原電池及化學(xué)電源

1、1 LiAl/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：2LiFeS2e=Li2SFe，有關(guān)該電池的下列說法中，正確的是()ALiAl在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為1價B該電池的電池反應(yīng)式為：2LiFeS=Li2SFeC負極的電極反應(yīng)式為：Al3e=Al3 D充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Li2SFe2e=2LiFeS 2.下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A手機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，鋅電極是負極3.上海世博會上，使用了一種高效耐用的新型可充電電池作為電

2、動車動力，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。該電池的總反應(yīng)式為：3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列說法不正確的是()A放電時負極反應(yīng)式為：Zn2e2OH=Zn(OH)2 B放電時正極反應(yīng)式為：FeO424H2O3e=Fe(OH)35OH C放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化D充電時陽極附近溶液的堿性減弱4.某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是()A正極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OH B工作一段時間后，電解液中的KOH的物質(zhì)的量不變C該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2O2=2H2OD用該電

3、池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24L Cl2(標準狀況)時，有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移5. 鉛蓄電池的工作原理為：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，研讀下圖，下列判斷不正確的是()AK閉合時，d電極反應(yīng)式：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42 B當電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時，中消耗的H2SO4為0.2 molCK閉合時，中SO42向c電極遷移DK閉合一段時間后，可單獨作為原電池，d電極為正極6堿性電池具有容量大，放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅­錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH下列說法錯

4、誤的是()A電池工作時，鋅失去電子B電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OHC電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D外電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5 g7一種新型熔融鹽燃料電池具有高發(fā)電效率。現(xiàn)用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，一極通CO氣體，另一極通O2和CO2混合氣體，其總反應(yīng)為：2COO2=2CO2。則下列說法中正確的是()ACO32向正極移動B負極發(fā)生的電極反應(yīng)是：O22CO24e=2CO32C負極發(fā)生的電極反應(yīng)是：COCO322e=2CO2D正極發(fā)生氧化反應(yīng)8某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H，其

5、基本結(jié)構(gòu)如圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H2O2=2H2O，下列有關(guān)說法正確的是()A電子通過外電路從b極流向a極Bb極上的電極反應(yīng)式為：O22H2O4e=4OHC每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2DH由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極9普通鋅錳干電池是用鋅皮制成的鋅筒作電極兼作容器，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錳和炭黑的混合物，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、氯化銨和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質(zhì)溶液；該電池工作時的總反應(yīng)為：Zn2NH42MnO2=Zn(NH3)22Mn2O3H2O。關(guān)于鋅錳干電池的下列說法中正確的是()A當該電池電壓逐

6、漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原B電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO22NH42e=Mn2O32NH3H2OC電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D外電路中每通過0.1 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g10鎂H2O2酸性燃料電池采用海水作電解質(zhì)(加入一定量的酸)，下列說法正確的是()A電池總反應(yīng)為：MgH2O2=Mg(OH)2B正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：H2O22H2e=2H2OC電池工作時，正極周圍海水的pH增大D電池工作時，溶液中的H向負極移動2.【錯因分析】如果不理解“二次電池”的含義，會錯選A項。 【正確解答】本題考查電池原理，涉及電池分類、電子流向、能量轉(zhuǎn)化形式、電極判斷等

7、。二次電池也就是充電電池，A選項正確；銅鋅原電池中，銅為正極，鋅為負極，鋅失電子，電子通過外電路導(dǎo)線流向銅電極(正極)，B選項錯誤；燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，對外放電，C選項正確；鋅錳干電池中鋅為負極，石墨為正極，D選項正確。答案：B7解析：據(jù)題意知通入CO的一極為電源的負極，CO失去電子轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，發(fā)生氧化反應(yīng)，CO32由正極產(chǎn)生向負極移動，C正確。答案：C易錯起源1、 原電池正負極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫 例1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=Zn2 B電池反應(yīng)為：ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從負極流向正極D鹽橋中的K移向ZnSO4溶液【

