第22講原電池化學(xué)電源2024年高考化學(xué)卓越講義

第22講原電池化學(xué)電源

■k考點導(dǎo)航

考點一原電池及其工作原理

重難點辨析

i.概念和反應(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.原電池的構(gòu)成條件

(1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)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；②兩電極直接或間接接觸；③兩電

極插入電解質(zhì)溶液中。

3.工作原理

以鋅銅原電池為例

(1)反應(yīng)原理

電極名稱負(fù)極正極

電極材料鋅片銅片

電極反應(yīng)Zn-2e-=Zn2Cu2++2e-==Cu

反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電子流向由Zn中沿導(dǎo)線流向Cu片

鹽橋中

鹽橋含飽和KC1溶液，K+移向正極，C「移向魚極

離子移向

(2)鹽橋的組成和作用

①鹽橋中裝有飽和的KC1、KN03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。

規(guī)律?方法?技巧?點拔

1.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。

2.判斷原電池正、負(fù)極的5種方法

提醒：原電池的正極和負(fù)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(fù)極

的思維定勢。

3.一般電極反應(yīng)式的書寫

列物質(zhì)按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，

標(biāo)得失—找出得失電子的數(shù)量

看環(huán)境電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中不會生成H+。

配守恒配平后的電極反應(yīng)式要遵循電荷守恒、質(zhì)量守恒和得失電子守恒

兩式加

在得、失電子相等時，將兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證

驗總式

3.鹽橋的組成及在原電池中的作用

①組成：鹽橋中裝有飽和的K。、KN(h等溶液和瓊膠制成的膠凍

②鹽橋中的離子流向：鹽橋中的陽離子(K+)向正極區(qū)移動，陰離子(C「或NO；)向負(fù)極區(qū)移動

③作用：連接內(nèi)電路，形成閉合回路；平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流|若沒有鹽橋，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定

時間后，負(fù)極的正電荷增多而導(dǎo)致電子(負(fù)電荷)難以流出，正極負(fù)電荷增多也會導(dǎo)致電子流入困難，從而電

池電流減弱］

4?易混易錯點

①只有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池。

②在原電池中活潑性強(qiáng)的金屬不一定作負(fù)極，但負(fù)極一定發(fā)生氧化反應(yīng)。

③電子不能通過電解質(zhì)溶液，溶液中的離子不能通過鹽橋。

④負(fù)極失去的電子總數(shù)一定等于正極得到的電子總數(shù)。

⑤同一氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池反應(yīng)的速率一定比直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)的速率快。

⑥電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)結(jié)合OH一生成水。電極反

應(yīng)式要遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒及電子得失守恒。

⑦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(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，電流表指針示數(shù)為零；

當(dāng)電流表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。

⑧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。

⑨電解質(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。

⑩注意鹽橋不能用一根導(dǎo)線連接，因為導(dǎo)線是不能傳遞陰陽離子的。用導(dǎo)線連接后相當(dāng)于一個是原電池，

一個是電解池。

典型例題剖析

考向1原電池的工作原理

【典例11（2023秋?全國?高三專題練習(xí)）如圖，在盛有稀HAOJ］勺燒杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y,外

電路中電子流向如圖所示，關(guān)于該裝置的下列說法正確的是

A.外電路的電流方向為Xf外電路7Y

B.若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為Fe

C.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)

D.若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y

【答案】D

【解析】A.根據(jù)圖中信息外電路的電子方向為X-外電路fY,電路的電流方向為Yf外電路rX,故

A錯誤；

B.若兩電極分別為Fe和碳棒，X為負(fù)極，活潑金屬，則X為Fe,Y為碳棒，故B錯誤；

C.X極為負(fù)極，發(fā)生的是氧化反應(yīng)，Y極為正極，發(fā)生的是還原反應(yīng)，故C錯誤；

D.若兩電極都是金屬，X為負(fù)極，一般負(fù)極活潑性強(qiáng)，則它們的活動性順序為X>Y,故D正確。

綜上所述，答案為D。

【變式練1］（2023秋?遼寧?高三校聯(lián)考開學(xué)考試）黨的二十大報告中指出：要“加強(qiáng)污染物協(xié)同控制，基

本消除重污染天氣"。二氧化硫一空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保二位一體的結(jié)合，可

以解決酸雨等環(huán)境污染問題，原理如圖所示。卜.列說法正確的是

A.該電池放電時電流流向：心電極一負(fù)載-PL電極

B.電極附近發(fā)生的反應(yīng)：SO22e+2H2O=SO：+4W

C.放電過程中若消耗22.4L。?，理論上可以消除2molSO2

D.H+移向PL電極，PL電極附近pH不變

【答案】B

【分析】圖可知，PL電極上SO2發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成H2so4,Ptl電極為負(fù)極，P12電極為正極，Pt2

