步步高廣東專用大一輪復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與能量 原電池 化學(xué)電源

1、第2講原電池化學(xué)電源考綱要求1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理?？键c一原電池及其工作原理1概念把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2工作原理以鋅銅原電池為例電極名稱負(fù)極正極電極材料鋅片銅片電極反應(yīng)Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流向由Zn沿導(dǎo)線流向Cu鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液，K移向正極，Cl移向負(fù)極3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：

2、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。題組一原電池工作原理的考查1下列裝置中能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是()答案B解析A項，電極相同不能構(gòu)成原電池；C項，酒精不是電解質(zhì)溶液，不能構(gòu)成原電池；D項，鋅與電解質(zhì)溶液不反應(yīng)，無電流產(chǎn)生。2有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的熱，故可把該反應(yīng)設(shè)計成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B某原電池反應(yīng)為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液C原電池的兩極一定是由活動性不同的兩種金屬組成D理論上說，任何能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池答案D解析CaO

3、H2O=Ca(OH)2不是氧化還原反應(yīng)，KCl和AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀易阻止原電池反應(yīng)的發(fā)生；作電極的不一定是金屬，如石墨棒也可作電極。規(guī)避原電池工作原理的4個易失分點(1)只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能通過設(shè)計成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(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。(4)原電池的負(fù)極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)。題組二原電池正、負(fù)極的判斷3下列有關(guān)原電池的說法中正確的是(雙選)()A在外電路中，電子由負(fù)極流向正極B在原電池中，相對較活潑的金屬作負(fù)極，不活潑的

4、金屬作正極C原電池工作時，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生D原電池工作時，可能會伴隨著熱能變化答案AD4分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A中Mg作負(fù)極，中Fe作負(fù)極B中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH3H2C中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2D中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2答案B解析中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al是負(fù)極；中Fe在濃硝酸中易鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A錯，C錯。中電池總反應(yīng)為2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，負(fù)極電極反應(yīng)式為2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相減得到正

5、極電極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH3H2，B正確。中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，D錯。原電池正、負(fù)極判斷方法說明原電池的正極與負(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?？键c二原電池原理的應(yīng)用1用于金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。例如，要保護(hù)一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁等，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。2設(shè)計制作化學(xué)電源(1)首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。(2)根據(jù)原電池的反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液。3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

6、比作正極的金屬活潑。4加快氧化還原反應(yīng)的速率一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率增大。例如，在Zn與稀H2SO4反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。題組訓(xùn)練原電池原理的應(yīng)用1電工經(jīng)常說的一句口頭禪：“銅接鋁，瞎糊弄”，所以電工操作上規(guī)定不能把銅導(dǎo)線與鋁導(dǎo)線連接在一起使用，說明原因：_。答案銅、鋁接觸在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加快了鋁的腐蝕，易造成電路斷路2請運(yùn)用原電池原理設(shè)計實驗，驗證Cu2、Fe3氧化性的強(qiáng)弱。請寫出電極反應(yīng)式，負(fù)極_，正極_，并在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖，要求用燒杯和鹽橋，并標(biāo)出外電路電子流向。答案Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe23有A、

7、B、C、D、E五塊金屬片，進(jìn)行如下實驗：A、B用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極；C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D導(dǎo)線C；A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)；用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出。據(jù)此，判斷五種金屬的活動性順序是()AA>B>C>D>E BA>C>D>B>ECC>A>B>D>E DB>D>C>A>E答案B解析金屬與稀H2SO4溶液組成原電池，活潑金屬

8、為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H在正極電極表面得到電子生成H2，電子運(yùn)動方向由負(fù)極正極，電流方向則由正極負(fù)極。在題述原電池中，A­B原電池，A為負(fù)極；C­D原電池，C為負(fù)極；A­C原電池，A為負(fù)極；B­D原電池，D為負(fù)極；E先析出，E不活潑。綜上可知，金屬活動性：A>C>D>B>E。4把適合題意的圖像填在橫線上(用A、B、C、D表示)(1)將等質(zhì)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，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系是_。(2)將過量的兩份鋅粉a、b分別加入定