8、解析】本題考查原電池，意在考查考生對原電池工作原理的分析能力。該電池中Zn為負極，電極反應(yīng)為：Zn2e=Zn2，Cu為正極，電極反應(yīng)為：Cu22e=Cu，A項錯誤；電池總反應(yīng)為：ZnCu2=Zn2Cu，B項正確；原電池工作時，外電路中電子由負極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極，C項正確；負極上由于Zn放電，ZnSO4溶液中Zn2的濃度增大，故鹽橋中的Cl移向ZnSO4溶液，D項錯誤。 【答案】BC1正負極的判斷判斷依據(jù) 負極 正極 電極材料 活潑性較強的金屬 活潑性較差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘?電子流動方向 電子流出極 電子流入極 陰陽離子移動方向 陰離子移向的極 陽離子移向的極 發(fā)生的反應(yīng) 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)

9、 反應(yīng)現(xiàn)象 不斷溶解或質(zhì)量不斷減少 有氣體生成、電極的質(zhì)量不斷增加 2.書寫電極反應(yīng)式(1)直接書寫在判斷出原電池的正、負極后，再搞清正、負極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)或離子，結(jié)合得失電子數(shù)即可寫出電極反應(yīng)式。注意，若是正、負極得失電子后的粒子能與電解質(zhì)溶液繼續(xù)反應(yīng)，則應(yīng)加和寫出總的反應(yīng)方程式。 (2)按要求書寫 若給出兩電極方程式，只要依據(jù)得失電子守恒，將兩極反應(yīng)加和，即得總反應(yīng)方程式。 若給出某一電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式，則依據(jù)得失電子守恒，用總反應(yīng)方程式減去某一電極反應(yīng)式，即得另一電極反應(yīng)式。 若根據(jù)給出的總反應(yīng)方程式來分析兩電極反應(yīng)，只需根據(jù)氧化還原反應(yīng)的知識，結(jié)合負極發(fā)生氧化反應(yīng)(元素化合價升高

10、)，正極發(fā)生還原反應(yīng)(元素化合價降低)，即可作出分析。書寫原電池的電極反應(yīng)式的注意事項：,(1)明確電池的負極反應(yīng)物是電極本身還是其他物質(zhì)、反應(yīng)產(chǎn)物及化合價的變化；,(2)確定電池的正極反應(yīng)物是電解質(zhì)溶液中的離子，還是其他物質(zhì)(如溶有或通入的氧氣)；,(3)判斷是否存在特定的條件(如介質(zhì)中的粒子H、OH非放電物質(zhì)參加反應(yīng))，進而推斷電解質(zhì)溶液的酸堿性的變化；,(4)總的反應(yīng)式是否滿足質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒。易錯起源2、原電池原理在化工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科研中的應(yīng)用 例2 原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請回答以下問題：(1)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料

11、。肼空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無污染，電解質(zhì)溶液是20%30%的KOH溶液。肼空氣燃料電池放電時：正極的電極反應(yīng)式是_；負極的電極反應(yīng)式是_。(2)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HClNH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫出該電池的正極反應(yīng)式_。(3)請運用原電池原理設(shè)計實驗，驗證Cu2、Fe3氧化性的強弱。請畫出實驗裝置圖并寫出電極反應(yīng)式?！痉椒偨Y(jié)】原電池的設(shè)計關(guān)鍵是負極材料和電解質(zhì)溶液的成分，一般來說，在總反應(yīng)中失電子的物質(zhì)作負極或在負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液的某離子或物質(zhì)在正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。 1加快氧化還原反應(yīng)的速率：一個

12、自發(fā)進行的氧化還原反應(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。2比較金屬活動性強弱：兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬比作正極的金屬活潑。3用于金屬的防護：使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。例如，要保護一個鐵制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，使鋅作原電池的負極。4設(shè)計制作化學(xué)電源設(shè)計原電池時要緊扣原電池的構(gòu)成條件。具體方法是：(1)首先將已知的氧化還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)；(2)根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負極材料及電解質(zhì)溶液。 電極材料的選擇：在原電池中，選擇還

13、原性較強的物質(zhì)作為負極；氧化性較強的物質(zhì)作為正極。并且，原電池的電極必須導(dǎo)電。電池中的負極必須能夠與電解質(zhì)溶液或其中溶解的物質(zhì)反應(yīng)。電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽離子。如在銅鋅硫酸構(gòu)成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2的電解質(zhì)溶液中。應(yīng)用原電池原理可以設(shè)計任一自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的電池，但有的電流相當微弱。同時要注意電解質(zhì)溶液不一定參與反應(yīng)，如燃料電池，水中一

