專題23電池正負極判斷

專題二十三原電池正負極的判斷【2018年高考考綱解讀】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。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理?！局攸c、難點剖析】一、正負極判斷方法1、由組成原電池的兩極的電極材料判斷.一般來說,通常兩種不同金屬在電解溶液中構(gòu)成原電池時,較活潑的金屬作負極，但也不是絕對的,應(yīng)以發(fā)生的電極反應(yīng)來定.例如,Mg-Al合金放入稀鹽酸中,Mg比Al易失去電子,Mg作負極；將Mg-Al合金放入燒堿溶液中，由于發(fā)生電極反應(yīng)的是Al,故Al作負極.另如Cu-Al放在濃硫酸中,Cu是負極.2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷.電流流入的一極或電子流出的一極為負極；電子流動方向是由負極流向正極.3、根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動方向判斷.在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向的極是正極,陰離子流向的極為負極.4、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷.某一電極不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，此電極為原電池的負極；若某一電極有氣體產(chǎn)生，電極質(zhì)量不斷增加或不變,該電極發(fā)生還原反應(yīng)，此電極為原電池的正極.如：Zn—C一CUSO4溶液構(gòu)成的原電池,C極上有紫紅色的固體物質(zhì)，為原電池的正極.5、在燃料電池中,兩電極只是氣體吸附載體,并不參與反應(yīng).可以通過總反應(yīng)式和定義來判斷,發(fā)生氧化反應(yīng)的氣體或物質(zhì)所對應(yīng)的電極為負極.如：氫氧燃料電池（以氫氧化鉀為電解質(zhì)）發(fā)生的總反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O,則氫氣的一極為原電池的負極.【高考題型示例】例1.（2016課標(biāo)H）Mg—AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是A.負極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+B.正極反應(yīng)式為Ag++e-=AgC.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.一負極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2t【答案】B【解析】根據(jù)題意，電池總反應(yīng)式為：Mg+2AgCl=MgCl+2Ag,正極反應(yīng)為：22AgCl+2e-=2C1-+2Ag,負極反應(yīng)為:Mg-2e-=Mg2+,A項正確，B項錯誤；對原電池來說，陰離子由正極移向負極，C項正確；由于鎂是活潑金屬，則負極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)/H2t,D項正確；答案選B?！咀兪教骄俊?、鎂、鋅等金屬與H2O2可形成“金屬-H2O2”電池，能為潛水器提供動力，可用食鹽水作為電解質(zhì)溶液，如下圖所示。下列有關(guān)Zn-H2O2電池的說法正確的是A.電流從Zn電極沿導(dǎo)線流向Pt電極Pt為正極，電極反應(yīng)為：HO+2e-=2OH-22每消耗6.5gZn,將反應(yīng)0.05molHO22D.食鹽水中Cl-向Pt電極移動【答案】B【解析】A.電子從Zn電極沿導(dǎo)線流向Pt電極，電流方向與電子的運動方向相反，A不正確；B.Pt為正極,電極反應(yīng)為H/V*=2OH-,H正瑜C.每消耗6.5gZn,將卒輕電子，將反應(yīng)HQ,C不正確；D.原電池中的陰離子通常向負極定向移動，故食鹽水中CT向血電極移動，D不正確。【變式探究】2、如圖所示為鹽酸介質(zhì)中，金屬銅與氫疊氮酸(HNJ構(gòu)成的原電池，總反應(yīng)方程式為：2Cu+2Cl-+HN/3H+=2CuCl(s)+N2t+NH：。下列敘述錯誤的是IlCl-lNxA.電子的流向為Cu一四一石墨B.負極的電極反應(yīng)式為Cu+Cl-—e-=CuCl(s)C.反應(yīng)一段時間后正極區(qū)溶液的pH減小D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，生成224mL1時，銅轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.02NA【答案】C【解析由總反應(yīng)方程式可知,01失電子生成Cud,所以CU為負極，石墨為正極，電子的流向為CuF-石墨，A正確jB.Cu失電子生成Cud,電極反應(yīng)式為CuYl-y-=CuQ⑤，H正確jC.正極的電極反應(yīng)式為HN3+2e-+3H+=N?T+NH<+,由電極反應(yīng)式可知，反應(yīng)一段時間后正極區(qū)溶,液的pH增大，C錯誤jD.由總反應(yīng)方程式可知，Cu的化合價從0價升高到7價，生成Imai氮氣時，消耗2molCu,轉(zhuǎn)移2mol電子，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，224mLM的物質(zhì)的量為O-Olmob則消耗HGm&Cu,Cu轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.02NA,D正確。【名師指導(dǎo)】判斷原電池正負極時應(yīng)注意的幾個問題1、原電池中活潑性強的金屬不一定是負極，如鎂和鋁放入氫氧化鈉溶液中形成原電池，鋁是負極；銅和鋁放入濃硝酸中形成原電池，由于鋁的鈍化，銅是負極。2、燃料電池中電極不參與反應(yīng)，通入燃料的一極為負極，通入助燃劑(一般為氧氣)的一極為正極。3、如果給了電池反應(yīng)，正負極還可以根據(jù)化合價的改變來判斷，化合價升高的物質(zhì)失電子，為負極；化合價降低的物質(zhì)得電子，為正極。