9、量的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系是_(3)將(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他條件不變，則圖像是_。答案(1)A(2)B(3)C解析加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu，形成原電池，加快反應(yīng)速率，(1)a中Zn減少，H2體積減?。?2)中由于H2SO4定量，產(chǎn)生H2的體積一樣多；(3)當(dāng)把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液時，由于CH3COOHCH3COOH，a中c(H)減少，反應(yīng)速率減小，但產(chǎn)生H2的體積不變，所以C項正確。改變Zn與H反應(yīng)速率的方法(1)加入Cu或CuSO4，形成原電池，加快反應(yīng)速率，加入C

10、u不影響Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量減少，是否影響產(chǎn)生H2的量，應(yīng)根據(jù)Zn、H的相對量多少判斷。(2)加入強(qiáng)堿弱酸鹽，由于弱酸根與H反應(yīng)，使c(H)減小，反應(yīng)速率減小，但不影響產(chǎn)生H2的量?？键c三化學(xué)電源1堿性鋅錳干電池一次電池總反應(yīng)式：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。正極反應(yīng)：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2e=Zn(OH)2。2鋅銀電池一次電池負(fù)極反應(yīng)：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正極反應(yīng)：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；總反應(yīng)式：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。3二次電池(可充電電池)鉛蓄電池是最常見的二次電池

11、，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2。(1)放電時的反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)：PbSO2e=PbSO4；正極反應(yīng)：PbO24HSO2e=PbSO42H2O；總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。(2)充電時的反應(yīng)陰極反應(yīng)：PbSO42e=PbSO；陽極反應(yīng)：PbSO42H2O2e=PbO24HSO；總反應(yīng)：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。4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(fù)極反應(yīng)式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正極反應(yīng)式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH電池總反應(yīng)式2H2O2=2H2O深度思考1可充電電池

12、充電時電極與外接電源的正、負(fù)極如何連接？答案2鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正負(fù)極極板是惰性材料，請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原)：(1)放電時電解液中H2SO4的濃度將變_；當(dāng)外電路通過1 mol電子時，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加_g。(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按右圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成_，B電極上生成_，此時鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將_。答案(1)小 48(2)PbPbO2對換解析(1)放電時為原電池，正極為PbO2，其電極反應(yīng)式為PbO24HSO2e=PbSO42H2O。從電池總反應(yīng)式可知，隨著電池放電，H2SO4不斷被消耗，因此，其濃度逐漸變??；由P

13、bSO2e=PbSO4可知，當(dāng)外電路通過1 mol e時，理論上負(fù)極板有0.5 mol Pb變?yōu)?.5 mol PbSO4，即質(zhì)量增加96 g·mol1×0.5 mol48 g。(2)當(dāng)完全放電耗盡PbO2和Pb時，兩極均變?yōu)镻bSO4，再按圖中通電電解時，A極板發(fā)生反應(yīng)：PbSO42e=PbSO，B極板發(fā)生反應(yīng)：PbSO42H2O2e=PbO24HSO。此時鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將對換。3(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時，工作一段時間后，電解質(zhì)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(zhì)溶液時，工作

14、一段時間后，電解質(zhì)溶液的濃度將_，溶液的pH_。(填“減小”、“增大”或“不變”)答案(1)減小減小(2)減小增大題組一化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫1Li­SOCl2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LiAlCl4­SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li2SOCl2=4LiClSSO2。請回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為_，發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_。答案(1)鋰Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2解析分析反應(yīng)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。(1)負(fù)極材料

15、為Li(還原劑)，Lie=Li；(2)正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。2鋁­空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為4Al3O26H2O=4Al(OH)3負(fù)極：_；正極：_。答案4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH化學(xué)電源中電極反應(yīng)式書寫的一般程序“加減法”書寫電極反應(yīng)式(1)先確定原電池的正負(fù)極，列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。(2)注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式；若正極

16、上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應(yīng)式中，且O2生成OH，若電解質(zhì)溶液為酸性，則H必須寫入正極反應(yīng)式中，O2生成水。(3)正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。題組二不同介質(zhì)對燃料電池電極反應(yīng)式書寫的影響3以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法：(1)酸性條件燃料電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O燃料電池正極反應(yīng)式：O24H4e=2H2O×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：