電極上02發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；據(jù)此作答。

【解析】A.根據(jù)分析，PL電極為負(fù)極，Pt2電極為正極，該電池放電時電流的流向為PL電極T負(fù)載一Pl1電

故答案為：Bo

考向2原電池正、負(fù)極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫

【典例2】（2023?福建福州?統(tǒng)考模擬預(yù)測）我國科學(xué)家經(jīng)過研究發(fā)明了以下裝置從海水中提取鋰單質(zhì)，其

工作原理如圖所示。該裝置運(yùn)行期間電極II上產(chǎn)生O?和氣體X。下列說法錯誤的是

A.該裝置實現(xiàn)了“太陽能T電能一化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化

B.電極I連接太陽能電池的負(fù)極

C.工作時，電極II附近溶液的pH增大

D.實驗室檢驗氣體X可用濕潤的淀粉KI試紙

【答案】C

【分析】由圖可知，鋰離子向電極I遷移，則電極I為陰極，電極反應(yīng)式：Li++e-=Li；電極II為陽極，

該裝皆運(yùn)行期間電極II上產(chǎn)牛0］和氣體X,則電極反應(yīng)式：2c「-2"=CLT、+

2H2O-4C-=O2T+4H：

【解析】A.根據(jù)該裝置示意圖可知，實現(xiàn)了太陽能-電能-化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，故A正確；

B.根據(jù)分析可知，電極I為陰極，連接太陽能電池負(fù)極，故B正確；

+

C.根據(jù)分析可知，電極H為陽機(jī)電極反應(yīng)式：2Cl--2e-=ats2H2O-4e=O2T+4H,則工作時，

電極II附近溶液的pH減小，故C錯誤；

D.根據(jù)分析可知X氣體為C%,可用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，故D正確；

答案選C。

【變式練31（2023秋?貴州銅仁?高三貴州省思南中學(xué)?？茧A段練習(xí)）以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)

構(gòu)如圖所示（假設(shè)M,N兩電極均為惰性電極），下列說法正確的是

A.N電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.電池工作時，外電路中電子的流動方向：M電極一＞導(dǎo)線TN電極

C.M電極上的電極反應(yīng)式：（）2+4「+4€-=2比0

D.電路中每轉(zhuǎn)移電子，此時生成CO2的體積為

【答案】C

【分析】由圖可知，M極為微生物燃料電池的正極，酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水,

電極反應(yīng)式為O2+4H++4e—=2ILO.N電極為負(fù)極，水分子作用下簡萄糖在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成

二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為C6H12O6—24e-+6IhO=6CO2+241

【解析】A.由分析可知，N電極為微生物燃料電池的負(fù)極，水分子作用下葡萄糖在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化

反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，故A錯誤：

B.由分析可知，M極為微生物燃料電池的正極，N電極為負(fù)極，則電池工作時，外電路中電子的流動方向：

N電極-導(dǎo)線-M電極，故B錯誤；

C.由分析可知，M極為微生物燃料電池的正極，酸性條件下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水，電

極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O,牧C正確；

D.缺標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計算電路中每轉(zhuǎn)移電子時反應(yīng)生成二氧化碳的體積，故D錯誤；

故選C。

【變式練4】（2023秋?山東日照?高三統(tǒng)考開學(xué)考試）濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電動勢的?種裝置。

某濃差電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是

A.X電極為負(fù)極

B.電路中轉(zhuǎn)移O.hnulc-時，左池減少了離子

C.隔膜為陰離子交換膜

D.右池中的電極反應(yīng)式為Ag-e-+Cr=AgCI

【答案】A

【分析】左右兩池中電解質(zhì)濃度不同，產(chǎn)生電池差，電池開始放電。當(dāng)左右兩池離子濃度相等時，電池結(jié)

束放電。C1參加電極反應(yīng)，左池鉀離子濃度大，所以K+要向右池移動，離子交換膜為陽離子交換膜，右池

為正極池，左池為負(fù)極池，左池發(fā)生電極反應(yīng)：Agc+Cl=AgCl,右池：AgCl+e=Ag+CI,以此解答。

【解析】A.由分析可知，X電極為負(fù)極，故A正確；

B.由分析可知，左池發(fā)生電極反應(yīng)：Age+Cl=AgCl,右池：AgCl+e=Ag+CL左池中減少，+共減少離子，

故B錯誤；

C.由分析可知，離子交換膜為陽離子交換膜，故C錯誤；

D.由分析可知，右池中的電極反應(yīng)式為AgQ+e=Ag+CL故D錯誤；

故選Ao

考向3聚焦“鹽橋”原電池

【典例3】（2022秋?安徽六安?高三六安一中校考階段練習(xí)）各裝置.正確且能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?/p>

A.①精確量取了14.80mL稀鹽酸B.②將乙二醇轉(zhuǎn)化為乙二酸

C.③形成原電池D.④吸收尾氣SO2

【答案】A

【解析】A.滴定管的感量為，且小刻度在上方，圖中酸式滴定管可量取稀鹽酸，選項A正確：

B.乙二醇、乙二酸均可被酸性高鎘酸鉀溶液氧化，不能將乙二醇轉(zhuǎn)化為乙二酸，選項B錯誤；

C.裝置中應(yīng)該將鋅電極插入硫酸鋅溶液中、銅電極插入硫酸銅溶液中，才能形成原電池，否則只有左側(cè)鋅

與硫酸銅的置換反應(yīng)，選項C錯誤：

D.氫氧化鈣微溶于水，濃的氫氧化鈣溶液的濃度也不大，用于吸收尾氣二氧化硫效果很差，實驗室應(yīng)該改

用氫氧化鈉溶液吸收，選項D錯誤；

答案選A。

【變式練5］（2023春?上海徐匯?高一上海中學(xué)?？计谀┿~鋅原電池（如圖）工作時，下列敘述錯誤的是

A.負(fù)極反應(yīng)為：Zn-2c-=Znz+

B.電池總反應(yīng)為：Zn+Cu2+=Znr+Cu

C.在外電路中，電子從負(fù)極流向正極

D.鹽橋中的K~移向ZnS。,溶液

【答案】D

【解析】A.金屬性鋅強(qiáng)于銅，鋅是負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為：Zn-2e~=Zn2+,A正確；

