第17講-原電池-化學(xué)電源(講義)(解析版)

第17第17講原電池化學(xué)電源考綱要求：考綱要求：1．理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。2．了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理?？键c(diǎn)一原電池及其工作原理1．原電池(1)概念：原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為eq\a\vs4\al(電)能的裝置。(2)構(gòu)成條件①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活動(dòng)性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。②活動(dòng)性不同的兩電極(金屬或石墨)。③形成閉合回路。形成閉合回路需三個(gè)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。2．原電池的工作原理圖甲和圖乙是銅鋅原電池裝置示意圖。說(shuō)明：裝置乙鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的凍膠。(1)原理分析。電極名稱負(fù)極正極電極材料Zn片Cu片電極反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋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KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，K＋移向正極，Cl－移向負(fù)極電池反應(yīng)方程式Zu＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu鹽橋作用①連接內(nèi)電路形成閉合回路②平衡電荷，使原電池能持續(xù)產(chǎn)生電流裝置差異比較原電池Ⅰ：溫度升高，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能，兩極反應(yīng)在相同區(qū)域，部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng)，使電池效率降低原電池Ⅱ：溫度不變，化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為電能，兩極反應(yīng)在不同區(qū)域，Zn與Cu2＋隔離，電池效率提高，電流穩(wěn)定3．原電池中的三個(gè)移動(dòng)方向電子方向從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極電流方向從正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極離子遷移方向電解質(zhì)溶液中，陰離子向負(fù)極遷移，陽(yáng)離子向正極遷移4．原電池工作時(shí)導(dǎo)電粒子流向(如圖)5．一般電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)eq\x(\a\al(列物質(zhì),標(biāo)得失))——eq\x(\a\al(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，,找出得失電子的數(shù)量))?eq\x(\a\al(看環(huán)境,配守恒))——eq\x(\a\al(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(huì)生成H＋。,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))?eq\x(\a\al(兩式加,驗(yàn)總式))——eq\x(在得、失電子相等時(shí)，將兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對(duì)照驗(yàn)證)1．概念和6．原電池原理的應(yīng)用(1)加快氧化還原反應(yīng)的速率一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。(2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。(3)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。②根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液?；A(chǔ)通關(guān)練基礎(chǔ)通關(guān)練1．圖為某原電池裝置，其總反應(yīng)為Fe+Cu2+=Fe2++Cu。有關(guān)說(shuō)法不正確的是A．能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．Cu為原電池的負(fù)極C．電子從Fe經(jīng)導(dǎo)線流向Cu D．Cu電極上有固體析出【答案】B【解析】Fe的化合價(jià)由0價(jià)變成+2價(jià)，Cu的化合價(jià)有+2價(jià)變成0價(jià)，故Fe是負(fù)極，Cu是正極。A．根據(jù)題干信息可知，該裝置是原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B．由以上分析可知，銅是原電池的正極，B錯(cuò)誤；C．鐵是負(fù)極，失去電子，電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅，C正確；D．正極Cu2+變成Cu，故Cu電極上有固體析出，D正確；故選B。2．下列各組裝置中能形成原電池的是A． B． C． D．【答案】A【解析】原電池的構(gòu)成條件：①有兩個(gè)活潑性不同的電極，②將電極插入電解質(zhì)溶液中，③兩電極間構(gòu)成閉合回路，④能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。A．兩電極活潑性不同，能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而且形成了閉合回路，符合原電池的構(gòu)成條件，能形成原電池，故A正確；B．乙醇不是電解質(zhì)，不能形成原電池，故B錯(cuò)誤；C．蔗糖溶液不是電解質(zhì)，不能形成原電池，故C錯(cuò)誤；D．鉑和碳都不能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，不能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能形成原電池，故D錯(cuò)誤；故選A。3．下列關(guān)于如圖所示裝置的敘述中錯(cuò)誤的是A．銅是正極，表面有氣泡產(chǎn)生 B．鋅是負(fù)極，其質(zhì)量逐漸減小C．該裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D．電子從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片【答案】C【解析】該原電池鋅與硫酸反應(yīng)，銅與硫酸不反應(yīng)，說(shuō)明鋅為負(fù)極，銅為正極。A．銅是正極，銅表面是氫離子得到電子變?yōu)闅錃?，其表面有氣泡產(chǎn)生，故A正確；B．鋅是負(fù)極，鋅失去電子變?yōu)殇\離子，其質(zhì)量逐漸減小，故B正確；C．該裝置是原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤；D．鋅為負(fù)極，銅為正極，則電子從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，故D正確。綜上所述，答案為C。4．