17、_。(2)堿性條件燃料電池總反應(yīng)式：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O燃料電池正極反應(yīng)式：O22H2O4e=4OH×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2)燃料電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O燃料電池正極反應(yīng)式：O24e=2O2×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_。(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電池總反應(yīng)式：CH42O2=CO22H2O正極電極反應(yīng)式：O22CO24e=2CO×2，得燃料電池負(fù)極反應(yīng)式：_。答案(1)CH48e2H2O=CO28H(2)CH410OH8e=CO7H2O(3)CH44O28e=CO

18、22H2O(4)CH44CO8e=5CO22H2O燃料電池電極反應(yīng)式的書寫根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)有所不同，其實，我們只要熟記以下四種情況：(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O24H4e=2H2O(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：O22H2O4e=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：O24e=2O2(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O22CO24e=2CO。第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式電池的總反應(yīng)和正、負(fù)極反應(yīng)之間有如下關(guān)系：電池的總反應(yīng)式電池正

19、極反應(yīng)式電池負(fù)極反應(yīng)式故根據(jù)第一、二步寫出的反應(yīng)，有：電池的總反應(yīng)式電池正極反應(yīng)式電池負(fù)極反應(yīng)式，注意在將兩個反應(yīng)式相減時，要約去正極的反應(yīng)物O2。考點四鹽橋原電池的專題突破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：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。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(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。負(fù)極：Zn2e=Zn2正極：Cu22e=Cu總反應(yīng)：ZnCu2=CuZn2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(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和

20、電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會升高。圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個池子中，Zn與Cu2不直接接觸，不存在Zn與Cu2直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。關(guān)鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。深度思考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(dá)到傳導(dǎo)電流的目的，而且瓊膠本身可以容納離子在其中運(yùn)動；若用金屬作鹽橋(已經(jīng)不能叫做鹽橋了)，電子流向一極后不能直接從另一極得到補(bǔ)充，必然趨勢就是向另一極釋放金屬陽

21、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，光有自由電子是不夠的，應(yīng)該有一個離子的通道即“鹽橋”。2在有鹽橋的銅鋅原電池中，電解質(zhì)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(yīng)的是硫酸鋅，能不能是氯化銅或者氯化鈉？答案可以的，如果該溶液中溶質(zhì)的陽離子對應(yīng)的金屬單質(zhì)比電極強(qiáng)的話沒有問題。反正這邊發(fā)生的反應(yīng)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。題組一有關(guān)原電池原理的考查1某原電池構(gòu)造如下

22、圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A在外電路中，電子由銀電極流向銅電極B取出鹽橋后，電流表的指針仍發(fā)生偏轉(zhuǎn)C外電路中每通過0.1 mol電子，銅的質(zhì)量理論上減小6.4 gD原電池的總反應(yīng)式為Cu2AgNO3=2AgCu(NO3)2答案D解析Cu作負(fù)極，Ag作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Cu2e=Cu2正極：2Ag2e=2Ag總反應(yīng)式：Cu2AgNO3=2AgCu(NO3)2，D正確。2如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)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

23、化)()A杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端高B端低B杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端低B端高C當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端低B端高D當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端高B端低答案C解析當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Fe2e=Fe2正極：Cu22e=Cu銅球增重，鐵球質(zhì)量減輕，杠桿A低B高。題組二可逆反應(yīng)與原電池的工作原理3控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe32I2Fe2I2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(雙選)()A反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)B反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3被還原C電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeC

24、l2固體，乙中的石墨電極為負(fù)極答案AD解析由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3得電子變成Fe2被還原，I失去電子變成I2被氧化，所以A錯誤、B正確；電流計讀數(shù)為零時Fe3得電子速率等于Fe2失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D項在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移動，I2被還原為I，乙中石墨為正極，D不正確。4已知在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsO2I2H=AsOI2H2O，在堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)為AsOI22OH=AsOH2O2I。設(shè)計如圖裝置(C1、C2均為石墨電極)，分別進(jìn)行下述操作：.向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸.向B燒杯中逐滴加入40% NaOH溶液結(jié)果發(fā)現(xiàn)電流表指針均發(fā)