B.銅是正極，銅離子得到電子，電池總反應(yīng)為：Zn+Cu2+=Znr+Cu?B正確；

C.負(fù)極失去電子，在外電路中，電子從負(fù)極流向正極，C正確；

D.原電池中陽離子移向正極,所以鹽橋中的K，移向CuSO,溶液，D錯誤；

答案選D。

【變式練6］（2023?全國?高三專題練習(xí)）某同學(xué)利用下列電池裝置探究Fe?+的氧化性和還原性。電流表顯

示電子由鐵電極流向石墨電極，石墨電極上未見Fe析出，下列分析不正確的是

A.鹽橋中的陽離子進(jìn)入右側(cè)燒杯溶液中

B.一段時間后兩燒杯溶液中c（Fe~）均增大

C.當(dāng)兩燒杯溶液中c（Fc2+）相等時，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

D.由A、B中的現(xiàn)象可知，F(xiàn)e?+還原性小于Fe、氧化性小于Fe"

【答案】C

【分析】該反應(yīng)為Fc+2Fe3+=3Fe2+,負(fù)極為鐵單質(zhì)失電了?生成亞鐵離了?，正極為鐵離了?得電了?生成亞鐵離了,

據(jù)此分析下列選項。

【伸析】A.鐵電極失電子為負(fù)極，石墨電極為正極，陽離子從負(fù)極向正極移動，故抵橋中陽離子進(jìn)入石墨

電極溶液中，A正確：

B.負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe?+,石墨且極上發(fā)生的反應(yīng)為Fc3++c=Fc2+,兩側(cè)均反應(yīng)生成亞鐵離子，故一段時間

后兩燒杯溶液中c（Fe~）均增大，故石墨電極溶液中亞鐵離子濃度增大，B正確；

C.負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2+,正極反應(yīng)為2Fe3++2e=2Fe?+,設(shè)兩邊均為1L溶液，一段時間后轉(zhuǎn)移電子為2xmol

時兩極溶液中亞鐵離子濃度相等，則，得，則右邊消耗鐵離子為Vlmol,則反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，故不能說

明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯誤；

D.負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2。正極反應(yīng)為2Fe3++2e=2Fe2+,總反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+,反應(yīng)中氧化劑為Fe3+,

還原劑為Fc,Fe2+既是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物，故Fe2+還原性小于Fe,氧化性小于Fe3+,D正確；

故答案選C。

一.三年真題■兩年模擬

1.12022秋?海南?高三校聯(lián)考階段練習(xí)）已知Cr?。：的氧化性大干Fe3+。根據(jù)如圖所示裝置可構(gòu)成原電池（鹽

橋中裝有含瓊脂的飽和K2s0」溶液），下列敘述錯誤的是

A.a為原電池的負(fù)極，b為原電池的正極

B.電池工作時，鹽橋中的SO：移向甲燒杯

C.a極的電極反應(yīng)式為Fe"-e'Fe"

D.工作一段時間后，乙燒杯中溶液的pH減小（忽略溶液體積變化）

【答案】D

【解析】A.已知的氧化性大于Fe"，故應(yīng)該是Fe?，失電子，作為負(fù)極反應(yīng)，所以a為負(fù)極，B為正

極，故A正確；

B.原電池中陰離子移向負(fù)極，電池工作時，鹽橋中的SO：移向甲燒杯，故B正確；

C.a為負(fù)極，電極反應(yīng)為浮+-}=源,，故C正確：

D.b為正極，電極反應(yīng)為Crq；-+6e-+l4H+=2C產(chǎn)+7HQ.工作一段時間后C（H+）下降，乙燒杯中溶液的pH

增大，故D錯誤；

故答案為D。

2.（2022秋?廣東梅州?高三大埔縣虎山中學(xué)?？茧A段練習(xí)）某同學(xué)利用下列電池裝置進(jìn)行實驗，探究Fe”的

氧化性和還原性。

根據(jù)實驗現(xiàn)象，下列分析不走砸的是

A.電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極，可知鹽橋中的陽離子進(jìn)入石墨電極溶液中

B.一段時間后石墨電極上未見Fe析出且鐵電極溶液中c（Fe?+）增大，可知石墨電極溶液中c（Fe2）也增

大

C.由A、B中的現(xiàn)象可知，F(xiàn)e"還原性小于Fc、氧化性小于Fe"

D.一段時間后兩極溶液中的Fe"濃度若相等，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

【答案】D

【解析】A.鐵電極失電子為負(fù)極，石墨電極為正極，陽離子從負(fù)極向正極移動，故鹽橋中陽離子進(jìn)入石墨

電極溶液中，A正確；

B.石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fc3++c=Fc?+,反應(yīng)生成亞鐵離子，負(fù)極的亞鐵離子也會向正極移動，故石墨電

極溶液中亞鐵離子濃度增大，B正確；

C.負(fù)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2j正極反應(yīng)為2Fe3++2e=2Fe?+,總反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe?+,反應(yīng)中氧化劑為Fe3+,

還原劑為Fe,Fe2+既是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物，故Fe?+還原性小于Fe,氧化性小于Fe?+,C正確；