2021年我國(guó)科學(xué)家研究設(shè)計(jì)了可充電電池，其工作原理示意圖如下所示，圖中虛線箭頭、實(shí)線箭頭分別表示放電、充電過(guò)程。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．該電池可選用水溶液作電解液B．充電時(shí)，電極b應(yīng)連接電源的正極C．放電時(shí)，電子通過(guò)外電路由電極a流向電極bD．放電時(shí)，電極b的電極反應(yīng)式為【答案】A【解析】由題意虛線箭頭、實(shí)線箭頭分別表示放電、充電過(guò)程，則放電時(shí)電極b上二氧化碳得電子，作正極，電極反應(yīng)式為，電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為KSn-e-=K++Sn。A．該電池的負(fù)極為合金KSn，K是活潑金屬，會(huì)和水劇烈反應(yīng)，故電解液不可以含水，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)b為正極，則充電時(shí)，電極b應(yīng)連接電源的正極，B正確；C．原電池放電時(shí)，電子經(jīng)導(dǎo)線從負(fù)極流向正極，則放電時(shí)，電子通過(guò)外電路由電極a流向電極b，C正確；D．由分析可知放電時(shí)，電極b的電極反應(yīng)式為，D正確；答案選A。（1）只有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)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(guò)電解質(zhì)溶液，溶液中的離子不能通過(guò)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(jì)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－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）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(gè)電極，也可以是兩電極相接觸。（8）電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。（9）無(wú)論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。（10）注意鹽橋不能用一根導(dǎo)線連接，因?yàn)閷?dǎo)線是不能傳遞陰陽(yáng)離子的。用導(dǎo)線連接后相當(dāng)于一個(gè)是原電池，一個(gè)是電解池。查缺補(bǔ)漏練查缺補(bǔ)漏練5．將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，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．甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C．兩燒杯中溶液的c(H＋)均減小 D．產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢【答案】C【解析】A．甲燒杯中，銅、鋅用導(dǎo)線連接，甲構(gòu)成原電池，銅是正極，銅片表面有氫氣產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；B．甲燒杯中，銅、鋅用導(dǎo)線連接，甲構(gòu)成原電池，銅是正極；乙中銅、鋅沒(méi)有連接，不構(gòu)成原電池，B錯(cuò)誤；C．兩燒杯中都發(fā)生反應(yīng)，溶液的c(H＋)均減小，C正確；D．甲燒杯中，銅、鋅用導(dǎo)線連接，甲構(gòu)成原電池，產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙快，D錯(cuò)誤；故選C。6．一些常見(jiàn)反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式如下：①

②

③

④

欲利用以上反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池裝置，下列說(shuō)法正確的是A．①不可以設(shè)計(jì)成原電池裝置 B．②不可以設(shè)計(jì)成原電池裝置C．③可以設(shè)計(jì)成原電池裝置 D．④中反應(yīng)物只有接觸才能形成原電池裝置【答案】B【解析】只有自發(fā)的放熱的氧化還原反應(yīng)才可以設(shè)計(jì)成原電池。A．①是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成燃料電池，故A錯(cuò)誤；B．②不是氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，故B正確；C．③是吸熱反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，故C錯(cuò)誤；D．將鐵放入FeCl2溶液中，將FeCl3放入另一個(gè)裝置中，兩個(gè)裝置之間用鹽橋連接，反應(yīng)物不直接接觸，④也可形成原電池，故D錯(cuò)誤；故選B。7．利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始時(shí)，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時(shí)間。下列說(shuō)法不正確的是A．a(chǎn)管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕B．一段時(shí)間后，a管液面高于b管液面C．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小D．a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe-2e-=Fe2+【答案】C【解析】A．U型管左邊裝置是中性溶液，所以發(fā)生吸氧腐蝕，右邊裝置是酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕，故A正確；B．左邊裝置發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，消耗氧氣導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小，右邊裝置發(fā)生析氫腐蝕，生成氫氣導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)增大，所以右邊的液體向左邊移動(dòng)，所以一段時(shí)間后，a管液面高于b管液面，故B正確；C．a(chǎn)處鐵失電子生成亞鐵離子，氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，所以a處pH不變；b處溶液變成硫酸亞鐵溶液，溶液的pH值變大，故C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)、b兩處構(gòu)成的原電池中，鐵都作負(fù)極，所以負(fù)極上具有相同的電極反應(yīng)式：Fe-2e-=Fe2+，故D正確；故答案選C。8．如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置，下列敘述中正確的是A．電極I上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的負(fù)極B．電極II的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e-=CuC．該原電池的總反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋D．鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞電子【答案】C【解析】由電池裝置圖可知，該電池為原電池，左側(cè)電極I為正極，三價(jià)鐵離子得到電子變成二價(jià)鐵，右側(cè)電極II為負(fù)極，銅失去電子變成二價(jià)銅離子，據(jù)此解答。A．由分析可知，電極I為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，電極II為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2＋，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)該電池的正負(fù)極反應(yīng)可知，該原電池的總反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，故C正確；D．鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，作用是傳遞離子而不是電子，故D錯(cuò)誤；故答案選C。一、原電池中正、負(fù)極的確定方法1．一般情況下，常采用以下方法判斷原電池的正極和負(fù)極判斷方法負(fù)極正極①電極材料較活潑金屬較不活潑金屬或石墨②通入物通入還原劑的電極通入氧化劑的電極③兩極反應(yīng)類型發(fā)生氧化反應(yīng)的電極發(fā)生還原反應(yīng)的電極④電子流向(或電流方向)電子流出的電極(或電流流入的電極)電子流入的電極(或電流流出的電極)⑤離子流向陰離子流向的電極陽(yáng)離子流向的電極⑥電極質(zhì)量變化質(zhì)量減小的電極質(zhì)量增加的電極⑦有無(wú)氣泡—有氣泡產(chǎn)生的電極2．特殊情況(1)金屬的活動(dòng)性受所處環(huán)境的影響。如Mg、Al的活動(dòng)性：在中性或酸性溶液中活動(dòng)性Mg>Al；而在堿性溶液中，Al可以與OH－反應(yīng)，而Mg不反應(yīng)，所以Mg與Al用導(dǎo)線連接后放入NaOH溶液中，Al是負(fù)極，Mg是正極。(2)Fe、Cu相連，浸入稀HNO3中，F(xiàn)e作負(fù)極；浸在濃HNO3中，Cu作負(fù)極(Fe發(fā)生鈍化)。二、原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)1．一般電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)(1)書(shū)寫(xiě)步驟(2)常見(jiàn)介質(zhì)常見(jiàn)介質(zhì)注意事項(xiàng)中性溶液反應(yīng)物若是H＋得電子或OH－失電子，則H＋或OH－均來(lái)自于水的電離酸性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒(méi)有OH－堿性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒(méi)有H＋水溶液不能出現(xiàn)O2－2．用總反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式(1)書(shū)寫(xiě)三步驟步驟一：寫(xiě)出電池總反應(yīng)式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(ne－)。步驟二：找出正、負(fù)極，失電子的電極為負(fù)極；確定溶液的酸堿性。步驟三：寫(xiě)電極反應(yīng)式。負(fù)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(shū)寫(xiě)技巧若某電極反應(yīng)式較難寫(xiě)出時(shí)，可先寫(xiě)出較易的電極反應(yīng)式，然后根據(jù)得失電子守恒，用總反應(yīng)式減去較易的電極反應(yīng)式，即可得出較難寫(xiě)的電極反應(yīng)式。三、原電池設(shè)計(jì)程序在設(shè)計(jì)原電池裝置時(shí)，首先要書(shū)寫(xiě)出總氧化還原反應(yīng)的離子方程式，確定原電池的正、負(fù)極，再把總反應(yīng)的離子方程式拆寫(xiě)成氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng))和還原反應(yīng)(正極反應(yīng))。鹽橋的組成及在原電池中的作用組成：鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍鹽橋中的離子流向：鹽橋中的陽(yáng)離子(K＋)向正極區(qū)移動(dòng)，陰離子(Cl－或NOeq\o\al(－,3))向負(fù)極區(qū)移動(dòng)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(méi)有鹽橋，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定時(shí)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(huì)導(dǎo)致電子流入困難，從而電池電流減弱]能力提升練能力提升練9．某一次性電池原理如圖。該電池放電時(shí)，有關(guān)分析錯(cuò)誤的是A．正極的電極反應(yīng)式：O2＋4e-＋2H2O→4OH-B．電子由鎂電極流向多孔活性炭材料電極C．理論上，外電路中流過(guò)2mol電子時(shí)，負(fù)極質(zhì)量增加58gD．電池反應(yīng)產(chǎn)物Mg(OH)2經(jīng)過(guò)灼燒與還原可實(shí)現(xiàn)鎂的循環(huán)利用【答案】C【解析】由圖可知Mg電極作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg-2e-+2OH-→Mg(OH)2，多孔活性炭材料電極作正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e-＋2H2O→4OH-。A．由分析可知多孔活性炭材料電極作正極，電極反應(yīng)式為O2＋4e-＋2H2O→4OH-，A正確；B．原電池裝置中電子由負(fù)極經(jīng)負(fù)載流向正極，故電子由鎂電極流向多孔活性炭材料電極，B正確；C．由負(fù)極電極反應(yīng)式Mg-2e-+2OH-→Mg(OH)2可知當(dāng)外電路中流過(guò)2mol電子時(shí)，產(chǎn)生1molMg(OH)2，負(fù)極材料增重2molOH-的質(zhì)量即34g，C錯(cuò)誤；D．Mg(OH)2經(jīng)過(guò)灼燒可得MgO，再經(jīng)過(guò)還原得到Mg，可實(shí)現(xiàn)鎂的循環(huán)利用，D正確；答案選C。10．一種利用CH4消除NOx污染的工作原理如圖所示，裝置均用惰性電極，兩側(cè)電解質(zhì)溶液為同濃度的鹽酸。下列說(shuō)法正確的是A．NO2發(fā)生氧化反應(yīng)B．負(fù)極：CH4＋2H2O-8e→CO2＋8H+C．轉(zhuǎn)移0.8mol電子，有0.4molH+通過(guò)離子交換膜D．工作一段時(shí)間，兩側(cè)電極室中溶液pH均減小【答案】B【解析】CH4生成CO2是氧化反應(yīng)，通入的一極是電源的負(fù)極，電極反應(yīng)式：CH4＋2H2O-8e→CO2＋8H+，H+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入電源的正極，與得電子后的NO2生成N2和H2O。A．據(jù)分析，NO2反應(yīng)生成了N2，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．據(jù)分析，負(fù)極：CH4＋2H2O-8e→CO2＋8H+，B正確；C．