基礎(chǔ)課時(shí)3原電池化學(xué)電源

1、溫州翔宇中學(xué)高三年級化學(xué)學(xué)科導(dǎo)學(xué)案 主備人：姜維龍 審核人：劉愛國 2015.10.15基礎(chǔ)課時(shí)3原電池 電解池最新考綱1了解原電池和電解池的工作原理。2.能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。3.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。教學(xué)目標(biāo)：1.理解原電池和電解池的工作原理2. 掌握常見化學(xué)電源的各種類電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式的書寫，3.與電池有關(guān)的計(jì)算。一：原電池1原電池的概念：將 的裝置。2原電池的構(gòu)成條件：(1)能 地發(fā)生 反應(yīng)。(2)兩個(gè)電極(材料可以是金屬或?qū)щ姷姆墙饘?。負(fù)極：還原劑 電子，被 ，得到 產(chǎn)物。正極：氧化劑 電子，被 ，得到 產(chǎn)物。(3)電極均插入電解質(zhì)溶液中，構(gòu)成

2、(用導(dǎo)線連接和鹽橋)。 例題1利用反應(yīng)2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置。(1)在裝置圖中，標(biāo)明電極名稱及電子流向、溶液中離子流向。 (2)寫出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)。負(fù)極：_，正極：_。（3）原電池反應(yīng)為什么比普通化學(xué)反應(yīng)速率更快？ 變式1下圖、分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO2I2H=AsOI2H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。a組向圖B燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；b組向圖B燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。(1)a組,C1 極，電極反應(yīng) ,C2 極，電極反應(yīng) (2)b組,C1 極，電極反應(yīng) ,C2 極，電極反應(yīng) 當(dāng)堂練習(xí) 1.如圖所示，組成一

3、個(gè)原電池，當(dāng)電解質(zhì)溶液氯化鈉時(shí)：Fe電極是_(填“正”或“負(fù)”)極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)；Cu電極是_ 極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是_反應(yīng)2 堿性（KOH）鋅錳干電池的工作原理Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2負(fù)極 正極 3二次電池(以鉛蓄電池為例)(1)放電時(shí)的總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。負(fù)極反應(yīng)： 正極反應(yīng)： 當(dāng)有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，消耗H2SO4的物質(zhì)的量 。(2)充電時(shí)陰極反應(yīng)： ；故負(fù)極Pb極接外電源的 極陽極反應(yīng)： ；故正極PbO2極接外電源的 極4燃料電池甲醇燃料電池，以酸性和堿性兩種為例。酸性堿性負(fù)極反應(yīng)

4、式正極反應(yīng)式總反應(yīng)式例題2(2014·金華十校聯(lián)考)工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.06.0之間，通過電解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用。某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計(jì)的裝置如圖所示。（1）標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移和溶液中離子移動(dòng)的方向負(fù)極反應(yīng)式 ，正極反應(yīng)式 (2)陰極反應(yīng)式 ，陽極反應(yīng)式 二：電解池的構(gòu)成條件和工作原理：(1)需要 。(2)兩個(gè)電極(材料可以是金屬或?qū)щ姷姆墙饘?。(3)電極均插入電解質(zhì)溶液中，構(gòu)成 (用導(dǎo)線連接)。工作原理 池負(fù)極上還原劑 電子經(jīng)過導(dǎo)線流到電解池的 極上，電解池中的 劑得到電子被 ；

5、（Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ ） 池陽極上的還原劑 電子經(jīng)過導(dǎo)線流到原電池的 極上， 池中的 劑 電子，被 （M S2- I- Br- Cl- OH- ）結(jié)論： 變式練習(xí)2(2014·廣東理綜，11)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極為Al，其他電極均為Cu，鹽橋中含有飽和KCl溶液。（1） 標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移、溶液中離子移動(dòng)的方向、電極名稱。（2） 寫出陽極反應(yīng)式 陰極反應(yīng)式 （3） 若電解池中均為惰性電極寫出陽極反應(yīng)式 陰極反應(yīng)式 總反應(yīng)方程式 。（4） 若電解池中均為惰性電極，電解液2L是含NaCl、Cu（NO3）2各0.01mol電解可分為 階段，為了防止生成的Cu與硝酸