D.一段時間后兩極溶液中亞鐵離子濃度相等，無法說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯誤；

故答案選D。

3.（2023?海南?統(tǒng)考高考真題）利用金屬A1、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說法正確的

是

A.b電極為電池正極

B.電池工作時，海水中的Na+向a電極移動

C.電池工作時，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強(qiáng)堿性

D.每消耗IkgAl,電池最多向外提供37moi電子的電量

【答案】A

【解析】A.由分析可知，b電極為電池正極，A正確；

B.電池工作時，陽離子向正極移動，故海水中的Na，向b電極移動，B錯誤；

C.電池工作時，a電極反應(yīng)為鋁失去電子生成鋁離子AI-3c-=Al",鋁離子水解顯酸性，C錯誤；

D.由C分析可知，每消耗IkgAI（為甯mol）,電池最多向外提供甯molx3=*mol電子的電量，D

錯誤；

故選A。

4.（2023?浙江?統(tǒng)考高考真題）卜.列說法正確的是

A.圖①裝置可用于制取并收集氨氣

B.圖②操作可排出盛有KMnO,溶液滴定管尖嘴內(nèi)的氣泡

C.圖③操作俯視刻度線定容會導(dǎo)致所配溶液濃度偏大

D.圖④裝置鹽橋中陽離子向ZnSOJ容液中遷移

【答案】C

【解析】A.氯化鉉受熱分解生成氨氣和氯化氫，遇冷又化合生成氯化鉞，則直接加熱氯化鉉無法制得氨氣,

實驗室用加熱氯化飯和氫氧化鈣固體的方法制備氨氣，故A錯誤；

B.高鎰酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，會腐蝕橡膠管，所以高錦酸鉀溶液應(yīng)盛放在酸式滴定管在，不能盛放在堿

式滴定管中，故B錯誤；

C.配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時，俯視刻度線定容會使溶液的體積偏小，導(dǎo)致所配溶液濃度偏大，故C

正確；

D.由圖可知，鋅銅原電池中，鋅電極為原電池的負(fù)極，銅為正極，鹽橋中陽離子向硫酸銅溶液中遷移，故

D錯誤；

故選C。

5.（2023?遼寧?統(tǒng)考高考真題）某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是

A.放電時負(fù)極質(zhì)量減小

B.儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

C.放電時右側(cè)H+通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)

3+2+

D.充電總反應(yīng)：Pb+SO；-+2Fe=PbSO4+2Fe

【答案】B

【解析】該儲能電池放電時，Pb為負(fù)極，失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbS04,則多孔碳電極為正極，正極

上Fe?+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+,充電時,多孔碳電極為陽極,Fe?+失電子生成Fe?，，PbSOa電極為陰極，PbSO4

得電子生成Pb和硫酸。

A.放電時負(fù)極上Pb失電子結(jié)合琉酸根離子生成PbSCh附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A錯誤；

B.儲能過程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；

C.放電時，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動，左側(cè)的H-通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯誤；

D.充電時，總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+=Pb+SO：+2Fe3+,D錯誤；

故答案選Bo

6.12022?廣東?高考真題)科學(xué)家基于。2易溶于CC1,的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,

+

可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時電極a的反應(yīng)為：NaTi2(PO4)3+2Na+2e-=Na3Ti2(PO4)3,下列說法正確

的是

A.充電時電極b是陰極

B.放電時NaCI溶液的pH減小

C.放電時NaQ溶液的濃度增大

D.每生成ImolC%,電極a質(zhì)量理論上增加23g

【答案】C

【解析】A.由充電時電極a的反應(yīng)可知，充電時電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽

極，故A錯誤；

B.放電時電極反應(yīng)和充電時相反，則由放電時電極a的反應(yīng)為Naji2(PO,\-2e-=NaTi2(尸0)+2M/可

知，NaCI溶液的pH不變，故B錯誤；

C.放電時負(fù)極反應(yīng)為心3772(尸°4)3-2。-=岫乃2儼04)3+2入口、正極反應(yīng)為。/2+2€-=2",反應(yīng)后Na+