該電源的外電路是電子移動(dòng)，內(nèi)電路是H+移動(dòng)，二者都帶一個(gè)單位電荷，根據(jù)得失電子數(shù)相等，轉(zhuǎn)移0.8mol電子，則有0.8molH+通過(guò)離子交換膜，C錯(cuò)誤；D．據(jù)分析，負(fù)極生成了H+，pH減小，正極消耗H+生成H2O，pH值增大，D錯(cuò)誤；故選B。11．下列關(guān)于Fe、Cu、Mg、Al四種金屬元素的說(shuō)法中不正確的是A．四種元素的單質(zhì)只有三種能和鹽酸反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽和氫氣B．制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法C．將Mg棒和Al棒作為原電池的兩個(gè)電極插入NaOH溶液中，Mg棒上發(fā)生氧化反應(yīng)D．鐵銹的主要成分是氧化鐵，銅銹的主要成分是堿式碳酸銅【答案】C【解析】A．Cu單質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)，只有Fe、Mg、Al能和鹽酸反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽和氫氣，A正確；B．AlCl3、FeCl3、CuCl2加熱時(shí)水解程度增大，且生成的氯化氫容易揮發(fā)，加熱蒸干得到對(duì)應(yīng)的氫氧化物，因此不能采用將溶液直接蒸干的方法制備AlCl3、FeCl3、CuCl2，B正確；C．電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時(shí)，Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al與NaOH溶液反應(yīng)，所以Al棒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D．鐵單質(zhì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕或化學(xué)腐蝕最終生成鐵銹，主要成分為氧化鐵；銅與空氣中的水、氧氣、二氧化碳共同作用得到銅銹，主要成分為堿式碳酸銅，D正確；綜上所述答案為C。12．氟離子電池是新型電池中的一匹黑馬，其理論比能量高于鋰電池。一種氟離子電池的工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，b極是電源的正極B．放電時(shí)，a極的電極反應(yīng)為L(zhǎng)aSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-C．充電時(shí)，電極a接外電源的負(fù)極D．放電時(shí)，電子由b極經(jīng)負(fù)載流向a極，再經(jīng)電解質(zhì)溶液流回b極【答案】B【解析】由于Mg是活潑金屬、Mg2+氧化性弱，所以該電池工作時(shí)Mg失去電子結(jié)合F-生成MgF2，即b電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg+2F--2e-=MgF2，則a為正極，正極上LaSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-；充電時(shí)，電解池的陽(yáng)極、陰極與原電池的正極、負(fù)極對(duì)應(yīng)，即電解池的陽(yáng)極為原電池的正極、陰極為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)與原電池的電極反應(yīng)相反，所以電解池的陽(yáng)極電極反應(yīng)式為L(zhǎng)aSrMnO4+2F--2e-=LaSrMnO4F2，陰極反應(yīng)式為MgF2+2e-=Mg+2F-，據(jù)此解答。A．由于Mg是活潑金屬、Mg2+氧化性弱，所以原電池放電時(shí)，Mg失去電子、作負(fù)極，即b為負(fù)極，則a為正極，A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)為正極，正極上LaSrMnO4F2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為L(zhǎng)aSrMnO4F2+2e-=LaSrMnO4+2F-，B正確；C．充電時(shí)電解池的陽(yáng)極、陰極分別與原電池的正、負(fù)極連接，所以a接外電源的正極，C錯(cuò)誤；D．電子不經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液，在外電路中移動(dòng)，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是B?？键c(diǎn)二新型化學(xué)電源1．一次電池只能使用一次，不能充電復(fù)原繼續(xù)使用。(1)普通鋅錳干電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl=ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O負(fù)極：__Zn－2e－=Zn2＋__。正極：2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3＋H2↑、2MnO2＋H2=2MnOOH(2)堿性鋅錳干電池負(fù)極(Zn)，電極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極(MnO2)，電極反應(yīng)式：MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=Zn(OH)2＋2MnOOH(3)鋅銀電池(圖二)圖二負(fù)極材料：Zn電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：Ag2O電極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag2．二次電池(以鉛蓄電池為例)：放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用(1)放電時(shí)的反應(yīng)：(原電池)①負(fù)極反應(yīng)：Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－=PbSO4(s)②正極反應(yīng)：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)③總反應(yīng)：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)(2)充電時(shí)的反應(yīng)：(電解池)①陰極反應(yīng)：PbSO4(s)＋2e－=Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)②陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－=PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)③總反應(yīng)：2PbSO4(s)＋2H2O(l)eq\o(=,\s\up7(通電))Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放電時(shí)原電池的負(fù)極作充電時(shí)電解池的陰極。【易錯(cuò)警示】：(1)(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(shí)，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－=4H＋____2H2－4e－＋4OH－=4H2O__正極反應(yīng)式__O2＋4e－＋4H＋=2H2O____O2＋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(duì)于燃料電池要注意燃料在負(fù)極反應(yīng)，O2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，CO2以COeq\o\al(2－,3)形式存在。