4、一般情況下，負極材料參加電極反應(yīng)時，表現(xiàn)為溶解、質(zhì)量減輕，但鉛蓄電池放電時，負極反應(yīng)為PbHe-+SO『-PbSO4,其質(zhì)量增加?！就卣固嵘俊九e一反三】1、某些電子手表安裝的紐扣電池由鋅和氧化銀、KOH溶液構(gòu)成。放電時，電極反應(yīng)分別為：Zn+2OH--2e=Zn(OH)2；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-下列說法中，正確的是A.鋅為正極，電極上發(fā)生了氧化反應(yīng)B.放電過程中，電解質(zhì)溶液的酸堿性基本保持不變C.溶液中的OH-向正極移動,K+和H+向負極移動D.常溫下，該電池總反應(yīng)為非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)【答案】B【解析】A.由電極方程式可知，的失電子化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，疝作負極，A錯誤』B.由正負極的電極方程式可得原電池總反應(yīng)為：Ag20H則電解質(zhì)溶,液的酸堿性基本保持不變,H正確』C.原電池工作時，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，所以溶液中OH-向負極移動，K\H+向正極移動，C錯誤』D.原電池反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，則常溫下，該電池總反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，D錯誤?！九e一反三】2、最近浙江大學(xué)成功研制出具有較高能量密度的新型鋁一石墨烯(Cn)電池(如圖)。該電池分別以鋁、石墨烯為電極，放電時電池中導(dǎo)電離子的種類不變。已知能量密度二電池容量(J)?負極質(zhì)量(g)。下列分析正確的是jr*Abd」JK*IJ石里悔 AlA.放電時，Cn（石墨烯）為負極B.放電時，A12c17-在負極轉(zhuǎn)化為A1C14-C.充電時，陽極反應(yīng)為4A12c17-+3e-=A1+7A1C14-D.以輕金屬為負極有利于提高電池的能量密度【答案】D【解析】A.放電時，鋁是活潑的金屬，鋁是負極，q（石墨懦）為正極，選項A錯誤』B.放電時，鋁是活I(lǐng)迷的金屬，鋁是負極，鋁發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋁離子，鋁離子與A1C14結(jié)合生成選項H錯誤』C、充電時，AliClT在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即陰極發(fā)生：4Al2Cl<3e-Al+7AlCU-,選項C錯誤sD、以輕金屬為負極有利于提高電池的能量密度，選項D正確。【舉一反三】3、2016年，《Nature》期刊報道一例CH3OH-O2在聚合物催化下的原電池，其工作示意圖如下。下列說法正確的是A.電極B的電極反應(yīng)為：O2+2e-+H+=HO「B.電解質(zhì)溶液中H+由電極B流向A極C.電極A是負極，發(fā)生還原反應(yīng).外電路中通過3mo1電子，生成CO211.2L【答案】A【解析】原電池工作時，CH30H在負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水，則A為負極，正極B上為氧氣得電子生成HQj-。A.H為正極，正極為氧氣得電子生成HSz反應(yīng)為6+H++2HA正確jB.原電池工作時，陽離子向正極移動，H+向電極H移動，H錯誤sC.A為負極，負極上CHjOH被氧化生成二氧化碳和水，C錯誤』D.未告知氣體所處狀態(tài)，無法計算氣體的體積，D錯誤?！九e一反三】4、 “軟電池”采用一張薄層紙片作為傳導(dǎo)體,一面為鋅,另一面為二氧化錳，紙層中水和氧化鋅組成電解液。電池總反應(yīng)為:Zn+2MnO+HO=2MnO(OH)+ZnO。下列說法正確的是2 2A.該電池的正極為氧化鋅B.鋅電極附近溶液的PH不變C.電池正極反應(yīng)式：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-D.當(dāng)0.1molZn完全溶解時,流經(jīng)電解液的電子的物質(zhì)的量為0.2mol【答案】C【解析】根據(jù)總反應(yīng)，MnO2發(fā)生還原反應(yīng)，MnO2是正極，A錯誤；鋅電極是負極，負極反應(yīng)是Zn-2e-+2OH-=ZnO+HO,溶液的PH減小，B錯誤；根據(jù)總反2應(yīng)，正極反應(yīng)式:2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-,C正確；電解液中通過離子移動導(dǎo)電，沒有電子流動，D錯誤?！九e一反三】5、根據(jù)反應(yīng)KMnO4+FeSO4+H2sO4-MnSO4+Fe2(SO4)3+K2sO4+H2O(未配平)設(shè)計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol-L-1,溶液的體積均為200mL,鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法不正確的是()F.(SOJ八FrSO4F.(SOJ八FrSO4孝步湖合搟液乙KMnO^MnSO,H部h混合溶液A.石墨b是原電池的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)甲燒杯中的電極反應(yīng)式：MnO4-+5e-+8H+===Mn2++4H2OC.電池工作時，鹽橋中的陰陽離子分別向乙甲燒杯中移動，保持溶液中的電荷平衡D.忽略溶液體積變化，F(xiàn)e2(SO)3濃度變?yōu)?.5mol/L,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為0.1mol【答案】D【解析】A.根據(jù)所給反應(yīng)方程式，F(xiàn)W-的化合價升高，依據(jù)原電池工作原理，因此石墨b為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確『B.石墨a為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MhOr+Se"+8H+=Mh^+4H2O,B正確3G鹽橋的作用是形成閉合回路，同時保持溶灑中電荷平衡，根據(jù)原電池工作原理，陽離子向正極移動