答案選D。

6.一種“氯介導電化學pH變化”系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)海水的pH去除海水中的CO?,工作原理：

+

Bi+3AgCl+H20^=1^BiOCl+3Ag+2H+2Cro該裝置由甲、乙兩系統(tǒng)串聯(lián)而成，可實現(xiàn)充放電的交替

運行。甲系統(tǒng)放電時的原理如圖所示，下列說法錯誤的是

A.

+

B.甲系統(tǒng)放電時,a電極的電極反應式為Bi+H2O+Cl-3e-=BiOCl+2H

C.乙系統(tǒng)放電時，海水中的Na+從n電極移向m電極

D.乙系統(tǒng)充電時，若電路中通過3moi電子，理論上可產(chǎn)生標準狀況下44.8LC。？

【答案】D

【分析】由圖知，甲系統(tǒng)放電時，a為負極，電極反應式為81+1120+。--3片=82。1+211+,b極為正極,

電極反應式為AgCl+e-=Ag+Cr，乙系統(tǒng)放電時，m極為正極，電極反應式為Ag+C「-e'AgCl,n為負極,

電極反應式為BiOCl+2H++3e=Bi+H2O+Cr,據(jù)此回答。

【詳解】A.甲系統(tǒng)充電時，m極的電極反應式為Ag+C「-e'AgCl,電路中每通過2moi電子，m電極質

量增加71g,A正確；

B.由分析知，甲系統(tǒng)放電時，a電極的電極反應式為Bi+H2O+Cr-3e-=BiOCl+2H+,B正確；

C.乙系統(tǒng)放電時，海水中的Na卡從負移向正極移動，故由從n電極移向m電極，C正確；

+

D.乙系統(tǒng)充電時，若電路中通過3moi電子，由電極反應式，Bi+H20+Cr-3e-=BiOCl+2H,

++

H+HCO；=H2O+CO2,2H+CO^=H2O+CO2,理論上可產(chǎn)生標準狀況下CO2小于44.8L,D錯誤；

故選D。

7.糕點包裝中常見的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等，其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下

列分析正確的是

A.脫氧過程是吸熱反應

B.脫氧過程中鐵電極反應為：Fe-3e-=Fe3+

C.脫氧過程中碳電極上發(fā)生還原反應

D.含有l(wèi)12g鐵粉的脫氧劑，理論上最多能吸收氧氣224mL（標準狀況）

【答案】C

【分析】Fe、C和NaCl溶液構成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e易失電子作負極，C作正極，負極反應式為

Fe-2e-=Fe2\正極反應式為2H2O+O2+4e=4OH,生成的亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵，氫氧

化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，根據(jù)電極反應以及電子守恒進行計算即可；

【詳解】A.該裝置構成原電池，原電池反應為放熱反應，所以去脫氧過程為放熱反應，故A錯誤；

B.脫氧過程中鐵作原電池負極，電極反應為：Fe-2e=Fe2+,故B錯誤；

C.C作正極，正極反應式為2H2O+O2+4e-=4OH-,發(fā)生的是還原反應，故C正確；

D.負極反應式為Fe-2e=Fe2+、正極反應式為2H2O+O2+4e=4OH-,l」2g鐵粉最終失去的電子為0.06mol,

吸收的氧氣的物質的量0.015mol,為336mL,故D錯誤。

答案選C。

8.我國在光電催化一化學耦合煙氣脫硫并進行能量轉化的研究中取得重大突破，其工作原理如圖所示。下

列說法正確的是

------------—?-----------

多孔電極.?質子交換膜?,光催化電極

1

V-?33++t-------

^FeyS02H2^|

52+人SO；-If，］

Fe2(SOJ溶液H2sO4溶液

A.負極的電極反應為SG>2+2H2O-2e-=SOj+4H+

B.右室中H2sO4溶液的濃度基本保持不變

C.每吸收ItnolSCh，理論上裝置的總質量增加64g

D.電子由光催化電極通過導線流向多孔電極

【答案】B

【分析】由題干裝置圖示信息可知，多孔電極上發(fā)生Fe2+-e=Fe3+,發(fā)生氧化反應，故該電極為負極，然后

再發(fā)生2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++4H++SO；-,光催化電極上發(fā)生2H++26-=氏?，發(fā)生還原反應，則該電極為正

極，負極室產(chǎn)生的H+經(jīng)質子交換膜移向正極室，據(jù)此分析解題。

【詳解】A.由分析可知，負極的電極反應為Fe2+-e=Fe3+,而不是SO?+2凡0-2片=SOj+4H+,A錯誤；

B.由分析可知，右室中即光催化電極上發(fā)生2H++2e=H2f,根據(jù)電荷守恒可知，每消耗2moiH+則有2moiH+

從左室經(jīng)質子交換膜進入右室，故右室中H2s。4溶液的濃度基本保持不變，B正確；

C.由分析可知，根據(jù)電荷守恒可知，每吸收lmolSC>2,將產(chǎn)生2gH2，即理論上裝置的總質量增加64-2=62

g,C錯誤；

D.由分析可知，多孔電極為負極，光催化電極為正，故電子由負極即多孔電極通過導線流向正極即光催化

電極，D錯誤；

故答案為：Bo

9.某蓄電池放電、充電時反應為：Fe+Ni2O3+3H2O^^Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列推斷不正確的是

A.放電時，負極上的電極反應式是：Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2

B.放電時，每轉移2moi電子，正極上有ImolNiQs被氧化

C.充電時，陽極上的電極反應式是：2Ni(OH)2-2e-+2OH=Ni2O3+3H2O

D.該蓄電池的電極必須是浸在某種堿性電解質溶液中

【答案】B

【分析】該原電池放電時，負極反應式為Fe+20IT-2e—=Fe(OH)2,正極反應式為

Ni2O,+2e-+3H2O=2Ni(OH),+20H-,充電時，陽極反應：2Ni(OH)2-2e-+20H-=Ni2O3+3H2O,陰極

反應式Fe(OH)2+2e-=Fe+2OJT,據(jù)此分析解答。

【詳解】A.根據(jù)電池反應式知，放電時，F(xiàn)e作負極，電極反應式為Fe+2OH-—2e.=Fe(OH)2,故A正確；

B.放電時，每轉移2moi電子，正極上有ImolNiQs被還原，故B錯誤；

C.充電時，陽極上NizOs失電子發(fā)生氧化反應，所以陽極的電極反應式是：

2Ni(OH)2-2d+20T=Ni2O3+3H2O,故C正確；

D.Fe(OHk、Ni(OHh能溶于酸性溶液，要生成Fe(OH)2、Ni(OH)2,電解質溶液必須是堿性溶液，故D

正確；

故選B；

10.我國科學家研究出一種新型水系Zn-C2H2電池，其結構如下圖，該電池既能實現(xiàn)乙煥加氫又能提供電

能，下列說法正確