【易錯(cuò)警示】：(1)(1)熔融的金屬氧化物作介質(zhì)傳導(dǎo)O2－負(fù)極：H2－2e－＋O2－=H2O；正極：O2＋4e－=2O2－。(2)碳酸鹽作介質(zhì)負(fù)極：H2－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2；正極：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)。(3)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)總體思路：eq\x(\a\al(復(fù)雜電極,反應(yīng)式))＝eq\x(總反應(yīng)式)－eq\x(\a\al(較簡(jiǎn)單一極,電極反應(yīng)式))遵循原理，信息優(yōu)先，用守恒直接書(shū)寫(xiě)?；A(chǔ)通關(guān)練基礎(chǔ)通關(guān)練1．微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，有種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應(yīng)式為：Zn＋2OH--2e-=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e-=2Ag＋2OH-，總反應(yīng)式為：Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag。根據(jù)上述反應(yīng)式，判斷下列敘述中正確的是A．在使用過(guò)程中，電池負(fù)極區(qū)溶液的pH增大B．在使用過(guò)程中，電子由Ag2O經(jīng)外電路流向Zn極C．Zn是負(fù)極，Ag2O是正極D．Zn極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O極發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】C【解析】A．根據(jù)元素化合價(jià)變化知，Zn失電子而作負(fù)極，負(fù)極上OH-參加反應(yīng)導(dǎo)致其濃度減小，溶液的堿性降低，pH減小，故A錯(cuò)誤；B．該原電池中，Zn是負(fù)極、Ag2O是正極，電子從負(fù)極Zn沿導(dǎo)線流向正極Ag2O，故B錯(cuò)誤；C．電池反應(yīng)中Zn元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Ag元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，所以Zn是負(fù)極、Ag2O是正極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上發(fā)生還原反應(yīng)，故C正確；D．Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、Ag2O得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；故選：C。2．電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái)科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)【答案】C【解析】充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)（Li++e-=Li+）和陽(yáng)極反應(yīng)（Li2O2+2h+=2Li++O2），則充電時(shí)總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，結(jié)合圖示，充電時(shí)金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽(yáng)極；則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極；據(jù)此作答。A．光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，A正確；B．充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽(yáng)極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C．放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過(guò)離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確；答案選C。3．某科研小組用堿性甲烷燃料電池制備，其工作原理如圖所示(已知電解裝置的電極材料分別為金屬鈷和不銹鋼)：下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．N電極為不銹鋼B．電極n處電極反應(yīng)式為：C．電解一段時(shí)間后，N極區(qū)溶液增大D．膜a、膜c均為陽(yáng)離子交換膜【答案】B【解析】根據(jù)圖示，M電極所在為陽(yáng)極室，M電極為陽(yáng)極，N電極為陰極，則堿性甲烷燃料電池中m電極為正極，n電極為負(fù)極；據(jù)此分析作答。A．該裝置用于制備Co(H2PO2)2，M電極為陽(yáng)極，則M電極為金屬Co，M電極的電極反應(yīng)為Co-2e-=Co2+，N電極為不銹鋼，A正確；B．n電極為堿性甲烷燃料電池的負(fù)極，n電極通入CH4，電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=+7H2O，B錯(cuò)誤；C．N電極為陰極，N電極電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，電解一段時(shí)間后，N極區(qū)堿性增強(qiáng)，溶液的pH增大，C正確；D．陽(yáng)極室中的Co2+通過(guò)膜a進(jìn)入產(chǎn)品室，膜a為陽(yáng)離子交換膜，原料室中通過(guò)膜b進(jìn)入產(chǎn)品室，膜b為陰離子交換膜，則原料室中Na+通過(guò)膜c進(jìn)入陰極室，膜c為陽(yáng)離子交換膜，D正確；答案選B。4．已知蓄電池在充電時(shí)作電解池，放電時(shí)作原電池．如圖是鉛蓄電池的工作示意圖，其反應(yīng)原理為：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．b電極放電后轉(zhuǎn)化為c電極B．電極a和d都發(fā)生還原反應(yīng)C．b的電極反應(yīng)式：Pb+SO42﹣﹣2e-→PbSO4D．放電后硫酸溶液的pH增大【答案】B【解析】A．b是蓄電池負(fù)極，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4，b電極放電后轉(zhuǎn)化為PbSO4電極，故A正確；B．a(chǎn)是蓄電池的正極，a發(fā)生還原反應(yīng)，d是電解池陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，d極發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．b為蓄電池負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為：Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4，故C正確；D．