6、溶液接觸，應(yīng)在電解池中間放置 第一階段陽極反應(yīng)式 ，陰極反應(yīng)式 第二階段陽極反應(yīng)式 ，陰極反應(yīng)式 第三階段陽極反應(yīng)式 ，陰極反應(yīng)式 (5)當(dāng)Cu2+剛好電解完，假設(shè)電解后溶液體積不變，求硝酸溶液的PH值 （6）當(dāng)陰陽兩極氣體體積相等時(shí)，求電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù) 。當(dāng)堂練習(xí)1在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法不正確的是AX是電源的負(fù)極B陰極的反應(yīng)式是：H2O2eH2O2、CO22eCOO2C總反應(yīng)可表示為：H2OCO2H2+COO2D陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是112鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動(dòng)

7、力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH=6 Ni(OH)2 + NO2 下列說法正確的是A NiMH 電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為：NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OHB 充電過程中OH-離子從陽極向陰極遷移C 充電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O + M + e= MH + OH-,H2O中的H被M還原DNiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液2(2014·海寧期初測試)利用甲烷燃料電池電

8、解50 mL 2 mol·L1氯化銅溶液的裝置如圖所示，下列說法中正確的是()。A裝置甲的負(fù)極電極反應(yīng)式為CH42H2O8e=CO28HB裝置甲內(nèi)部酸性電解質(zhì)中H向負(fù)極移動(dòng)C電極a石墨棒上逐漸覆蓋一層紅色的銅D電極b上發(fā)生氧化反應(yīng)2015江蘇理綜10.一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（ ）A.反應(yīng)CH4H2O3H2CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為：H22OH2e=2H2OC.電池工作時(shí)，CO32向電極B移動(dòng) D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O22CO24e=2CO322按要求書寫有關(guān)的電極反應(yīng)式及總方程式。(1

9、)用惰性電極電解AgNO3溶液：陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式_。(2)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式_。(3)用鐵作電極電解NaCl溶液陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總化學(xué)方程式_。(4)用銅作電極電解鹽酸陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式_。(5)用Al 作電極電解NaOH溶液陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式_。(6)用惰性電極電解熔融MgCl2陽極反應(yīng)式_；陰極反應(yīng)式_；總反應(yīng)離子方程式_。答案(1)4OH4e=O22H2O4Ag4e=4Ag4Ag2H2O4AgO24H(2)2Cl2e=Cl22H2e=H2Mg2

10、2Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(3)Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2H2OFe(OH)2H2(4)Cu2e=Cu22H2e=H2Cu2HCu2H2(5)2Al6e8OH=2AlO4H2O6H2O6e=3H26OH或6H6e=3H22Al2H2O2OH2AlO3H2(6)2Cl2e=Cl2Mg22e=MgMg22ClMgCl2要點(diǎn)提取(1)原電池將一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，一般將兩個(gè)電極反應(yīng)中得失電子的數(shù)目寫為相同，相加便得到電池總反應(yīng)方程式。(2)不參與電極反應(yīng)的離子從微觀上講發(fā)生移動(dòng)，但從宏觀上講其在溶液中的濃度基本不變(3)原電池

11、反應(yīng)速率一定比直接發(fā)生的氧化還原反應(yīng)快。11將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是A液滴中的Cl-由a區(qū)向b區(qū)遷移B液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O22H2O4e-4OHC液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹D若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2e- = Cu2以鋅銅原電池為例4原電池原理的三

12、大應(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)電源首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。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。如：根據(jù)反應(yīng)2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2設(shè)計(jì)的原電池為：要點(diǎn)提取3(1)利用反應(yīng)2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極的電極反應(yīng)式為_ _。答案4H

13、O24e=2H2O(2)2013·四川，11(4)以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。解析由于NaOH溶液的存在，Al被氧化生成NaAlO2而不是生成Al(OH)3，故電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2。答案Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2(3)鋁電池性能優(yōu)越，Al­AgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。解析Al­AgO電池中還原劑是鋁，氧化劑是

14、AgO，所以發(fā)生的電池反應(yīng)是2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O。答案2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O(4)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，其電解質(zhì)溶液為 KOH 溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應(yīng)方程式：_。解析放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ag2O2 2Zn 4KOH 2H2O=2K2 Zn(OH)4 2Ag。答案Ag2O2 2Zn 4KOH 2H2O=2K2 Zn(OH)4 2Ag原電池中電極反應(yīng)式的書寫(1)如果題目給定的是圖示裝置，先分析正、負(fù)極，再