14、般要加入NaOH、H2SO4或Na2SO4等。 1將表面發(fā)黑（黑色物質(zhì)為Ag2S）的銀器按下圖方法處理，一段時間后銀器光亮如新。下列說法正確的是A鋁質(zhì)容器為正極，銀器為負極B反應(yīng)前后銀器質(zhì)量不變CAg2S被還原生成單質(zhì)銀D總反應(yīng)為2Al+3Ag2S 6Ag+ Al2S32銀制器皿表面日久因生成Ag2S而變黑，可進行如下處理：將表面發(fā)黑的銀器浸入盛有食鹽水的鋁質(zhì)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銀器為正極，Ag2S還原為單質(zhì)銀CAg2S溶解于食鹽水生成了AgClD鋁質(zhì)容器為陽極，其質(zhì)量變輕3四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池，相連時，外

15、電路電流從流向；相連時，為正極，相連時，有氣泡逸出；相連時，的質(zhì)量減少，據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是A B C D4一種新型燃料電池，是用兩根金屬鉑做電極插入KOH溶液中，然后向兩極上分別通入CH3OH和O2，下解說法不正確的是A通入CH3OH的電極為負極B隨著放電的進行，負極附近pH上升C每消耗1molCH3OH可以向外電路提供6mol eD通入O2的一極電極反應(yīng)為 4H2O+2O2-8e-=8OH- 5下列關(guān)于下圖裝置的說法正確的是A銀電極是負極B銅電極上發(fā)生的反應(yīng)為Cu-2e=Cu2C外電路中的電子是從銀電極流向銅電極。D該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能6如圖是一電池，下列有關(guān)說法

16、正確的是A該電池負極反應(yīng)為：2Fe2+-2e-2Fe3+B當有6.02×1023電子轉(zhuǎn)移時，F(xiàn)e電極減少56gC石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)D鹽橋中K+移向FeCl3溶液7如圖為番茄電池，下列有關(guān)說法中不正確的是A一段時間后，銅電極附近會出現(xiàn)藍色B一段時間后，鋅片質(zhì)量會變少C鋅電極是該電池的負極D電流由銅通過導(dǎo)線流向鋅8生物燃料電池（BFC）是以有機物為燃料，直接或間接利用酶作為催化劑的一類特殊的燃料電池，其能量轉(zhuǎn)化率高，是一種真正意義上的綠色電池，其工作原理如圖所示。已知C1極的電極反應(yīng)方程式為：C2H5OH+3H2O12e=2CO2+12H+。下列說法不正確的是（ ）AC1極為電池負極

17、，C2極為電池正極BC2極的電極反應(yīng)式為O2+4H+4e=2H2OC該生物燃料電池的總反應(yīng)方程式為C2H5OH+3O2=2CO2+3H2OD電池放電過程中電解質(zhì)溶液的pH不變9人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是A該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生C催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強D催化劑b表面的反應(yīng)是CO22H2e=HCOOH10用氣體傳感器可以檢測汽車尾氣中CO的含量。傳感器是以燃料電池為工作原理，其裝置如下圖所示，該電池中電解質(zhì)為氧化釔氧化鈉，其中O2-

18、 可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動。下列說法正確的是 A燃料電池工作時，電極b作負極B工作時，電流由負極通過傳感器流向正極Cb電極的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-D當消耗11.2L（標準狀況下）CO時，理論上傳感器中會通過NA個電子A11根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是（ ）A向燒杯a中加入少量K3Fe(CN)6溶液，有藍色沉淀生成 B燒杯a中發(fā)生反應(yīng)O2+4H+ +4e2H2O，溶液pH降低C電子從Zn極流出，流入Fe極，經(jīng)鹽橋回到Zn極D燒杯b中發(fā)生反應(yīng)為Zn2eZn2+ 12我國科學(xué)家發(fā)明的一種可控鋰水電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是A電池工作時，鋰離子向

19、正極移動B有機電解質(zhì)可用水溶液代替C電池總反應(yīng)為2Li + 2H2O=2LiOH + H2D該裝置不僅可提供電能，還可得到清潔的氫氣13下列事實解釋準確的是A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。脫氧過程中鐵作原電池正極，電極反應(yīng)為: Fe-2e- = Fe2+B酸性氫氧燃料電池的正極電極反應(yīng)為: 2H2O十O2+4e-=4OH-C用石墨電極電解CuC12溶液:陽極上發(fā)生的反應(yīng):2C1-2e一=C12D鉛蓄電池的正極反應(yīng)為:PbO2 +4H+ +2e一=Pb2+ +2H2O14理論上不能設(shè)計為原電池的化學(xué)反應(yīng)是（ ）ACH4(g)2O2(g)C