放電時(shí)總反應(yīng)為PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，消耗硫酸，氫離子濃度降低，溶液pH增大，故D正確；選B。可充電電池?？疾閮?nèi)容(1)充、放電時(shí)電極的判斷。(2)充、放電時(shí)電極反應(yīng)及反應(yīng)類型的判斷。(3)充、放電時(shí)離子(外電路中電子的移動(dòng)方向的判斷)。(4)充、放電時(shí)電解質(zhì)溶液離子濃度的變化，特別是酸、堿性的變化。原電池中電流方向：外電路中由電池正極流向負(fù)極；電池內(nèi)部，由負(fù)極流回正極。原電池中電子移動(dòng)方向：外電路中由電池負(fù)極流向電池正極，內(nèi)電路電解質(zhì)溶液中無(wú)電子通過(guò)。查缺補(bǔ)漏練查缺補(bǔ)漏練5．第三代混合動(dòng)力車目前一般使用鎳氫電池（M表示儲(chǔ)包合金)，電池總反應(yīng)式為H2+2NiOOH2Ni(OH)2。汽車上坡或加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力：下坡或剎車時(shí)，電池處于充電狀態(tài)。下列說(shuō)法中正確的是A．放電時(shí)甲為負(fù)極，充電時(shí)為陽(yáng)極B．汽車上坡時(shí)發(fā)生圖中虛線所示的過(guò)程C．汽車下坡電流的方向?yàn)椋杭纂姌O→發(fā)動(dòng)機(jī)→乙電極D．汽車下坡時(shí)，甲電極周圍溶液的pH減小【答案】C【解析】鎳氫電池總反應(yīng)H2+2NiOOH2Ni(OH)2，放電過(guò)程（原電池原理：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）乙中NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)作正極：NiOOH+eˉ+H2O=Ni(OH)2+OHˉ。甲中H2（以MHn形式）發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極：H2-2eˉ+2OHˉ=2H2O。充電過(guò)程（電解池原理：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）乙作陽(yáng)極，Ni(OH)2失電子發(fā)生氧化，甲作陰極，水中的氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。據(jù)此解答。A.根據(jù)分析，放電時(shí)甲電極H2（以MHn形式）失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極，充電時(shí)甲電極2H2O+2eˉ=H2↑+2OHˉ，發(fā)生還原反應(yīng)作陰極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.汽車上坡或加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力，發(fā)生原電池原理，發(fā)生圖中實(shí)線所示的過(guò)程。下坡或剎車時(shí)，電池處于充電狀態(tài)，發(fā)生電解池原理，發(fā)生虛線所示過(guò)程，B說(shuō)法錯(cuò)誤；C.汽車下坡電池處于充電狀態(tài)，甲作陰極乙作陽(yáng)極，電流從電源的正極流向陽(yáng)極，陰極流向電源負(fù)極，不經(jīng)過(guò)內(nèi)電路，故電流方向?yàn)椋杭纂姌O→發(fā)動(dòng)機(jī)→乙電極，C項(xiàng)正確；D.汽車下坡時(shí)電池處于充電狀態(tài)，甲電極為陰極：2H2O+2eˉ=H2↑+2OHˉ，周圍溶液堿性增強(qiáng)，pH增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選C。6．鐵鎳蓄電池又稱愛(ài)迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是A．放電時(shí)，溶液中OH-移向負(fù)極B．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2C．充電過(guò)程中，陰極附近溶液的pH降低D．充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O【答案】C【解析】根據(jù)放電時(shí)總反應(yīng)Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2可知，放電時(shí)，F(xiàn)e做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，Ni2O3做正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Ni2O3+3H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-；充電時(shí)，F(xiàn)e電極做陰極，陰極電極反應(yīng)式為：Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，Ni2O3做陽(yáng)極，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為：2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O。A項(xiàng)、放電時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，溶液中OH-移向負(fù)極，故A正確；B項(xiàng)、放電時(shí)，F(xiàn)e做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe（OH）2，電極反應(yīng)式為：Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，故B正確；C項(xiàng)、充電時(shí)，F(xiàn)e電極做陰極，陰極電極反應(yīng)式為：Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，陰極附近溶液的pH會(huì)升高，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)、充電時(shí)，Ni2O3做陽(yáng)極，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為：2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O，故D正確。故選C。7．下圖是Zn-空氣二次電池(鋅和鋁的某些性質(zhì)相似)，電池內(nèi)聚丙烯酸鈉吸收了KOH溶液形成導(dǎo)電凝膠。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，K+向PVC-RuO2電極移動(dòng)B．放電時(shí)，鋅電極發(fā)生反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2OC．充電時(shí)，陽(yáng)極附近pH減小D．充電時(shí)，導(dǎo)線中每通過(guò)4mol電子，陰極產(chǎn)生22.4L(標(biāo)況下)O2【答案】D【解析】根據(jù)題干信息可知，Zn-二次電池中，放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O（Zn與Al性質(zhì)相似，在堿性條件下以ZnO存在），正極氧氣得電子生成氫氧根離子，其電極反應(yīng)式為：O2＋4e-＋2H2O=4OH-；充電時(shí)，電極反應(yīng)式相反，利用原電池與電解池工作原理分析解答。