15、根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)規(guī)律寫電極反應(yīng)式。(2)如果題目給定的是總反應(yīng)式，可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)(即分析有關(guān)元素化合價(jià)的變化情況)，再選擇一個(gè)簡單變化情況寫電極反應(yīng)式，另一極的電極反應(yīng)式可直接寫或?qū)⒏鞣磻?yīng)式看作數(shù)學(xué)中的代數(shù)式，用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即得結(jié)果。(3)需要特別指出，對于可逆電池的反應(yīng)，需要看清楚“充電”、“放電”的方向，放電的過程應(yīng)用原電池原理，充電的過程應(yīng)用電解原理。(4)原電池電極反應(yīng)式的書寫一定要考慮介質(zhì)的影響。答案陰離子移向負(fù)極、陽離子移向正極，這是因?yàn)樨?fù)極失電子，生成大量陽離子聚集在負(fù)極附近，致使該極附近有大量正電荷，所以溶液中的陰離子要移向負(fù)極；正極得電子

16、，該極附近的陽離子因得電子而使該極附近正電荷減少，所以溶液中陽離子要移向正極。2判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極()(2)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)()(3)在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)()(4)帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時(shí)間長()(5)多孔碳可用作氫氧燃料電池的電極材料()答案(1)(2)×(3)×(4) (5)示向題組1(2014·福建理綜，11)某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2AgCl2=2AgCl。下列說法正確的

17、是 ()。A正極反應(yīng)為AgCle=AgClB放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子 解析A項(xiàng)，Pt為正極發(fā)生還原反應(yīng)：Cl22e=2Cl，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)，左側(cè)的電極反應(yīng)式AgCle=AgCl，有大量白色沉淀生成，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由于H、Na均不參與電極反應(yīng)，則用NaCl代替鹽酸，電池總反應(yīng)不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，左側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Ag與Cl結(jié)合為AgCl沉淀，右側(cè)產(chǎn)生0.01 mol Cl，為保持溶液的電中性，左側(cè)約有0.01

18、 mol H通過陽離子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè)，故左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子，正確。答案D2(2013·江蘇，9)Mg­H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如圖。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是()。AMg電極是該電池的正極BH2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C石墨電極附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正極移動(dòng)解析Mg­H2O2­海水電池，活潑金屬(Mg)作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Mg2e=Mg2，H2O2在正極(石墨電極)發(fā)生還原反應(yīng)：H2O22e=2OH(由于電解質(zhì)溶液為中性溶液，則生成OH)，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；原電

19、池電解質(zhì)溶液中Cl向負(fù)極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C【考向揭示】由以上題組訓(xùn)練，可得出本考點(diǎn)的基本命題方向如下：1原電池的構(gòu)成條件2原電池原理及應(yīng)用3以新型化學(xué)電池為載體，考查原電池正負(fù)極的判斷，電極反應(yīng)式的書寫，電解質(zhì)溶液的變化等跟進(jìn)題組1下列有關(guān)原電池的判斷中正確的是()。A工作中原電池的負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)B原電池的正、負(fù)極材料不一定都參與反應(yīng)C原電池的正極在放電后質(zhì)量一定增加D原電池的正極是電子流出的一極解析原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；原電池的正、負(fù)極材料不一定都參與反應(yīng)，B正確；原電池的正極在放電后質(zhì)量不一定增加，C錯(cuò)誤；原電池的負(fù)極是電子流出的一極，D錯(cuò)誤。答案B2(2015·

20、;浙東十校聯(lián)考)用a、b、c、d四種金屬按表中所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列敘述中正確的是()。實(shí)驗(yàn)裝置甲乙丙現(xiàn)象a不斷溶解c的質(zhì)量增加a上有氣泡產(chǎn)生A.裝置甲中的 b 金屬是原電池的負(fù)極B裝置乙中的 c 金屬是原電池的陰極C裝置丙中的 d 金屬是原電池的正極D四種金屬的活潑性順序：dabc 答案D3利用反應(yīng)2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置。(1)畫出簡易裝置圖，標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液。(2)簡易裝置的效率不高，電流在短時(shí)間內(nèi)就會衰減。為解決以上問題，常將原電池設(shè)計(jì)成帶鹽橋的裝置，畫出該原電池裝置，標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液。(3)寫出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)。負(fù)極：_，正極