和Cl濃度都增大，則放電時NaQ溶液的濃度增大，故C正確；

D.充電時陽極反應(yīng)為2a--2e-=C/2T,陰極反應(yīng)為N"72(POj+2N/+2e-=N4772(POj，由得失電

子守恒可知,每生成1mod電極a質(zhì)量理論上增加23g/molx2moi=46g.故D錯誤：

答案選C。

7.(2023?山西晉城?晉城市第一中學(xué)校校考模擬預(yù)測)下列有關(guān)方程式錯誤的是

A.堿性鋅鐳電池的正極反應(yīng)：MnO2+H2O+e=MnO(OH)+OH

高溫小

B.制備粗硅的反應(yīng)方程式為：SiO2+2C-Si+2C0t

+2+

C.食醋去除水垢中的CaCC)3：CaCO3+2H=Ca+H20+C021

2+3

D.降缶儲町]溶液滴入FeC%溶液中：+Fe+[FC(CN)6]-=KFc[Fc(CN)6]I

【答案】C

【解析】A.堿性鋅錦電池，石墨為正極，MnO?在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式：

Mr.O2+H2O+=MnO(OH)+OH,A正確；

高溫

B.工業(yè)上用石英砂和焦炭高溫下制備粗硅，反應(yīng)方程式為：SiO2+2C=Si+2COT,B正曲；

C.醋酸為弱酸，離子方程式中不能拆，所以食醋去除水垢中的CaCO：

2+

CaCO3+2CH3COOH=Ca+2CH3COO+H2O+CO2T,C錯誤；

D.用K31FC(CN)6]溶液檢驗溶液中的Fe”,反應(yīng)的離子方程式為：

2>3-

+FC+[FC(CN)J=KFC[FC(CN)6]4,D正確；

故選C。

8.(2024?福建泉州?統(tǒng)考一模)一種水系的鋅可充電超級電池放電時原理如圖所示，下列說法錯誤的是

A.放電時，電解質(zhì)中的c(OH-)保持不變

B.放電時，電極a為正極

C.充電時，消耗ImolZn(OH)：電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2N,\

D.充電時，陽極反應(yīng)式：MX+OH--e-=MX(OH)

【答案】A

【解析】由圖可知，放電時，Zn化合價升高失電子，故電極b作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e+4OH=Zn(OH)j,

電極a為正極，電極反應(yīng)式為MX(OH)+e=MX+OH,充電時，電極b作陰極，電極反應(yīng)式為Zn(OH)：

+2e=Zn+4OH,電極a作陽極，電極反應(yīng)式為MX+OHe=MX(OH),據(jù)此作答。

A.放電時，由兩極反應(yīng)可知，電池總反應(yīng)為Zn+2Mx(OH)+2OH=Zn(OH)：+2MX,故電解質(zhì)中的c(OH)

減小，故A錯誤；

B.放電時，Zn化合價升高失電子，故電極b作負(fù)極，電極a為正極，故B正確；

C.充電時，電極b作陰極，電極反應(yīng)式為Zn(OH)；+2c=Zn+4OH,消耗ImolZn(OH)：電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)

為2NA，故C正確；

D.充電時，電極a作陽極，電極反應(yīng)式為MX+OHc=MX(OH),故D正確；

故選：Ao

考點二原電池原理的四大應(yīng)用

重難點辨析

1.加快氧化還原反應(yīng)速率

一個進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率例如Zn與稀硫酸反應(yīng)時加入少量

的CuSCU溶液能使產(chǎn)生氫氣的速率加快。

2.比較金屬活動性強(qiáng)弱

兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負(fù)極的金屬活動性比正極的

3.用作金屬的防護(hù)

使被保護(hù)的金屬制品作原電池的極而得到保護(hù)。例如，保護(hù)鐵制輸水管或鋼鐵橋梁，可用導(dǎo)線將其

和一塊鋅塊相連，使Zn作原電池的_兔_極。

4.設(shè)計制作化學(xué)電源

反應(yīng)一首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個」L!獨(dú)—

選擇電根據(jù)原電池的反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)

極材料一將還原劑（一般為比較活潑金屬）作一

活潑性比負(fù)極弱的金屬或非金屬導(dǎo)體作工

構(gòu)成閉如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行（中間

合回路一連接鹽橋），則兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有

與__里極材料一相同的金屬的陽離子

“出_結(jié)合要求及反應(yīng)特點，畫出原電池裝置圖，標(biāo)出

裝置圖一電極材料名稱、正負(fù)極、電解質(zhì)溶液等

規(guī)律?方法?技巧?點拔

原電池的設(shè)計方法

設(shè)計原電池時要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是：

⑴苜先判斷出氧化還原反應(yīng)中的還原劑和氧化劑，將還原劑（一般為比較活潑金屬）作負(fù)極，活動性比負(fù)極

弱的金屬或非金屬作正極，含氧化劑的溶液作電解質(zhì)溶液。

（2）如果兩個半反應(yīng)分別在要求的兩個容器中進(jìn)行（中間連接鹽橋），則兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有與電

極材料相同的金屬的陽離子。

（3）設(shè)計實例：

根據(jù)反應(yīng)ZFeCb+Cu-ZFeCb+CuCb

（4）設(shè)計的原電池為：

（5）裝置如下圖所示：

⑹設(shè)計原電池的步驟

拆分反應(yīng)用蔣氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)|

一典型例題剖析

考向1原電池原理的應(yīng)用（一）

【典例1】（2023?上海?高三專題練習(xí)）將表面發(fā)黑（黑色物質(zhì)為AgzS）的銀器浸入盛有食鹽水的鋁制容器中（如

圖），一段時間后黑色褪去。有關(guān)說法正確的是

A.該處理過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.鋁質(zhì)容器為陽極，其質(zhì)量變輕

C.Ag2s溶解于食鹽水生成了AgQ

D.銀器為正極，Ag2s被還原為單質(zhì)銀

【答案】D

【解析】A.該處理過程利用了原電池的原理，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A錯誤；

B.鋁質(zhì)容器為負(fù)極，鋁失電子轉(zhuǎn)化為鋁離子，質(zhì)量變輕，B錯誤；

C.Ag2s做正極得電子轉(zhuǎn)化為Ag從而使銀器表面黑色褪去，不是因為其溶解于食鹽水中生成了AgCLC

錯誤；

D.銀器為正極，Ag2s得電子被還原為Ag單質(zhì)，D正確；

故答案選Do

【變式練1］（2023?廣東茂名?統(tǒng)考二模）將裹有鋅片的鐵釘放入含有酚配飽和NaCl瓊脂溶液中，滴加少量

酚政溶液，下列說法不正確的是

A.a處溶液會變紅B.b處c（Zn2）增大

C.c處產(chǎn)生較多無色氣泡D.該實驗說明Fe受到保護(hù)