25、生偏轉(zhuǎn)。試回答下列問題：(1)兩次操作中指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么相反？試用化學(xué)平衡移動原理解釋之。(3)操作過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為_；(4)操作過程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為_。(5)操作過程中，鹽橋中的K移向_燒杯溶液(填“A”或“B”)。答案(1)兩次操作中均能形成原電池，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。(2)()加酸，c(H)增大，AsO得電子，I失電子，所以C1極是負(fù)極，C2極是正極。()加堿，c(OH)增大，AsO失電子，I2得電子，此時，C1極是正極，C2極是負(fù)極。故發(fā)生不同方向的反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移方向不同，即電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同。(3)2I2e=I2(4)AsO

26、2OH2e=AsOH2O(5)A解析由于酸性條件下發(fā)生反應(yīng)AsO2I2H=AsOI2H2O，堿性條件下發(fā)生反應(yīng)AsOI22OH=AsOH2O2I都是氧化還原反應(yīng)。而且滿足構(gòu)成原電池的三大要素：不同環(huán)境中的兩電極(連接)；電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))；形成閉合回路。當(dāng)加酸時，c(H)增大，C1：2I2e=I2，這是負(fù)極；C2：AsO2H2e=AsOH2O，這是正極。當(dāng)加堿時，c(OH)增大，C1：I22e=2I，這是正極；C2：AsO2OH2e=AsOH2O，這是負(fù)極。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

27、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。廣東五年高考1(2008·廣東理基，20)電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)展是化學(xué)對人類的一項重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(xì)B氫氧燃燒電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸氫氧燃料電池工作時氫氣在負(fù)極被氧化D太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅答案C解析在鋅錳干電池中，Zn作電池的負(fù)極，石墨作電池的正極，石墨只起導(dǎo)電的作用，被腐蝕的是Zn，碳棒不會發(fā)生變化，A錯誤；氫氧燃料電池是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，而不是把熱能轉(zhuǎn)化為電能，反應(yīng)過程中H2在負(fù)極被氧化，O2在正極被還原，因

28、此B錯誤，C正確；太陽能電池的主要材料是高純度的單晶硅，它的能量轉(zhuǎn)化率高，并不是使用SiO2。2(2008·廣東，5)用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂­KNO3的U型管)構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()在外電路中，電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)：Age=Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同(提示：鹽橋中K、NO可自由移動)A B C D答案C解析銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、鹽橋構(gòu)成一個原電池，Cu作負(fù)極，Ag作正極，兩極的電極反應(yīng)分別

29、為負(fù)極：Cu2e=Cu2，正極：2Ag2e=2Ag，鹽橋起到了傳導(dǎo)離子、形成閉合回路的作用，電子的流向是由負(fù)極流向正極，電流的方向和電子的流向相反，因此C正確，故選C。3(2008·廣東，16)LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應(yīng)為FePO4LiLiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是()A可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性B放電時電池內(nèi)部Li向負(fù)極移動C充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少D放電時電池正極反應(yīng)：FePO4Lie=LiFePO4答案CD解析由于L

30、i能和稀H2SO4、H2O反應(yīng)，因此電解質(zhì)不能用硫酸；放電過程為原電池原理，在原電池中，陰離子向著負(fù)極移動，陽離子向著正極移動；充電過程是電解的過程，電解池的陽極失電子，即LiFePO4e=LiFePO4，因此陽極材料(LiFePO4)質(zhì)量會減少；將電解池陽極反應(yīng)倒過來就是原電池的正極反應(yīng)。綜合上述分析可知C、D正確。4(2009·廣東，14)可用于電動汽車的鋁­空氣燃料電池通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是()A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng)都為O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解液時，負(fù)極

31、反應(yīng)為Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作時，電子通過外電路從正極流向負(fù)極答案A解析電池工作時，正極上O2得到電子被還原，電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，A正確；電解液為NaOH溶液時，在負(fù)極上產(chǎn)生的是NaAlO2而不是Al(OH)3，B錯誤；電池的總反應(yīng)為4Al3O24NaOH=4NaAlO22H2O，消耗NaOH，pH減小，C錯誤；電池工作時，電子通過外電路由負(fù)極流向正極。5(2009·廣東理基，34)下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流