A．放電式Zn極為負(fù)極，PVC-RuO2電極為正極，所以K+向PVC-RuO2電極移動(dòng)，A正確；B．放電時(shí)，鋅電極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)上述分析可知，其電極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O，B正確；C．充電時(shí)，陽(yáng)極區(qū)的電極反應(yīng)式為：，消耗氫氧根離子的同時(shí)生成水，所以陽(yáng)極附近pH減小，C正確；D．充電時(shí)，導(dǎo)線中每通過(guò)4mol電子，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量為1mol，所以標(biāo)況下其體積為=22.4L，D錯(cuò)誤；故選D。8．某甲醇燃料電池裝置如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．乙池負(fù)極反應(yīng)為：CH3OH-6e-+3CO=4CO2↑+2H2OB．乙池中電池工作時(shí)，CO不斷移向負(fù)極C．甲池中Cu電極發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑D．甲池中Cu電極發(fā)生的反應(yīng)為2Cl-消耗時(shí)，C極上放出氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為67.2L【答案】C【解析】乙為甲醇燃料電池，通入甲醇的一極負(fù)極、通入氧氣的一極為正極；甲池為電解池，銅與電源正極相連，銅為陰極，C與電源負(fù)極相連，C為陰極。A．乙池為原電池，乙醇在負(fù)極失電子生成二氧化碳，反應(yīng)式為CH3OH-6e-+3CO=4CO2↑+2H2O，故A正確；B．原電池中陰離子移向負(fù)極，乙池是原電池，電池工作時(shí)，CO不斷移向負(fù)極，故B正確；C．甲是電解池，銅與電源正極相連，銅是陽(yáng)極，Cu電極發(fā)生的反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)乙池中反應(yīng)CH3OH-6e-+3CO=4CO2↑+2H2O，當(dāng)32g甲醇被消耗時(shí)，轉(zhuǎn)移電子，C極是電解池陰極，發(fā)生反應(yīng)2H++2e-=H2↑，根據(jù)電子守恒，放出3mol氫氣，體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為67.2L，故D正確；選C。一、燃料電池中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)第一步：寫(xiě)出電池總反應(yīng)式燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加和后的反應(yīng)。如甲烷燃料電池(電解質(zhì)為NaOH溶液)的反應(yīng)式為CH4＋2O2=CO2＋2H2O①CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O②①式＋②式得燃料電池總反應(yīng)式為CH4＋2O2＋2NaOH=Na2CO3＋3H2O。第二步：寫(xiě)出電池的正極反應(yīng)式根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是O2，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)式有所不同，大致有以下四種情況：(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4e－=2O2－。(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫(xiě)出負(fù)極反應(yīng)式電池反應(yīng)的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式＝電池負(fù)極反應(yīng)式。因?yàn)镺2不是負(fù)極反應(yīng)物，因此兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)要徹底消除O2。二、二次電池的解題思路能力提升練能力提升練9．研究人員設(shè)計(jì)出新型固體氧化物燃料電池(如圖)，利用該燃料電池在高溫下可實(shí)現(xiàn)乙烷脫氫制乙烯，并產(chǎn)生電能，下列敘述錯(cuò)誤的是A．C2H6→C2H4發(fā)生氧化反應(yīng)B．1molC2H6轉(zhuǎn)化為C2H4時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NAC．N極為正極，電極反應(yīng)為：O2+4e-+2H2O=4OH-D．該電池工作時(shí)電子從M電極經(jīng)導(dǎo)線流向N電極【答案】C【解析】A．C2H6→C2H4變化過(guò)程中C的化合價(jià)從-3到-2價(jià)，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．1molC2H6→C2H4轉(zhuǎn)移電子為1×2×1mol=2mol，即1molC2H6轉(zhuǎn)化為C2H4時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA，故B正確；C．電解質(zhì)中有H+，則正極反應(yīng)為O2在酸性介質(zhì)中的反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+4H++4e-=2H2O，故C錯(cuò)誤；D．該電池的M極為負(fù)極，N極為正極，電子由負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極，故D正確；故選：C。10．在固態(tài)金屬氧化物燃料電池中，以H2-CO

混合氣體為燃料,基本原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A．X極是原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B．負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2+O2－-2e－===H2O、CO+O2－-2e－===CO2C．Y極每消耗16gO2,電路中有2mol電子通過(guò)D．同溫同壓下兩極消耗的氣體體積之比是1:1【答案】D【解析】A項(xiàng)，X電極上的變化為H2→H2O、CO→CO2，該過(guò)程為氧化反應(yīng)，X為負(fù)極，正確；B項(xiàng)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2+O2--2e-=H2O、CO+O2--2e-=CO2，正確；C項(xiàng)，n（O2）==0.5mol，Y極為正極，Y極電極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2-，每消耗16gO2電路中通過(guò)電子物質(zhì)的量為0.5mol4=2mol，正確；D項(xiàng)，根據(jù)正負(fù)極得失電子數(shù)相等，同溫同壓下正負(fù)極消耗的氣體體積之比為1:2，錯(cuò)誤；答案選D。點(diǎn)睛：燃料電池中，通入O2的一極為正極，通入燃料的一極為負(fù)極；燃料電池的電池反應(yīng)一般與燃燒反應(yīng)相同（注意：堿性條件下不生成CO2，生成CO32-）；書(shū)寫(xiě)燃料電池的電極反應(yīng)式一般要熟記正極的電極反應(yīng)式，酸性條件下正極電極反應(yīng)式為：4H++O2+4e-=2H2O，堿性條件下正極電極反應(yīng)式為：2H2O+O2+4e-=4OH-，熔融氧化物中正極電極反應(yīng)式為：O2+4e-=2O2-，熔融碳酸鹽中正極電極反應(yīng)式為：O2+4e-+2CO2=2CO32-，負(fù)極電極反應(yīng)式由電池總反應(yīng)減去正極電極反應(yīng)式消去O2得到。