【答案】C

【解析】裹有鋅片的鐵釘放入含有酚酰飽和NaCl瓊脂溶液中，發(fā)生原電池腐蝕，鋅片為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng):

Zn-2e-=Zn2%鐵釘為正極：。44￡+2H2。=4(汨-，在鐵釘附近酚煎溶液變紅。

A.a為鐵釘，為原電池正極，發(fā)生反應(yīng)。2+4}+2H2(>4OH\產(chǎn)生0H,酚酰溶液變紅，A正確：

B.b處為鋅片，鋅片為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：Zn-2e-=Zn2+?所以b處c(Zn")增大，B正確；

C.c處為鐵釘，發(fā)生反應(yīng)0產(chǎn)4曰+2Hq=40H"不會產(chǎn)生氣泡，C錯誤：

D.鐵為正極，不發(fā)生反應(yīng)，被保護(hù)起來，D正確；

故選C。

【變式練2](2023?吉林?統(tǒng)考模擬預(yù)測)下列實驗操作和現(xiàn)象與實驗結(jié)論?定正確的是

選

操作現(xiàn)象結(jié)論

項

CM+是該反應(yīng)的

A.向鋅與稀硫酸的反應(yīng)體系中加入少量硫酸銅反應(yīng)速率加快

催化劑

苯與B「2發(fā)生了取

B.將苯加入到橙色的濱水中，充分振蕩后靜置下層液體幾乎無色

代反應(yīng)

向酸性KMnCh溶液中先通入少量SO2，充分反應(yīng)后，SO2被氧化為

C.產(chǎn)生白色沉淀

再滴入幾滴BaCb溶液so；

產(chǎn)生大量氣泡，測得溶液鎂與鹽酸反應(yīng)放

D.室溫下，向0.1mol-L-1HCI溶液中加入少量鎂粉

溫度上升熱

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】A.向鋅與稀硫酸的反應(yīng)體系中加入少量硫酸銅，鋅置換出硫酸銅中的銅，構(gòu)成銅鋅原電池，所以

反應(yīng)速率加快，故A錯誤；

B.將苯加入到橙色的溪水中，充分振蕩后靜置，苯萃取汲水中的澳，下層液體幾乎無色，故B錯誤；

C.酸性高缽酸鉀溶液中含有硫酸，向酸性KMnCh溶液中先通入少量SO2,充分反應(yīng)后，再滴入幾滴BaCb

溶液，產(chǎn)生白色沉淀，不能證明SO2被氧化為SO；，故c錯誤;

D.室溫下，向（）.1mo卜L「HC1溶液中加入少量鎂粉，產(chǎn)生大量氣泡，測得溶液溫度上升，說明鎂與鹽酸反

應(yīng)放熱，故D正確；

選Do

考向2原電池原理的應(yīng)用（二）

【典例2】（2023?上海黃浦?統(tǒng)考二模）把鐵條放入盛有過量稀硫酸的試管中，下列改變不能加快氫氣產(chǎn)生

速率的是

A.改鐵條為鎂條B.滴加少量CuSO4溶液

C.改稀硫酸為98%的硫酸D.升高溶液的溫度

【答案】C

【解析】A.鎂比鐵更活潑，與稀硫酸反應(yīng)速率更快，能加快氫氣產(chǎn)生速率，A正確；

B.滴加少量CuSO4，F(xiàn)e與CuSCh反應(yīng)生成Cu,Fe、Cu和稀硫酸構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率，B正確；

C.常溫下，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，無法產(chǎn)生氫氣，C錯誤；

D.升高溶液溫度，反應(yīng)速率加快，D正確；

故答案選C。

【答案】D

【解析】A.由于鎂和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，不能用氫氧化鈉溶液驗證鎂、鋁活潑

性，要驗證鎂比鋁活潑，電解質(zhì)溶液應(yīng)該用稀硫酸或稀鹽酸，故A不符合題意；

B.乙醇和水會混溶，不能用分液法分離，故B不符合題意；

C.純堿溶液會吸收二氧化碳，要用飽和碳酸氫鈉溶液除掉二氧化碳中氯化氫氣體，故C不符合題意。

D.濃氨水加到生石灰中，生石灰和水反應(yīng)放出大量熱，促使?jié)獍彼軣岱纸馍砂睔猓睔庥脡A石灰干燥,

從而制備出干燥的氨氣，故D符合題意。

綜上所述，答案為D。

【變式練4］（2023?全國?高三專題練習(xí)）X、Y、Z、M代表四種金屬元素，金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀

硫酸中時，Z極上有HZ放出；單質(zhì)Z可以從Y的鹽溶液中置換出單質(zhì)Y；又知M”的氧化性強(qiáng)于丫21則

這四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序為

A.X>Z>Y>MB.X>Y>Z>M

C.M>Z>X>YD.X>Z>M>Y

【答案】A

【解析】金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中時，X溶解，Z極上有氫氣放出，所以X是負(fù)極，Z是正極,

故金屬的活動性：X>Z；單質(zhì)Z可以從Y的鹽溶液中置換MY,說明金屬的活動性：Z>Y：M?+離子的

氧化性強(qiáng)于Y"離子，所以金屬佐活動性Y>M；綜上可知四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序為