32、向鋅電極C甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極答案B解析鋰離子電池可以充電再次使用，屬于二次電池，A項正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流由銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項錯；電池的實質(zhì)即是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項正確；Zn失去電子生成Zn2，故作為負(fù)極，D項正確。6(2010·廣東理綜，23)銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是()A正極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2B電池反應(yīng)為：ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從負(fù)極流向正極D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液答案BC解析銅鋅原電池工作時，負(fù)極反應(yīng)：Zn2e=Zn2，正極反應(yīng)：Cu22e=Cu，電池總反應(yīng)：

33、ZnCu2=Zn2Cu，故A項錯誤，B項正確。原電池工作時，電子從負(fù)極由外電路流向正極，由于左池陽離子增多、右池陽離子減少，為平衡電荷，則鹽橋中的K移向CuSO4溶液，而Cl則移向ZnSO4溶液，故C項正確，D項錯誤。各省市五年高考1( 2011·海南，12改編)根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是()A燒杯a中的溶液pH升高B燒杯b中發(fā)生還原反應(yīng)C燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H2e=H2D燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2e=Cl2答案A解析由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過導(dǎo)線，由Zn電極流向Fe電極，則O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)：O22H2O4e=4OH，燒杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高。燒杯b

34、中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn2e=Zn2。2(2011·福建理綜，11)研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是()A水既是氧化劑又是溶劑B放電時正極上有氫氣生成C放電時OH向正極移動D總反應(yīng)為2Li2H2O=2LiOHH2答案C解析根據(jù)題給信息知鋰水電池的總反應(yīng)為2Li2H2O=2LiOHH2，D正確；在反應(yīng)中氫元素的化合價降低，因此H2O作氧化劑，同時又起到溶劑的作用，A正確；放電時正極反應(yīng)為2H2O2e=2OHH2，B正確；正極周圍聚集大量OH，因此溶液中的陽離

35、子Li向正極移動，負(fù)極周圍聚集大量Li，因此溶液中的陰離子OH向負(fù)極移動，C錯誤。3(2011·新課標(biāo)全國卷，11)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe2OH2e=Fe(OH)2C電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O答案C解析由鐵鎳蓄電池放電時的產(chǎn)物全部是堿可知，電解液為堿性溶液，放電時負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故Fe為負(fù)極，Ni

36、2O3為正極，A正確；放電時，F(xiàn)e失電子被氧化，負(fù)極反應(yīng)式為Fe2OH2e=Fe(OH)2，B正確；充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe(OH)22e=Fe2OH，pH增大，C錯誤；充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正確。4(2012·福建理綜，9)將下圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是()ACu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B電子沿 ZnabCu 路徑流動C片刻后甲池中c(SO)增大D片刻后可觀察到濾紙b點變紅色答案A解析將裝置中K閉合，該裝置構(gòu)成原電池，其中Zn電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；電子沿Zna

37、，在a上溶液中的H得到電子，在b上溶液中的OH失去電子，電子不能直接由ab，故B錯誤；該裝置工作過程中，甲、乙兩燒杯中的SO的濃度都不改變，只是鹽橋中的Cl和K分別向甲、乙兩燒杯中移動，故C錯誤；在b處溶液中的OH失去電子，c(OH)減小，c(H)增大，b處濾紙不可能變紅色，故D錯誤。52012·海南，13(4)肼空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負(fù)極的反應(yīng)式為 _。 答案N2H44OH4e=4H2ON2解析該燃料電池中N2H4在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為N2H44OH4e=4H2ON2。62012·新課標(biāo)全國卷，26(4)節(jié)選與MnO2­Zn電池類

38、似，K2FeO4­Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)為_，該電池總反應(yīng)的離子方程式為_。答案FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH2FeO3Zn8H2O=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH解析正極發(fā)生還原反應(yīng)，K2FeO4被還原為Fe3，由于是堿性環(huán)境，故生成Fe(OH)3，電極反應(yīng)式為FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于是堿性環(huán)境，Zn被氧化生成Zn(OH)2，電極反應(yīng)式為Zn2e2OH=Zn(OH)2，兩電極反應(yīng)式相加得2FeO3Zn8H2O=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH。72011·新課標(biāo)全