21、：_。解析首先將已知的反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng)：Cu2e=Cu2、2Fe32e=2Fe2，然后結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知，該原電池的負(fù)極材料為Cu，正極材料選用比銅活動(dòng)性差的能導(dǎo)電的材料即可。(3)Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2【方法技巧】原電池正、負(fù)極判斷方法說明原電池的正極和負(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?？键c(diǎn)二化學(xué)電源1一次電池(堿性鋅錳干電池)。堿性鋅錳干電池的工作原理如圖：2二次電池(以鉛蓄電池為例)(1)放電時(shí)的反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)：PbSO2e=PbSO4；正極反應(yīng)：PbO24HSO2e=PbSO42H2O；總反應(yīng)：PbPbO2

22、2H2SO4=2PbSO42H2O。(2)充電時(shí)的反應(yīng)陰極反應(yīng)：PbSO42e=PbSO；陽極反應(yīng)：PbSO42H2O2e=PbO24HSO；總反應(yīng)：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。3燃料電池氫氧燃料電池是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2H24e=4H2H24OH4e= 4H2O正極反應(yīng)式O24H4e= 2H2OO22H2O4e= 4OH電池總反應(yīng)式2H2O2=2H2O要點(diǎn)提取原電池中電極反應(yīng)式的書寫(1)如果題目給定的是圖示裝置，先分析正、負(fù)極，再根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)規(guī)律寫電極反應(yīng)式。(2)如果題目給定的是總反應(yīng)式，可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反

23、應(yīng)(即分析有關(guān)元素化合價(jià)的變化情況)，再選擇一個(gè)簡單變化情況寫電極反應(yīng)式，另一極的電極反應(yīng)式可直接寫或?qū)⒏鞣磻?yīng)式看作數(shù)學(xué)中的代數(shù)式，用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即得結(jié)果。(3)需要特別指出，對于可逆電池的反應(yīng)，需要看清楚“充電”、“放電”的方向，放電的過程應(yīng)用原電池原理，充電的過程應(yīng)用電解原理。(4)原電池電極反應(yīng)式的書寫一定要考慮介質(zhì)的影響?！净?dòng)思考】1可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正、負(fù)極如何連接？答案2(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將_，溶液的pH將_。(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

24、時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將_，溶液的pH將_。(填“減小”、“增大”或“不變”)答案(1)減小減小(2)減小增大示向題組1(2010·浙江理綜，9)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(fù)極材料，該材料中Li的化合價(jià)為1價(jià)B該電池的電池反應(yīng)式為：2LiFeS=Li2SFeC負(fù)極的電極反應(yīng)式為；Al3e=Al3D充電時(shí)，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Li2SFe2e=2LiFeS解析本題考查原電池知識，意在考查考生分析新型原電池工作原理的能力。從組成材料

25、看，負(fù)極應(yīng)該是單質(zhì)鋰，電極反應(yīng)為：Lie=Li，A、C項(xiàng)不正確；充電時(shí)，陰極即為原電池的負(fù)極，其電極反應(yīng)為：Lie=Li，D項(xiàng)不正確。答案B2(2014·新課標(biāo)全國卷，12)2013年3月我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是()。Aa為電池的正極B電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D放電時(shí)，溶液中Li從b向a遷移解析由圖可知，b極(Li電極)為負(fù)極，a極為正極，放電時(shí)，Li 從負(fù)極(b)向正極(a)遷移，A項(xiàng)、D項(xiàng)正確；該電池放電時(shí)，負(fù)極：xLixe=xLi，正極：Li1xMn2O4xLixe=LiMn2

26、O4，a極Mn元素的化合價(jià)發(fā)生變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由放電反應(yīng)可得充電時(shí)的反應(yīng)，B項(xiàng)正確。答案C【考向揭示】由以上題組訓(xùn)練，可得出本考點(diǎn)的基本命題方向如下：1常見新型電池如燃料電池、可充電電池的判斷2原電池電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式的書寫跟進(jìn)題組1(2014·北京理綜，8)下列電池工作時(shí)，O2在正極放電的是()。A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池解析氫燃料電池中，負(fù)極上 H2 放電，正極上 O2 放電，A、C、D 中均不存在 O2 放電，故選B。答案B2(2013·全國新課標(biāo)，11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離