X>Z>Y>M,A項正確。

■k三年真題?兩年模擬

1.（2023秋?全國?高三專題練習(xí)）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++2C=E,N2C=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>PC.P>N>M>ED.E>P>M>N

【答案】A

【解析】①M(fèi)+N2+=N+M?+,M是還原劑、N是還原產(chǎn)物，所以M的還原性大于N；②M、P用導(dǎo)線連

接放入稀硫酸中，M表面有大量氣泡逸出，說明M是正極，則本原性P大于M；③N、E用導(dǎo)線連接放入

E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為E?++2e-=E,N-2e-=N2+,說明N是負(fù)極，N的還原性大于E,則這四

種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是P>M>N>E；

答案選Ao

2.（2023?北京?統(tǒng)考高考真題）下列事實能用平衡移動原理解釋的是

A.也。?溶液中加入少量MnOz固體，促進(jìn)HQ?分解

B.密閉燒瓶內(nèi)的NO?和NQ,的混合氣體，受熱后顏色加深

C.鐵仃放入濃HNO,中，待不再變化后，加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體

D.鋅片與稀H2s0,反應(yīng)過程中，加入少量CuSO4固體，促進(jìn)H?的產(chǎn)生

【答案】B

【解析】A.MnCh會催化H2O2分解，與平衡移動無關(guān)，A項錯誤；

B.NO?轉(zhuǎn)化為N2O4的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動，NOz濃度增大，混合氣體顏色加深，B項正

確；

C.鐵布濃硝酸中鈍化，加熱會使表面的氧化膜溶解，鐵與濃硝酸反應(yīng)生成大量紅棕色氣體，與平衡移動無

關(guān)，C項錯誤；

D.加入硫酸銅以后，鋅置換出銅，構(gòu)成原電池，從而使反應(yīng)速率加快，與平衡移動無關(guān)，D項錯誤；

故選Bo

3.(2022?浙江?統(tǒng)考高考真題)pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示，以玻璃電極(在

特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HC1溶液，并插入Ag-AgCl電極)和另一Ag-AgCl電極插入待測溶液

中組成電池，pH與電池的電動勢E存在關(guān)系：pH=(E常數(shù)。下列說法正確的是

A.如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極反應(yīng)式為：AgCl(s)+e=Ag(s)+Cl(0.1molLl)

B.玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化

C.分別測定含己知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的pH

D.pH計工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

【答案】C

【解析】A.如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極為負(fù)極、負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而不是還原反應(yīng)，A

錯誤；

B.已知：pH與電池的電動勢E存在關(guān)系：pH=(E常數(shù)，則玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異會引起電動勢的

變化，B錯誤；

C.pH與電池的電動勢E存在關(guān)系：pH=(E常數(shù)，則分別測定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的

電動勢，可得出未知溶液的pH,C正確；

D.pH計工作時，利用原電池原理，則化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，D錯誤；

答案選C。

4.12021?浙江?高考真題)某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時Li,得

電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoO?薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正題的是

A.充電時，集流體A與外接電源的負(fù)極相連

B.放電時，外電路通過amol電子時，UPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi

C.放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為LijCoO:+xLi++xe-=LiCoO2

D.電池總反應(yīng)可表示為Li,Si+Li『xCoO,,一累=、Si+LiCo02

【答案】B

【解析】A.由圖可知，集流體A與電極A相連，充電時電極A作陰極，故充電時集流體A與外接電源的

負(fù)極相連，A說法正確；

B.放電時，外電路通過amol電子時，內(nèi)電路中有amolLi卡通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負(fù)極遷移到正極，

但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失Li.，B說法不正確；

C.放電時，電極B為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)可表示為LiiCoO2+xLi++xe-=LiCoO］，C說法正確；

D.電池放電時，嵌入在非晶硅薄膜中的鋰失去電子變成Li,，正極上LijCoO,得到電子和L「變?yōu)長iC。。?，

充電

故電池總反應(yīng)可表示為￡3+〃一4'。。2就Si+LCod，D說法止確。

綜上所述，相關(guān)說法不正確的是B,本題選B。

5.（2021?河北?統(tǒng)考高考真題）K—02電池結(jié)構(gòu)如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質(zhì)鉀片。關(guān)于該電

池，下列說法錯誤的是

A.隔膜允許K，通過，不允許02通過

B.放電時，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極；充電時，b電極為陽極

C.產(chǎn)生lAh電量時，生成KO?的質(zhì)量與消耗。2的質(zhì)量比值約為

D.用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗鉀時，鉛酸蓄電池消耗水

【答案】D

【解析】由圖可知，a電極為原電池的負(fù)極，單質(zhì)鉀片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生.成鉀高子，電極反應(yīng)式為

K-e=K\b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成超氧化鉀；據(jù)以上分析

解答。

A.金屬性強(qiáng)的金屬鉀易與氧氣反應(yīng)，為防止鉀與氧氣反應(yīng)，電池所選擇隔膜應(yīng)允許K+通過，不允許。2通

過，故A正確；

B.由分析可知，放電時，a為負(fù)極，b為正極，電流由b電極沿導(dǎo)線流向a電極，充電時，b電極應(yīng)與直流

電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；

C.由分析可知，生成Imol超僦化鉀時，消耗Imol氧氣，兩者的質(zhì)量比值為lmolx71g/mol：：1,故C正

確；

D.鉛酸蓄電池充電時的總反應(yīng)方程式為2PbSO4+2H?O=PbO2+Pb+2H2so4,反應(yīng)消耗2moi水，轉(zhuǎn)移2moi

電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗水的質(zhì)量為高等y,故D錯誤；

39g/mol

故選D。

6.(2023?四川南充?統(tǒng)考模擬預(yù)測)研究小組將混合均勻的鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。