39、國卷，27(5)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為_、正極的反應(yīng)式為_。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為_(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比，甲醇的燃燒熱H726.5 kJ·mol1)。答案CH3OHH2O6e=CO26H3/2O26e6H=3H2O96.6%解析負(fù)極上甲醇失電子，在酸性條件下與水結(jié)合生成氫離子：CH3OHH2O6e=CO26H。正極電極反應(yīng)式為O24e4H=2H2O。該電池的理論效率為×100%96.6%。820

40、11·山東理綜，29(2)如圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。該電池的工作溫度為320 左右，電池反應(yīng)為2NaxS=Na2Sx，正極的電極反應(yīng)式為_。M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個作用是_。與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的_倍。答案xS2e=S(或2NaxS2e=Na2Sx)離子導(dǎo)電(導(dǎo)電或電解質(zhì))和隔離鈉與硫4.5解析正極上硫得電子被還原：xS2e=S；M的兩個作用：作固體電解質(zhì)和隔膜(隔離鈉與硫)；鈉硫電池和鉛蓄電池的負(fù)極分別為Na和Pb，則消耗等質(zhì)量的Na和Pb時，鈉硫電池的放電量(轉(zhuǎn)移電子數(shù))是鉛蓄電池的4.5倍。92012

41、·江蘇，20(3)鋁電池性能優(yōu)越，Al­AgO電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。答案2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O解析由鋁電池原理圖可知，Al作負(fù)極，AgO/Ag作正極，電池反應(yīng)式為2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O。一、單項選擇題1關(guān)于原電池的敘述正確的是()A原電池工作時，電極上不一定都發(fā)生氧化還原反應(yīng)B某可逆電流充、放電時的反應(yīng)式為Li1xNiO2xLiLiNiO2，放電時此電池的負(fù)極材料是Li1xNiO2C鉛、銀和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時，鉛板上有5.175 g鉛溶解，正極上就有1 120 mL

42、(標(biāo))準(zhǔn)狀況)氣體析出D在理論上可將反應(yīng)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H<0設(shè)計成原電池答案D解析A中原電池工作時電極上一定都發(fā)生氧化還原反應(yīng)；B中電池放電時，負(fù)極材料是Li；C中通過計算知正極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下應(yīng)為560 mL。2將兩金屬A、B分別用導(dǎo)線相連接，并同時插入電解質(zhì)溶液中，發(fā)現(xiàn)A極的質(zhì)量增加，則下列說法正確的是()A金屬活動性：A>BBA極是正極，電解質(zhì)溶液可以是鹽酸CB極是負(fù)極D要判斷A極與B極是正極還是負(fù)極，還需考慮電解質(zhì)溶液答案C解析A極質(zhì)量增加，故A極是正極，B極是負(fù)極；若電解質(zhì)溶液是鹽酸，則A極的表面有氫氣產(chǎn)生，沒有金屬析出。3一

43、種新型燃料電池，以鎳板為電極插入KOH溶液中，分別向兩極通入乙烷(C2H6)和氧氣，其中某一電極反應(yīng)式為C2H618OH14e=2CO12H2O。有關(guān)此電池的推斷不正確的是()A通入氧氣的電極為正極B參加反應(yīng)的O2與C2H6的物質(zhì)的量之比為72C放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量濃度將下降D放電一段時間后，正極區(qū)附近溶液的pH減小答案D解析A項，通入乙烷的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，正確；B項，1 mol乙烷參與反應(yīng)時轉(zhuǎn)移14 mol電子，則參與反應(yīng)的氧氣的量為 mol，故正確；C項，根據(jù)電極反應(yīng)式或總反應(yīng)方程式可知，氫氧化鉀被消耗，故正確；D項，放電時正極產(chǎn)生OH，則pH增大，D錯。4由