11．一種大型蓄電系統(tǒng)的工作原理如圖所示。左右兩側(cè)為電解質(zhì)儲(chǔ)罐，中央為電池，電解質(zhì)通過(guò)泵不斷在儲(chǔ)罐和電池間循環(huán)；電池中間為僅允許通過(guò)的離子選擇性膜；放電前，被膜隔開(kāi)的電解質(zhì)為和NaBr3，放電時(shí)左側(cè)電極電勢(shì)較高，放電后，分別變?yōu)楹蚇aBr。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．左側(cè)儲(chǔ)罐中的電解質(zhì)為NaBr3/NaBrB．電池放電時(shí)，1molNaBr3失去2mol電子C．電池充電時(shí)，陰極的反應(yīng)式為D．充電過(guò)程中，通過(guò)離子選擇性膜從左向右遷移【答案】B【解析】放電時(shí)左側(cè)電極電勢(shì)較高，左側(cè)為正極；放電時(shí)→，NaBr3→NaBr；由題中所給信息分析可知該電源工作的總反應(yīng)為。A．放電時(shí)左側(cè)電極電勢(shì)較高，左側(cè)為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，可知發(fā)生反應(yīng)為NaBr3→NaBr，則左側(cè)儲(chǔ)罐中的電解質(zhì)為，故A正確；B．電池放電時(shí)，正極1mol轉(zhuǎn)化為3molNaBr，得到2mol電子，故B錯(cuò)誤；C．電池充電時(shí)，陰極上轉(zhuǎn)化為，電極反應(yīng)式為，故C正確；D．放電時(shí)，左側(cè)為正極、右側(cè)為負(fù)極，充電時(shí)，左側(cè)為陽(yáng)極、右側(cè)為陰極，通過(guò)離子選擇性膜從左向右遷移，故D正確；選B。12．Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)在一定條件下可失去一個(gè)電子形成Ph3N+。一種鋁胺電池工作原理示意圖如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)電子由Al電極流出B．離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜C．充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為4Al2Cl+3e－=Al+7AlClD．理論上每生成1molPh3N，外電路通過(guò)1mol電子【答案】B【解析】A．Al是活潑的金屬，放電時(shí)作負(fù)極，因此放電時(shí)電子由Al電極流出，故A正確；B．放電時(shí)，負(fù)極上Al失電子和AlCl反應(yīng)生成Al2Cl，電極反應(yīng)式為Al-3e－+7AlCl=Al2Cl，因此離子交換膜為陰離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)是的逆反應(yīng)，則為4Al2Cl+3e－=Al+7AlCl，故C正確；D．充電時(shí)Ph3N失電子生成Ph3N+，則生成1個(gè)Ph3N轉(zhuǎn)移1個(gè)電子，所以理論上每生成1molPh3N，外電路通過(guò)1mol電子，故D正確；故選B。1．可充電電池(1)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)。(2)放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)互為逆反應(yīng)。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。(3)充、放電時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷分析電池工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的變化時(shí)，要結(jié)合電池總反應(yīng)進(jìn)行分析。①首先應(yīng)分清電池是放電還是充電。②再判斷出正、負(fù)極或陰、陽(yáng)極。放電：陽(yáng)離子→正極，陰離子→負(fù)極；充電：陽(yáng)離子→陰極，陰離子→陽(yáng)極；總之：陽(yáng)離子→發(fā)生還原反應(yīng)的電極；陰離子→發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。2．離子交換膜電池離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的，對(duì)溶液里的離子具有選擇透過(guò)能力的高分子膜。(1)膜的功能：使陰、陽(yáng)離子選擇性定向移動(dòng)，使電解質(zhì)溶液的電荷守恒。(2)類型：①陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)，阻止陰離子和氣體通過(guò)。②陰離子交換膜：只允許陰離子通過(guò)，阻止陽(yáng)離子和氣體通過(guò)。③質(zhì)子交換膜：只允許質(zhì)子(H＋)通過(guò)。(3)作用：隔離某些物質(zhì)，防止副反應(yīng)，常用于物質(zhì)的制備、分離和提純。3．判斷原電池正負(fù)極的六種方法電極材料、電極現(xiàn)象、電子移動(dòng)方向、離子移動(dòng)方向、得失電子、電解質(zhì)溶液。(1)負(fù)極：較活潑金屬、氧化反應(yīng)、電子流出、電流流入、陰離子移向的一極、不斷溶解。(2)正極：不活潑金屬或非金屬、還原反應(yīng)、電子流入、電流流出、陽(yáng)離子移向的一極、電極增重。4．書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的三個(gè)原則(1)共存原則因?yàn)槲镔|(zhì)得失電子后在不同介質(zhì)中的存在形式不同，所以電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)必須考慮介質(zhì)環(huán)境。當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時(shí)，不可能有OH－參加反應(yīng)；堿性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H＋參加反應(yīng)。(2)得氧失氧原則得氧時(shí)，在反應(yīng)物中加H2O(電解質(zhì)溶液為酸性時(shí))或OH－(電解質(zhì)溶液為堿性或中性時(shí))；失氧時(shí)，在反應(yīng)中加H2O(電解質(zhì)溶液為堿性或中性時(shí))或H＋(電解質(zhì)溶液為酸性時(shí))。(3)中性吸氧反應(yīng)成堿原則在中性電解質(zhì)溶液中，通過(guò)金屬吸氧所建立起來(lái)的原電池反應(yīng)，其反應(yīng)的產(chǎn)物是堿。5．氫氧燃料電池在四種常見(jiàn)介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)負(fù)極eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2－2e－=2H＋酸作介質(zhì),H2－2e－＋2OH－=2H2O堿作介質(zhì),H2－2e－＋O2－=H2O熔融金屬氧化物作介質(zhì),H2－2e－＋CO\o\al(2－,3)=H2O＋CO2熔融碳酸鹽,作介質(zhì)))正極eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2＋4e－＋4H＋=2H2O