27、子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是()。A電池反應(yīng)中有NaCl生成B電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子C正極反應(yīng)為NiCl22e=Ni2ClD鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)解析結(jié)合蓄電池裝置圖，利用原電池原理分析相關(guān)問題。A項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Nae=Na，正極反應(yīng)為NiCl22e=Ni2Cl，故電池反應(yīng)中有NaCl生成；B項(xiàng)，電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價(jià)鎳離子；C項(xiàng)，正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為NiCl22e=Ni2Cl；D項(xiàng)，鈉在負(fù)極失電子，被氧化生成Na，Na通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)。答案B3(1)利用反應(yīng)2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備

28、CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極的電極反應(yīng)式為_ _。答案4H O24e=2H2O(2)2013·四川，11(4)以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。解析由于NaOH溶液的存在，Al被氧化生成NaAlO2而不是生成Al(OH)3，故電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2。答案Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2(3)鋁電池性能優(yōu)越，Al­AgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。該電池

29、反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。解析Al­AgO電池中還原劑是鋁，氧化劑是AgO，所以發(fā)生的電池反應(yīng)是2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O。答案2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O(4)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，其電解質(zhì)溶液為 KOH 溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應(yīng)方程式：_。解析放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ag2O2 2Zn 4KOH 2H2O=2K2 Zn(OH)4 2Ag。答案Ag2O2 2Zn 4KOH 2H2O=2K2 Zn(OH)4 2Ag

30、【思維建模】電極反應(yīng)式書寫的三個(gè)步驟 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)讓其結(jié)合OH生成水。電極反應(yīng)式要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等，并加以配平。(時(shí)間：45分鐘)1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(shí)，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(fù)極答案B2下列反應(yīng)沒有涉及原電池的是 ()。A生鐵投入稀鹽酸中B銅片與銀片用導(dǎo)線連接后，同時(shí)插入FeCl3溶液中C純鋅投入硫酸銅溶液中D含銅的鋁片投入濃硫酸中答案D3. (2015·湖州菱湖中學(xué)高三月

31、考)選用下列試劑和電極：稀 H2 SO4、Fe2(SO4)3溶液、鐵棒、銅棒、鉑棒，組成如圖所示的原電池裝置(只有兩個(gè)電極)，觀察到電流計(jì)的指針均明顯偏轉(zhuǎn)，則其可能的組合共有 ()。A6種 B5種C4種 D3種解析鐵棒、銅棒作電極，H2SO4、Fe2(SO4)3作電解質(zhì)可組成兩種原電池，鐵棒、鉑棒作電極，H2SO4、Fe2(SO4)3 作電解質(zhì)可組成兩種原電池，鉑棒、銅棒作電極，F(xiàn)e2(SO4)3作電解質(zhì)可組成一種原電池，一共能形成5種原電池，均能夠觀察到電流計(jì)指針明顯偏轉(zhuǎn)。答案B4(2014·成都診斷)如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有大小相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并

32、使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中分別滴入濃CuSO4溶液和濃FeSO4 溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化) ()。A杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端高B端低B杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端低B端高C當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端低B端高D當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高B端低解析當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e球作負(fù)極，Cu球作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Fe2e=Fe2，正極：Cu22e=Cu，銅球質(zhì)量增加，鐵球質(zhì)量減少，杠桿A端低B端高。答案C5. (2015·溫州十校聯(lián)合體高三上學(xué)期期中)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298 K時(shí)，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒

33、后，F(xiàn)e3立即被還原成Fe2。某夏令營興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)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。答案B6.燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、無污染等特點(diǎn)，如圖為Mg­NaClO燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是()。A鎂

34、作Y電極B電池工作時(shí)，Na向負(fù)極移動(dòng)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=ClO 4H解析圖中 OH向Y電極移動(dòng)，那么Y為負(fù)極，故鎂作Y電極，A正確；電池工作時(shí)，Na向正極移動(dòng)，B錯(cuò)；X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO H2O2e=Cl 2OH，OH移向負(fù)極與Mg2反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，廢液 NaCl 溶液的pH小于 NaClO 溶液的pH，故C、D錯(cuò)誤。答案A7利用人工光合作用合成甲酸的原理為2CO22H2O2HCOOHO2，裝置如下圖所示，下列說法不正確的是 ()。A該裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能B電極1周圍pH增大C電極2上發(fā)生的反應(yīng)為CO