從膠頭滴管中滴入一定濃度醋酸溶液，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗，容器中的壓強(qiáng)隨時間的變化曲線如圖2。

下列說法正確的是

A.Oh時壓強(qiáng)增大的原因可能是鐵腐蝕放出熱量

B.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為：Fe-3e=Fe”

C.碳粉上發(fā)生了氧化反應(yīng)

D.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

【答案】A

【解析】A.根據(jù)=ObE寸壓強(qiáng)增大的原因可能是鐵腐蝕放出熱量使壓強(qiáng)增大，故A正確；

B.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為：Fe-2e=Fe2+,故B錯誤；

C.鐵發(fā)生氧化反應(yīng)，碳粉上發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯誤；

D.鐵腐蝕過程中化學(xué)能部分轉(zhuǎn)化為電能，還有轉(zhuǎn)化成熱能的部分，故D錯誤；

故答案選A。

考點三化學(xué)電源的種類及其工作原理

重難點辨析

1.一次電池

只能使用一次，不能充電復(fù)原繼續(xù)使用。

(1)普通鋅鎰干電池

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4cl=ZnCh+Mn2O3+2NH3+H20

負(fù)極：Zn—2e-==Zn2*o

正極：2NH；+2e-=2NH3+H2t、2MnO2+H2=2MnOOH

(2)減性鋅鎰干電池

負(fù)極(Zn),電極反應(yīng)式：

--

Zn+20H-2e=Zn(OH)2

4-WSftKOII正極(MnCh)，電極反應(yīng)式：

的雙合物

|-M-0,

“」-金屬外充-

2MnO2+2H2O+2e~-2MnOOH+2OH

總反應(yīng)：

Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH

2.二次電池(以鉛蓄電池為例)：放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用

⑴放電時的反應(yīng)：(原電池)

①負(fù)極反應(yīng)：Pb(s)+SOF(aq)—2e-=PbSO4(s)

②正極反應(yīng)：PbOMs)+4H'(aq)+SO「(aq)+2e=PbSO?s)+2H2O⑴

③總反應(yīng)：Pb(s)+PbCh⑸+2H2so4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O。)

(2)充電時的反應(yīng)：(電解池)

①陰極反應(yīng):PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SOF(aq)

②陽極反應(yīng)：PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H"(aq)+SOi(aq)

③總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2比0⑴鯉&Pb(s)+PbO2(s)+2H2so4(aq)

放電時原電池的負(fù)極作充電時電解池的陰極。

【易錯瞥示】(1)可充電電池的充、放電不能理解為可逆反應(yīng)。

(2)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。

(3)可充電電池在充電時，其負(fù)極連接外接電源的負(fù)極，正極連接外接電源的正極。

3.燃料電池

(1)氫氧燃料電池是將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，目前最成熟的燃料電池，可分為酸性

和堿性兩種。

酸性堿性

+

負(fù)極反應(yīng)式2H2-4e=4H2H2-4。+40H=4H2O

+

正極反應(yīng)式O2+4C+4H=2H2OO24-4e+2H2O=4OH

總反應(yīng)式

2H2+O2=2H2O

(2)燃料電池的電極本身不參與反應(yīng)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給。對于燃料電池要注意燃料在負(fù)極反

應(yīng)，02在正極反應(yīng)，要注意電解質(zhì)溶液或傳導(dǎo)介質(zhì)的影響，如堿性條件下，C02以COM形式存在。

規(guī)律?方法?技巧?點拔

1.燃料電池的解題模板

2.書寫燃料電池電極反應(yīng)式的三大步驟

①先寫出燃料電池總反應(yīng)式

一般都是可燃物在氧氣中的燃燒反應(yīng)方程式。但由于燃燒產(chǎn)物還可能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，燃燒產(chǎn)物與電解

質(zhì)溶液反應(yīng)的方程式與其相加得總反應(yīng)方程式。

②再寫出燃料電池正極的電極反應(yīng)式

2

由于燃料電池正極一般都是02得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，基礎(chǔ)反應(yīng)式為O2+4e-=2Oo

A.電解質(zhì)為固體時，。2-可自由通過，正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-==2O2,

B.電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽時，正極的電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e—==2CO「。

C.當(dāng)電解質(zhì)為中性或堿性環(huán)境時，正極的電極反應(yīng)式為：O2+4e+2H2O=4OH0

D.當(dāng)電解質(zhì)為酸性環(huán)境時，正極的電極反應(yīng)式為：O2+4e—+4H+=2H2O。

③最后寫出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式

燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式=燃料電池總反應(yīng)式一燃料電池正極的電極反應(yīng)式。在利用此法時一要注意消

去反應(yīng)中的02,二要注意兩極反應(yīng)式和總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移相同。

④熔融的金屬氧化物作介質(zhì)傳導(dǎo)

負(fù)極：Hz-2e--|-O2-=^H2（）;

正極：O2+4C-=2O2-Q

⑤碳酸鹽作介質(zhì)

負(fù)極：H2-2e+COF=H2＜）+CO2;

正極：O24-4e-+2CO2^=2CO5-c

⑥復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