20、O2(g)2H2O(1)；H0BHNO3(1)NaOH(1)NaNO3(1)H2O(1)；H0C2H2(g)O2(g)2H2O(1)；H0D2FeCl3(1)Fe(s)3FeCl2(1)；H015有A、B、C、D四種金屬，當A、B組成原電池時，電子流動方向A B ；當A、D組成原電池時，A為正極；B與E構(gòu)成原電池時，電極反應(yīng)式為：E2+2e-=E，B-2e-=B2+則A、 B、D、E金屬性由強到弱的順序為（ ）A、DABE B、DEAB C、ABDE D、ABED 16某同學(xué)設(shè)計在KOH溶液中用鉑作電極，利用CH3OH和O2的反應(yīng)來構(gòu)成原電池。下列說法正確的是( )：正極上O2得到電子，發(fā)生還

21、原反應(yīng)每消耗1molCH3OH可以向外電路提供6mole-該電池的總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O電池放電后，溶液的pH不斷升高A B C D17下圖為MgNaClO燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是（ ）A鎂作Y電極B電池工作時Na+向負極移動C廢液的pH大于NaClO溶液的pHDX電極上發(fā)生的反應(yīng)為：ClO+2H2O4e= ClO3+4H18原電池正、負電極的極性不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列由不同材料組成的原電池，電極反應(yīng)正確的是A由Fe、Cu與稀硫酸組成的原電池，其負極反應(yīng)式為Fe3eFe3B由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，其負極反應(yīng)式為

22、:Mg2e2OHMg(OH)2CPb、Cu與氯化鐵溶液組成的原電池，其正極反應(yīng)式為Cu2eCu2DAl、Cu與濃硝酸組成的原電池，其負極反應(yīng)式為Cu2eCu219一種新型的燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，其總反應(yīng)為：2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O。有關(guān)此電池的推斷正確的是（ ）A負極反應(yīng)為：14H2O+7O2+28e=28OHB放電一段時間后，負極周圍的pH升高C理論上消耗1mol C2H6，電路上轉(zhuǎn)移的電子為14molD放電過程中，K+向負極移動20液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小，無需氣體存儲裝置等優(yōu)點。一種以肼（

23、N2H4）為燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH作為電解質(zhì)。下列關(guān)于該燃料電池的敘述不正確的是A電流從右側(cè)電極經(jīng)過負載后流向左側(cè)電極B負極發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2H4 + 4OH- - 4e - = N2+ 4H2OC該燃料電池的電極材料應(yīng)采用多孔導(dǎo)電材料，以提高電極反應(yīng)物質(zhì)在電極表面的吸附量，并使它們與電解質(zhì)溶液充分接觸D該燃料電池持續(xù)放電時，K+從負極向正極遷移，因而離子交換膜需選用陽離子交換膜21Al-AgO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：2Al3 AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O，則下列說法正確的是 ( )A當電極上

24、析出0.54 g Ag時，電路中轉(zhuǎn)移的電子為0.01 molB該隔膜是陽離子交換膜CAl電極的反應(yīng)式為：Al3e3OH=Al(OH)3D正極的電極反應(yīng)式為：AgO2e2H+=AgH2O22熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視。用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，一極通CO氣體，另一極通O2和CO2混合氣體，可制得在650下工作的燃料電池。已知該電池總反應(yīng)為：2CO+O22CO2。則下列說法中正確的是( )A通CO的一極是電池的正極 B該電池工作過程中需不斷補充CO和O2，CO2可循環(huán)利用C負極反應(yīng)式為：O2+2CO2+4e2CO32D正極反應(yīng)式為：2CO+2CO324CO2+4e23綠色電源“二甲醚-氧氣燃料電池”的工作原理如下圖所示下列說話正確的是：A氧氣應(yīng)從c處通入，電極Y上發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-B電池在放電過程中，電極X周圍溶液的pH增大C二甲醚應(yīng)從b處加入，電極X上發(fā)生的反應(yīng)為(CH3)2O12e-+3H2O=2CO2+12H+