35、22H2e=HCOOHDH由電極1室經(jīng)過質(zhì)子膜流向電極2室解析在太陽能作用下CO2和H2O轉(zhuǎn)化為HCOOH和O2，并且有電子流動(dòng)，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能，選項(xiàng)A正確；電極1流出電子，反應(yīng)式是2H2O4e=4HO2，周圍pH減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)方程式推出電極2上發(fā)生的反應(yīng)為CO22H2e=HCOOH，選項(xiàng)C正確；電極1反應(yīng)產(chǎn)生H，電極2反應(yīng)消耗H，故H由電極1室經(jīng)過質(zhì)子膜進(jìn)入電極2室，選項(xiàng)D正確。答案B8(2014·嘉興高三適應(yīng)性測試)有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是()。A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(jì)成原電池B某原電池反應(yīng)為Cu2AgNO3=Cu(NO3)22

36、Ag，裝置中的鹽橋內(nèi)可以是含瓊脂的KCl飽和溶液C因?yàn)殍F的活潑性強(qiáng)于銅，所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后放入濃硝酸中組成原電池，必是鐵作負(fù)極，銅作正極，其負(fù)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2D由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為 Mg2e2OH=Mg(OH)2解析A項(xiàng)，原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)；B項(xiàng)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液中有Ag，鹽橋內(nèi)不能有Cl，因?yàn)槎叻磻?yīng)會生成AgCl沉淀；C項(xiàng)，F(xiàn)e、Cu、濃硝酸組成的原電池，由于鐵遇濃硝酸鈍化，則Cu為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2；D項(xiàng)，由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，電池總反應(yīng)為2Al2H2O2NaOH=2NaAlO

37、23H2，Al作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Al3e4OH=AlO2H2O，D錯(cuò)。答案A9下圖、分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO2I2HAsOI2H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸；乙組向圖B燒杯中逐滴加入適量40%NaOH溶液。下列敘述中正確的是 ()。A甲組操作時(shí)，電流計(jì)(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B甲組操作時(shí)，溶液顏色變淺C乙組操作時(shí)，C2作正極D乙組操作時(shí)，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I22e=2I解析裝置中的反應(yīng)，AsO2I2HAsOI2H2O，當(dāng)加入適量濃鹽酸時(shí)，平衡向右移動(dòng)，有電子轉(zhuǎn)移，但電子不會沿導(dǎo)線通過，所以甲組操作，電流計(jì)(A)指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但

38、由于I2濃度增大，所以溶液顏色變深。向裝置 的B燒杯中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)AsO2eH2O=AsO2H，電子由C2棒沿導(dǎo)線到C1棒，發(fā)生反應(yīng)I22e=2I，所以C2為負(fù)極，C1為正極。答案D10(2014·金華十校期末)用選項(xiàng)中的電極、溶液和如圖所示裝置可組成原電池。下列現(xiàn)象或結(jié)論的敘述正確的是 ()。選項(xiàng)電極a電極bA溶液B溶液現(xiàn)象或結(jié)論ACuZnCuSO4ZnSO4一段時(shí)間后，a增加的質(zhì)量與b減少的質(zhì)量相等BCuZn稀H2SO4ZnSO4鹽橋中陽離子向b極移動(dòng)CFeCNaClFeCl3外電路電子轉(zhuǎn)移方向：baDCCFeCl3KI、淀粉混合液若開始時(shí)只增大FeCl3溶液濃度，

39、b極附近溶液變藍(lán)的速度加快解析對于A選項(xiàng)來說，電極b的電極反應(yīng)為Zn2e=Zn2，電極a的電極反應(yīng)為Cu22e=Cu，所以一段時(shí)間后，a增加的質(zhì)量小于b減少的質(zhì)量；B項(xiàng)，由于b極上鋅失電子，鹽橋中陰離子向b極移動(dòng)；C項(xiàng)，F(xiàn)e作負(fù)極，C作正極，外電路電子轉(zhuǎn)移方向：ab。答案D11依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請回答下列問題：(1)電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_。(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(3)外電路中的電子流向?yàn)開。(4)鹽橋中的Cl向_極移動(dòng)。解析設(shè)計(jì)原電池應(yīng)將氧化還原反應(yīng)2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(a