44、NO2、O2、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池如圖所示，在使用過程中石墨電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，下列有關(guān)說法正確的是()A石墨極為正極，石墨極為負(fù)極BY的化學(xué)式可能為NOC石墨極的電極反應(yīng)式為NO2NOe=N2O5D石墨極上發(fā)生氧化反應(yīng)答案C解析A項，氧氣在反應(yīng)中被還原，所以石墨是正極，石墨是負(fù)極，故不正確；B項，Y是NO2被氧化后的產(chǎn)物，則為N2O5，故不正確；D項，石墨極上發(fā)生的是還原反應(yīng)。5如圖所示為某原電池的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法不正確的是(鹽橋中裝滿用飽和KCl溶液和瓊膠做成的凍膠)()A該原電池的總反應(yīng)式為2Fe3Cu=2Fe2Cu2B該電池工作時，Cu2在電極上得到電子，發(fā)生還原反

45、應(yīng)C若用此電池電解飽和氯化鈉溶液制取Cl2，當(dāng)銅電極的質(zhì)量減少6.4 g時，產(chǎn)生氯氣的體積為2.24 L(折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)D電池工作過程中，電子由銅電極經(jīng)過電流表流向石墨電極答案B解析由原電池的結(jié)構(gòu)示意圖可知總反應(yīng)式為2Fe3Cu=2Fe2Cu2。其電極反應(yīng)式分別為負(fù)極(銅電極)：Cu2e=Cu2(氧化反應(yīng))正極(石墨電極)：2Fe32e=2Fe2(還原反應(yīng))電池工作過程中，電子由負(fù)極(銅電極)經(jīng)過電流表流向正極(石墨電極)。根據(jù)電子守恒知消耗的銅、生成的氯氣與轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之間的關(guān)系為Cu2eCl2，當(dāng)銅電極的質(zhì)量減少6.4 g時，產(chǎn)生氯氣的體積為2.24 L(折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。6綜合如圖判斷

46、，下列說法正確的是()A裝置和裝置中負(fù)極反應(yīng)均是Fe2e=Fe2B裝置和裝置中正極反應(yīng)均是O22H2O4e=4OHC裝置和裝置中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動D放電過程中，裝置左側(cè)燒杯和裝置右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大答案D解析裝置中，由于Zn比Fe活潑，所以Zn作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2；Fe作正極，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH。由于正極有OH生成，因此溶液的pH增大。裝置中，F(xiàn)e作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2；Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2。正極由于不斷消耗H，所以溶液的pH逐漸增大。據(jù)此可知A、B皆錯，D正確。在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，

47、所以C錯誤。7實驗發(fā)現(xiàn)，298 K時，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3立即被還原成Fe2。某夏令營興趣小組根據(jù)該實驗事實設(shè)計了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是()A該原電池的正極反應(yīng)是Zn2e=Zn2B左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去C該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D該電池總反應(yīng)為3Zn2Fe3=2Fe3Zn2答案B解析該電池的總反應(yīng)為Zn2Fe3=2Fe2Zn2，所以左燒杯Pt為正極，電極反應(yīng)為Fe3e=Fe2，右燒杯Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn2e=Zn2。由于左燒杯中的Fe3被還原為Fe2，所以左燒杯中溶液的血紅色逐漸褪去。二、雙項選擇題8甲醇燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一

48、，這種燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。電池的總反應(yīng)式為2CH3OH3O24OH=2CO6H2O。則下列說法正確的是()A電池放電時通入空氣的電極為正極B電池放電時負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH6eH2O=CO26HC由于CO水解顯堿性，電池放電時，電解質(zhì)溶液的pH逐漸增大D電池放電時每消耗1 mol CH3OH轉(zhuǎn)移6 mol電子答案AD解析該燃料電池為原電池，從化合價判斷，氧氣在正極參與反應(yīng)，A對；甲醇在電池的負(fù)極參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH3OH6e8OH=CO6H2O，B錯；從電池的總反應(yīng)式可知，反應(yīng)過程中OH濃度降低，溶液的pH減小，C錯；從電極反應(yīng)來看，每消耗1 mol CH3OH轉(zhuǎn)移6 mol電子，D正確。9可用于電動汽車的鋁­空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，通入空氣的一極為正極。下列說法正確的是()A以Na