40、q)2Ag(s)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)(電極反應(yīng)式)；根據(jù)原電池構(gòu)成的條件確定原電池的正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液，銅作負(fù)極，Ag作正極，AgNO3溶液作電解質(zhì)溶液。答案(1)銅(或Cu)AgNO3溶液(2)正Age=Ag(3)從負(fù)極(Cu)流向正極(Ag)(4)Cu(或負(fù))12(2014·石家莊模擬)為節(jié)省藥品和時(shí)間，甲、乙、丙三位同學(xué)用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO4 溶液、直流電源、石墨電極、導(dǎo)線、燒杯、試管等中學(xué)化學(xué)常見的藥品和儀器(用品)，通過巧妙的構(gòu)思，設(shè)計(jì)了比較銅、鋅金屬活動(dòng)性相對強(qiáng)弱的系列實(shí)驗(yàn)。試填寫下列空白：(1)甲同學(xué)分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅與

41、鋅不接觸)，向燒杯中小心加入稀硫酸，觀察到的現(xiàn)象是_。甲同學(xué)的設(shè)計(jì)思路是_。(2)乙同學(xué)接著甲的實(shí)驗(yàn)，向燒杯中滴加_溶液，進(jìn)而觀察到的現(xiàn)象是_。乙同學(xué)作出鋅、銅金屬活動(dòng)性相對強(qiáng)弱的結(jié)論所依據(jù)的原理是_。(3)丙同學(xué)使用直流電源、石墨電極組裝好電解裝置，向乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)后的溶液中補(bǔ)充了必要的試劑_溶液(作為電解液)。反應(yīng)在調(diào)控下隨即開始，實(shí)驗(yàn)中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。實(shí)驗(yàn)中的明顯現(xiàn)象是_。(4)請你再單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)(試劑、儀器自選)，探究和證實(shí)鋅、銅金屬活動(dòng)性的相對強(qiáng)弱(簡要說明操作和現(xiàn)象)_ _。解析從該題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩砜?，是要用?shí)驗(yàn)證明鋅和銅的金屬活動(dòng)性的相對強(qiáng)弱；從實(shí)驗(yàn)方法來看，有與酸

42、反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢、構(gòu)成原電池時(shí)負(fù)極比正極活潑、置換反應(yīng)，金屬離子在溶液中電解時(shí)的現(xiàn)象等。甲同學(xué)用兩種金屬放到酸中觀察是否產(chǎn)生氣泡或產(chǎn)生氣泡的快慢來比較。乙同學(xué)在甲同學(xué)的基礎(chǔ)上，加入CuSO4溶液觀察現(xiàn)象。鋅與少量硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成的銅附在鋅表面形成微型原電池，加快了反應(yīng)速率，產(chǎn)生氣泡的速率加快，說明鋅比銅活潑。丙同學(xué)在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上運(yùn)用電解原理，陰極有紅色的銅析出說明鋅比銅活潑。最后要設(shè)計(jì)一種方案，可以從氧化還原反應(yīng)的先后順序去證明金屬的活潑性，即與同種氧化劑接觸時(shí)，活潑性強(qiáng)的金屬先與氧化劑反應(yīng)，活潑性弱的金屬后與氧化劑反應(yīng)，因此可以將鋅、銅分別同時(shí)加入到少量淺綠色的氯化亞鐵溶液中，加入

43、鋅的溶液褪色，說明鋅比銅活潑。答案(1)鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡鋅能置換出酸中的氫，而銅不能(2)CuSO4鋅片上有紅色的銅析出，鋅片上產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快活潑金屬可以把不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來(或Zn、Cu、稀硫酸組成原電池，Zn為負(fù)極)(3)CuSO42CuSO4 2H2O2CuO22H2SO4陰極上有紅色的銅析出，陽極附近有氣體產(chǎn)生(4)分別取一小片銅片與鋅片置于兩支試管中，向試管中加入少量淺綠色的FeCl2溶液，片刻后，加鋅片的試管中溶液的顏色褪去，溶液近乎無色(其他合理答案也可)13(2014·麗水模擬)(1)觀察如圖所示的兩個(gè)裝置，圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡，圖2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生，而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為_ _。(2)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：電池的負(fù)極是_(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應(yīng)式為_。電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH_