2025版高考化學(xué)總復(fù)習(xí)第5章第3講原電池化學(xué)電源教案魯科版

第3講原電池化學(xué)電源

2024級教學(xué)指導(dǎo)看法核心素養(yǎng)

1.了解原電池的構(gòu)成，理解原電池的工作1.改變觀念與平衡思想：相識原電池的本質(zhì)是氧

原理，能書寫電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)化還原反應(yīng)。能多角度、動態(tài)地分析原電池中物

式，并能設(shè)計詢潔的原甩池。質(zhì)的改變及能量的轉(zhuǎn)換。

2.相識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能利用典型的原電池裝

義，了解常見的化學(xué)電源井利用相關(guān)信息置，分析原電池原理，建立解答原電池問題的思

分析化學(xué)電源的工作原理。維模型，并利用模型揭示其本質(zhì)及規(guī)律。

考點(diǎn)一原電池的工作原理及其應(yīng)用

高效學(xué)習(xí)課堂內(nèi)外學(xué)考一體

［學(xué)在課內(nèi)］

1.概念

原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

反應(yīng)特點(diǎn)：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

2.構(gòu)成條件

(1)閉合回路

一；外電路：導(dǎo)線,用電器

■廠斫［丁*或兩電極自接接觸

聾乏三內(nèi)電路：電解賈

(2)兩極有電勢差一一兩個活性不同的電極。

(3)電解質(zhì)溶液

(4)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

3.工作原理(銅、鋅電池簡圖如下)

:沿導(dǎo)線傳遞.有電流產(chǎn)生

翼?反應(yīng))負(fù)Znlleu&

還原反應(yīng)

Zn-2c——Zn-'WJcn:

不溶域里嗨移2H'+2e=H2f

斷解____________5向

~T電解質(zhì)溶液I1

提煉圖：原電池中帶電微粒移動方向圖

電源方方

陰離f陽離子?

［名師點(diǎn)撥］

⑴原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導(dǎo)線連接兩個電極，也可以是兩電極干脆接觸。

(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)無論在原電池中還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。

4.單液原電池(無鹽橋)和雙液原電池(有鹽橋)對比

名稱單液原電池雙液原電池

電流計

a

CuSO,

裝置

2n

?二一二產(chǎn)-J卜二?二-弋二

ZnSO,溶液CuSO,溶液

相同點(diǎn)正、負(fù)極電極反應(yīng)式,總反應(yīng)式，電極現(xiàn)象

還原劑Zn與氧化劑C/+干脆接觸，既有Zn與氧化劑C/+不干脆接觸，僅有化學(xué)

不同點(diǎn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，又有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為電能，避開了能量損耗，故電

熱能，造成能量損耗流穩(wěn)定，持續(xù)時間長

［提示］鹽橋的兩個作用

(D連接內(nèi)電路，形成閉合回路。

(2)平衡電荷，保證溶液呈電中性。

5.原電池原理的應(yīng)用

(D比較金屬的活動性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動性較強(qiáng)的金屬,正極一般是活動性較

弱的金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)。

(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時，反應(yīng)速率加快。

(3)用于金屬的防護(hù)：將須要愛護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到愛護(hù)。

⑷設(shè)計原電池：

①將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)。

②依據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液。

［考在課外］

教材延長

推斷正誤

(1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極肯定是負(fù)極(J)

(2)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性肯定比正極材料強(qiáng)(X)

(3)在原電池中，正極本身肯定不參加電極反應(yīng)，負(fù)極本身肯定要發(fā)生氧化反應(yīng)(X)

(4)帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時間長(J)

(5)在內(nèi)電路中，電子由正極流向負(fù)極(X)

⑹某原電池反應(yīng)為Cu+2AgNO)=Cu(NOj2+2Ag,裝置中的鹽橋可以是裝有含瓊膠的KC1飽和

溶液(X)

拓展應(yīng)用

下列裝置中不能形成原電阻的是

ZnZn（含石墨）

4WW稀M稀

稀H.SO1稀H,SO1H.SO,HSO,

①②③④

答案①③

思維探究

(1)新型電池一一濃度差電池的工作原理：由于兩個半池電解溶液濃度不同而產(chǎn)生電勢差，從

而產(chǎn)生電池。

⑵試推斷以下四種電池的正負(fù)極

答案①正極:負(fù)極：Mg②正極:Mg負(fù)極：A1③正極：Fe負(fù)極:④正極:

Cu負(fù)極：Fe

對接高考分層訓(xùn)練逐級突破

［基礎(chǔ)點(diǎn)鞏固］

1.如圖，在盛有稀H2soi的澆杯中放入用導(dǎo)線連接的電極X、Y,外電路中電子流向如圖所示，

關(guān)于該裝置的下列說法正確的是（）

量

《一LL"^一?-J

稀凡SO,

A.外電路的電流方向?yàn)閄-外電路一Y

B.若兩甩極分別為鐵和碳棒，則X為碳棒，Y為鐵

C.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)

D.若兩電極都是金屬，則它們的活動性強(qiáng)弱為X>Y

解析由電子移動方向知X為負(fù)極，Y為正極，故電流方向?yàn)閅-外電路一X,A項(xiàng)錯誤；X為

負(fù)極，Y為正極，X比Y活潑，故X應(yīng)為鐵，B項(xiàng)錯誤；X為負(fù)極，應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)錯誤。

答案D

2.Al-Agq電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示。電池工作時，下列說法錯誤的是（）

A.電子由A1電極通過外電路流向AgjO/Ag電極

B.電池負(fù)極旁邊溶液pH上升

C.正極反應(yīng)式為Ag20+2e+H20=2Ag+20Fr

I）.負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)2Al+2Na0H+2H20=2NaA102+3H2t

解析Al作負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，所以電極反應(yīng)為：A1

-3e-+40H-=A10r+2H2C,負(fù)極消耗OH,pH減小，B項(xiàng)錯誤；Ag°O在正極得電子發(fā)生還原

反應(yīng)：AgQ+2e—+H2O=2Ag+2OH，C項(xiàng)正確；電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，A項(xiàng)正確。

答案B

3.中科院董紹俊課題組將二氧化缽和生物質(zhì)置于一個由濾紙制成的折紙通道內(nèi)形成電池（如

圖所示），該電池可將可樂（pH=2.5）中的葡萄糖作為燃料獲得能量。下列說法正確的是（）

前萄糖內(nèi)酯葡初糖

（QHM）（C?H12OJM"02

A.a極為正極

B.隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，負(fù)極區(qū)的pH不斷增大

-?+

C.b極的電極反應(yīng)為MnO2+2H.0+2e=Mn+40H-

D.若消耗0.01mol葡萄糖，電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子

解析由已知結(jié)合圖示，葡萄糖（CJLA）發(fā)生氧化反應(yīng)生成葡萄糖內(nèi)酯（金川念），所以a極為

負(fù)極，故A項(xiàng)錯誤；電解質(zhì)溶液顯酸性,所以負(fù)極反應(yīng)為d1加6—2。+隨著反

=C6H,OO6+2H,

應(yīng)不斷進(jìn)行，負(fù)極區(qū)的pH不斷減小，故B項(xiàng)錯誤；b極為正極，電極反應(yīng)為的（）2+4『+2院

=\W++2H。故C項(xiàng)錯誤；由負(fù)極反應(yīng)心乩2（）6—2釬=041?+2y可得，1mol葡萄糖失去

2mol電子，所以若消耗0.01mol匐萄糖，電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子，故D項(xiàng)正確。

答案D

［名師點(diǎn)撥］

原電池正、負(fù)極的推斷方法

［留意］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

電極肯定作負(fù)極的思維定勢。

［實(shí)力點(diǎn)提升］

4.（2024?山東煙臺自主練習(xí)）格是常見的過渡金屬之一，探討鋁的性質(zhì)具有重要意義。

在如圖裝置中.視察到裝置甲銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣體。而裝置乙中銅電極上無氣體產(chǎn)

生，鋁電極上產(chǎn)生大量紅棕色氣體。由此可得到的結(jié)論是

答案由裝置甲知銘的金屬活動性比銅強(qiáng)；由裝置乙知常溫下銘在濃硝酸中鈍化。

5.（2024?陽泉模擬）某?；瘜W(xué)愛好小組進(jìn)行探究性活動，將氧化還原反應(yīng)：2F/++2I

\、2Fe2++h,設(shè)計成鹽橋原電池。供應(yīng)的試劑：FeCL溶液，KI溶液：其他用品任選。

請回答下列問題:

（1）請畫出設(shè)計的原甩池裝置圖，并標(biāo)出電極材料、電極名稱及電解質(zhì)溶液。

（2）發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為。

（3）反應(yīng)達(dá)到平衡時，外電路導(dǎo)線中（填“有”或“無”）電流通過。

（4）平衡后向FeCL溶液中加入少量FeCk固體，當(dāng)固體全部溶解后，則此時該溶液中電極為

（填“正”或“負(fù)”）極。

解析（D先分析氧化還原反應(yīng)，找出正負(fù)極反應(yīng)，即可確定正負(fù)極區(qū)電解質(zhì)溶液。（2）發(fā)生

氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極，廠失電子。（3）反應(yīng)達(dá)到平衡時，無電子流淌，故無電流產(chǎn)生。（4）

平衡后向FeCL溶液中加入少量FeCL固體，平衡逆向移動，此時FeCL溶液失電子，正極變成

負(fù)極。

一詈流計

正極負(fù)極

答案(1)如圖：FeClj容液K1溶液

-

(2)21-2e-=I2(3)無(4)負(fù)

6.選擇合適的圖像：

(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸中，同時向a中加入少量的CuSOi溶液，

產(chǎn)生1L的體積KL)與時間Xmin)的關(guān)系是。

(2)將過量的兩份鋅粉a、匕分別加入定量的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSOi溶液，產(chǎn)生

乩的體積ML)與時間Z(min)的關(guān)系是。

(3)將(D中的CuSOi溶液改成CH￡OONa溶液，其他條件不變，則圖像是________。

(4)在上述試驗(yàn)中能否將CuSOi溶液更換成Cu(NO3)2溶液o

答案(1)A(2)B(3)C⑷否

［名師點(diǎn)撥］

原電池設(shè)計思維模型

將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反

應(yīng)

將還原劑(一般為比較活潑金

屬)作負(fù)極，活潑性比負(fù)極弱的

金屬或非金屬導(dǎo)體作正極

如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容

器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則兩

個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有

與電極材料相同的金屬陽離子

結(jié)合要求及反應(yīng)特點(diǎn).畫出原電

池裝置圖.標(biāo)出電極材料名稱、

正負(fù)極、電解質(zhì)溶液等

［高考真題體驗(yàn)］

7.（2024?浙江自選）鋰（Li）-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是（）

A.金屬鋰作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.Li+通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移動

C.正極的電極反應(yīng)：O2+4e-=2O2~

D.電池總反應(yīng)：4Li+024-2H20=4Li0H

解析正極氧氣得到了電子后與水結(jié)合形成氫氧根，電極方程式為02+4屋+2H2。=401「，故

C項(xiàng)錯誤：在鋰-空氣電池中，金屬鋰失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，故A項(xiàng)正確；在負(fù)

極Li失去電子變成了Li+.會通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處（正極）移動，故B項(xiàng)正確：負(fù)極的

反應(yīng)式為Li—e-=Li+,正極反應(yīng)式為02+21120+40-=401「，電池的總反應(yīng)則為4Li+0?+

2H20=4Li0H,故D項(xiàng)正確。

答案C

8.（2024?海南化學(xué)）一種鎂氧電池如圖所示，電極材料為金屬鎂和吸附氧氣的活性炭，電解

液為K0H濃溶液。下列說法錯誤的是（雙選）（）

bab

舞■招

另一■-MW—名

滂3r物氣

活性炭Mg電解質(zhì)

A.電池總反應(yīng)式為：2Mg+02+2H20=2Mg（0H）2

B.正極反應(yīng)式為：Mg—2e~=Mg"'

C.活性炭可以加快02在負(fù)極上的反應(yīng)速率

D.電子的移動方向由a經(jīng)外電路到b

解析金屬鎂作負(fù)極，反應(yīng)式為Mg—2（T+20I「=Mg（0H）2,吸附氧氣的活性炭作正極，電極

反應(yīng)為&+4e-+2H20=4011,電池總反應(yīng)式為：2Mg+0i+2H20=2Mg（0H）2,A正確，B、C錯

誤；電子的移動方向由負(fù)極a經(jīng)外電路到正極b,I）正確.

答案BC

考點(diǎn)二化學(xué)電源

高效學(xué)習(xí)I課堂內(nèi)外學(xué)考一體

［學(xué)在課內(nèi)］

1.一次電池一一堿性鋅缽干電池

鋅粉和KOH

的混合物

MnOj

金屬夕燒

正極反應(yīng)：2Mn02+2HQ+23-=2Mn0(0H)+20H-；

負(fù)極反應(yīng)：Zn—2e-+20H-=Zn(0H)2；

總反應(yīng)：Zn+2MnO>+2H20=2Mn0(OH)+Zn(OH)2o

2.二次電池——可充電電池

鉛蓄電池是最常見的二次電池，負(fù)極材料是地，正極材料是噠。

(1)放電時的反應(yīng)

①負(fù)極：Pb-2(<+SOF=PbSO?

②正極：PbO」+2e-+SOp~+4l「=PbSOi+2IPO。

③總反應(yīng)：Pb(s)+Pb02(s)+2H2SO,(aq)=2PbSO,(s)+2M(D。

⑵充電時的反應(yīng)

①陰極：PbSCh+2e—=Pb—SOF。

②陽極：PbSO2e-+2H2=PbO；+S嚀+仙+。

③總反應(yīng)：2PbsOKs)+2H20(l)=Pb(s)+PbO?(s)+2HS(h(aQ)。

［留意］可充電電池的充放電不能(填“能”或“不能”)理解為可逆反應(yīng)。

3.燃料電池

氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分成酸性和堿性兩種：

酸性堿性

-+-

負(fù)極反應(yīng)式H2-2e=2HH2-2e-+2OH=2H2O

正極反應(yīng)式。2+4屋+4H+=2%0O2+4e~+2H2O=4OH-

電池總反應(yīng)式2H2+02=2氏0

［考在課外］

教材延長

推斷正誤

(1)太陽能電池不屬于原電池(J)

(2)碘可用作鋰碘電池的材料，該電池反應(yīng)為2Li(s)+L(s)=2LilS),則碘電極作該電極的

負(fù)極(X)

⑶鉛蓄電池放電時的負(fù)極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應(yīng)(X)

(4)可充電電池中的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)互為可逆反應(yīng)(X)

拓展應(yīng)用

(1)

-----±——原電

可充電用電器一放電

電池

周二國充T

(2)通過NO、傳感器可監(jiān)測NO、的含量，其工作原理示意圖如圖所示:

NiO電極

?|小遷移、、固體電解質(zhì)

Pt電極上發(fā)生的是還原反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。寫出NiO電極的電極反應(yīng)式：N0-2e

~+02-^N02O

思維探究

一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6

mol?L_1的KOH溶液。

e

(1)當(dāng)閘刀擲向充電器時，該裝置為電解池，銀電極反應(yīng)式為Ni(OHM-e-+OH-=NiO(OH)+

螞

(2)當(dāng)閘刀擲向用電器時，該裝置為原電池,銀電極電極反應(yīng)式為NiO(OH)+e+lM)=Ni(OH)?

+0H~o

I對接高考I分層訓(xùn)練逐級突破

［基礎(chǔ)點(diǎn)鞏固］

1.如圖為以Pl為電極的氫靈燃料電池的工作原理示意圖，稀H2soi為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說

法不正確的是()

A.a極為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極

B.a極的電極反應(yīng)式：比一2。一=211'

C.電池工作一段時間后，裝置中［HSOJ增大

D.若將他改為C&,消耗等物質(zhì)的量的C%時,。2的用量增多

解析a極通入的上發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極，A項(xiàng)正確；以稀

H2sol為電解質(zhì)溶液時，負(fù)極的壓被氧化為小，B項(xiàng)正確；電池工作一段時間后，裝置中限SOJ

減小，C項(xiàng)錯誤：依據(jù)電池總反應(yīng)：2H2+。2=2見0,CHI+2O2=CO2+2H?O,可知等物質(zhì)的量的

CH消耗Q較多,D項(xiàng)正確,

答案C

2.液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。一種以液態(tài)朧(刈卜)為燃料的電池裝

置如下圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電

池的敘述正確的是（）

負(fù)龔

r-i&rh

空氣

電VP

極、離干

?一交換膜

NM（—

A.b極發(fā)生氧化反應(yīng)

B.a極的反應(yīng)式：N2H4+40『一4e-=N2t+4H20

C.放電時，電流從a極經(jīng)過負(fù)載流向b極

D.其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜

解析燃料電池燃料（電乩）在負(fù)極（a極）發(fā)生氧化反應(yīng)NM+40I「一?一=弗t+4乩0,02在正

極發(fā)生還原反應(yīng)：0，+4屋+2艮0=40卜「，總反應(yīng)為NH+0，=M+2HOA項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確:

放電時電流由正極流向負(fù)極，C項(xiàng)錯誤；01「在正極生成，移向負(fù)極消耗，所以離子交換膜應(yīng)

讓（）11通過，故選用陰離子交換膜，D項(xiàng)錯誤。

答案B

3.科學(xué)家設(shè)計出質(zhì)子膜H2s燃料電池，實(shí)現(xiàn)了利用H2s廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子

膜H2s燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法不正確的是（）

A.電極a為電池的負(fù)極

+-

B.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H+4e=2H；.O

C.電路中每流過4mul電了，在正極消耗44.8LH2S

D.每17gHS參加反應(yīng)，有1molH+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)

解析電極a上HS轉(zhuǎn)化為S2,發(fā)生氧化反應(yīng)，則電極a為電池的負(fù)極，A項(xiàng)正確；電極b上

。2轉(zhuǎn)化為N0,電極反應(yīng)式為02+4H'+4e-=2也0,B項(xiàng)正確；負(fù)極反應(yīng)式為2H2s—4?-=Sz

+—電路中每流過4moi電子,在負(fù)極消耗2moiH2S,而不是正極,且題中未指明H2s所

處的狀態(tài),C項(xiàng)錯誤:依據(jù)2H2s—4e-=S?+4H+知，17g（0.5mol）H2s參加反應(yīng),生成1mol

卜廣經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)，D項(xiàng)正確。

答案c

［名師點(diǎn)撥］

4.(1)將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達(dá)到低碳排放的目的.下圖是通過人工光合作用，

以CO：：和H20為原料制備HCOOH和0?的原理示意圖。電極b作極，表面發(fā)生的電極反

應(yīng)為o

L-HCOOH

(2)濃差電池中的電動勢是由于電池中存在濃度差而產(chǎn)生的。某濃差電池的原理如圖所示，該

電池從濃縮海水中提取LiCl的同時又獲得了電能。

①X為極，Y電極反應(yīng)式為__________________________________

②Y極生成1molCk時，molLi+移向________(填“X”或"Y”)極。

解析(1)從圖示可以看出，左側(cè)壓0轉(zhuǎn)變成。2,0元素被氧化，電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)式

+

為2H2O-4e-=4H4-O2t,肘通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè)發(fā)生反應(yīng)，右側(cè)通入的CO?轉(zhuǎn)變成

HCOOH,C元素被還原,電極b為正極,電極反應(yīng)式為CQ+2c—+2H'=HCOOH。(2)依據(jù)裝置

可知生成心的電極為正極，生成CL的電極為負(fù)極。

-+

答案⑴正CO2+2e+2H=HCOOH

--

(2)①正2Cl-2e=Cl2t

②2X

［名師點(diǎn)撥］

電極反應(yīng)式的書寫

（1）一般電極反應(yīng)式的書寫

列物質(zhì)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)參加反應(yīng)的微粒

標(biāo)得失正極發(fā)生還原反應(yīng)和得失電子數(shù)

I'在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電

看環(huán)境

—＜極產(chǎn)物，即H+、（）K、H2（）等是否參加反

配守恒

-r~、應(yīng)遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、也子守恒

兩式加

一兩電極反應(yīng)式相加?與總反應(yīng)式對照險證

驗(yàn)總式

（2）困難電極反應(yīng)式的書寫

復(fù)雜電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式—

較簡單一極的電極反應(yīng)式

如CHi酸性燃料電池中

CH,+202=C02+21L0……總反應(yīng)式①

2024-8H*4-8e-=4H20.......正極反應(yīng)式②

①一②得

-+

CH?+2H20-8e=C02+8H……負(fù)極反應(yīng)式

［實(shí)力點(diǎn)提升］

5.某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放可時電池的總反應(yīng)為：Li.￡o02+

LiC-LiCoOz+CKKl）。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是（）

A.放電時，Li*在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移

B.放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LiC—xe"=xLi*+C6

C.充電時，若轉(zhuǎn)移1mole~,石墨（C）電極將增重7xg

4

D.充電時，陽極的電極反應(yīng)式為LiCo02—xe~=Li1-ACO02+xti

++

解析放電時，負(fù)極反應(yīng)為：LiXe—%e-=ALi+C6,正極反應(yīng)為：Lii-ACo02+^e~4-^Li

r-

=LiCo02,A、B正確：充電時，陰極反應(yīng)為：A1i+Q4-xe=LiAC?,轉(zhuǎn)移1mol時，石

墨C6電極將增重7g,C項(xiàng)錯誤；充電時，陽極反應(yīng)為放電時正極反應(yīng)的逆反應(yīng)：LiCoOj-xe

+

~=Li］-Xo02+^Li,D項(xiàng)正確。

答案c

6.中國科學(xué)家用毛筆書寫后的紙張作為空氣電極，設(shè)計并組裝了輕型、柔性且可折疊的可充

電鋰空氣電池（圖D,電池的工作原理如圖2。下列有關(guān)說法正確的是（）

金IM鋰有機(jī)電解空氣

質(zhì)溶液也極

國2

A.放電時，紙張中的纖維素作鋰甩池的正極

B.放電時，Li.由正極經(jīng)過有機(jī)電解質(zhì)溶液移向負(fù)極

C.開關(guān)K閉合給鋰電池充電，X為直流電源正極

D.充電時，陽極的電極反應(yīng)式為Li202-2e"=02t+2Li-

解析纖維素不導(dǎo)電，石墨導(dǎo)電，故放電時，紙張表面毛筆書寫后留下的石黑作電池正極，A

項(xiàng)錯誤；原電池或電解池工作時，電解質(zhì)中陰、陽離子的移動方向一般遵循“陰陽相吸”原

則，即電池放電時，電解質(zhì)中的陽離子移向正極，據(jù)此可快速推斷鋰電池放電時，帶正電荷

的Li+由負(fù)極經(jīng)過有機(jī)電解質(zhì)溶液移向正極，B項(xiàng)錯誤；充電時，在流電源負(fù)極與電池負(fù)極（金

屬鋰）相連，故X為直流電源負(fù)極，C項(xiàng)錯誤；充電時，空氣電極作陽極，此時LizOz失去電子

-+

生成Oz：Li202-2e=021+2Li,D項(xiàng)正確。

答案D

［名師點(diǎn)撥］

1.充放電電池解題模板

總

反

應(yīng)

式

2.速記速判

簡潔電極先寫出，困難反應(yīng)相減得。負(fù)極顛倒得陰極，正極顛倒得陽極。

［高考真題體驗(yàn)］

7.（2024?課標(biāo)全國HI,11）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其

中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+u&=8Li2s,（2WxW8）.下列說法錯

誤的是（）

A.電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2s,；+2Li++2e-=3Li2s』

B.電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14g

C.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性

D.電池充電時間越長，電池中Li2s2的最越多

解析A項(xiàng)，原電池電解質(zhì)中陽離子移向正極，依據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中移動

方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生

S8fLi2s8fLi2s6fLizSLLi2s2的還原反應(yīng),正確；B項(xiàng),電池工作時負(fù)極電極方程式為：Li—

e=Li',當(dāng)外電路中流運(yùn)0.02mol電子時，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02mol,其質(zhì)

量為0.14g,正確；C項(xiàng)，石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電實(shí)力，正確:

D項(xiàng)，電池充電時為電解池，此時電解總反應(yīng)為8LiS避生16Li+a&（2W啟8）,故Li2s2的量

會越來越少，錯誤。

答案D

8.（2024?課標(biāo)全國小，11）一種可充電鋰■空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時，0±與L/在多

孔碳材料電極處生成M202r（*=（）或1）。下列說法正確的是（）

非水電解質(zhì)扃聚物隔膜

A.放電時，多孔碳材料電極為負(fù)極

B.放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極

C.充電時，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移

D.充電時，電池總反應(yīng)為Li。一—21<+（1—斗0.：

解析依據(jù)電池工作原理，多孔碳材料吸附0?在此獲得電子，所以多孔碳材料電極為電池

的正極，A項(xiàng)錯誤：放電時電子從負(fù)極（鋰電極）流出，通過外電路流向正極（多孔碳材料電極），

B項(xiàng)錯誤；Li+帶正電荷，充電時，應(yīng)當(dāng)向電解池的陰極:鋰電極）遷移，C項(xiàng)錯誤；充電時,

電池總反應(yīng)為Li4=2Li+（l—加D項(xiàng)正確。

答案I）

9.（2024?海南卷）一種電化學(xué)制備NH）的裝置如下圖所示，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。

下列敘述錯誤的是（）

氨氣——產(chǎn)"［氮,氮?dú)?/p>

氨氣一氫氣

質(zhì)傳輸陶瓷、/行英電解池

L二匕Fd電極a

Pd電極b

A.Pd電極b為陰極

B.陰極的反應(yīng)式：N,+6H+4-6e-=2NH：,

C.H'由陽極向陰極遷移

D.陶瓷可以隔離Nz和必

解析此裝置為電解池，總反應(yīng)式是N2+3H-2NH：；,Pd電極b上是氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，即氫

氣失去電子化合價上升，Pd電極b為陽極，故A說法錯誤；依據(jù)A選項(xiàng)分析，Pd電極a為陰

極，反應(yīng)式為凡+6父+6-=2加3,故B說法正確：依據(jù)電解池的原理，陽離子由陽極移向

陰極，故C說法正確；依據(jù)裝置圖，陶瓷可以隔離電和壓，故D說法正確.

答案A

10.（2024?11月浙江選考）最近，科學(xué)家研發(fā)了“全氫電池”,其工作原理如圖所示。下列說

法不正確的是（）

A.右邊吸附層中發(fā)生了還原反應(yīng)

B.負(fù)極的電極反應(yīng)是乩-2/+201「=2乩0

C.電池的總反應(yīng)是2H2+02=2H2()

D.電解質(zhì)溶液中Na卡向右移動，CIO；■向左移動

解析依據(jù)裝置圖中電子的流向，通出的一極為負(fù)極，出比的一極為正極，電極反應(yīng)式為：

-

負(fù)極：H2-2e+20ir=2H20

+

正極：2H4-2e-=H21

A項(xiàng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；C項(xiàng)，電池總反應(yīng)式為H'+3『=H20；D項(xiàng)，由于在負(fù)極區(qū)消耗

011\所以Na-向右移動,而C10；向左移動。

答案C

考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)

高效學(xué)習(xí)I課堂內(nèi)外學(xué)考一體

［學(xué)在課內(nèi)］

1.金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.金屬腐蝕的類型

(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

條件金屬跟非金屬單質(zhì)干脆接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有逾1電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化

聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，曳睜腐蝕更普遍

(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕

以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析:

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)(pHW4.3)水膜酸性很弱或呈中性

電極材料及負(fù)極Fe：Fe—2e-=Fe2+

反應(yīng)正極C：2H++2院=乩tC：02+2H?0+4e—=40H一

總反應(yīng)式Fe+21(]=F,++HJ迪士.士也Q=2FC(0H)2

4Fe(OH)2+0,+2H20=4Fe(OH)Fe(OH)3失水生成鐵銹，吸氧腐蝕

聯(lián)系

更普遍

3.金屬電化學(xué)愛護(hù)的兩種方法

4.其他防護(hù)方法

如加愛護(hù)層(涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料等)，電鍍。

［考在課外］

教材延長

推斷正誤

(1)生鐵比純鐵簡潔生銹。3

(2)A1、Fe、Cu在潮濕空氣中腐蝕均生成氧化物。(義)

3+

(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式為Fe-3e-=Fec(X)

(4)因空氣中CO?的存在，僉屬表面形成一層酸膜，所以大多數(shù)金屬發(fā)生的是析氫腐蝕。(X)

(5)銅在酸性環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕。(X)

(6)鍍銅鐵制品鍍層受損后，鐵制品比受損前更簡潔生銹。(J)

(7)川錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹。(J)

(8)在船體外嵌入鋅塊，可以減緩船體的腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極愛護(hù)法。(J)

拓展應(yīng)用

如圖所示，連接甲、乙兩試管的導(dǎo)管中有一段水柱，甲、乙兩支試管中各放一枚鐵釘，甲試

管中為NH.C1溶液，乙試管中為NaCl溶液，數(shù)天后導(dǎo)管中視察到的現(xiàn)象是

甲中正極反應(yīng)為

乙中正極反應(yīng)為。

答案U形管中液面左側(cè)下降，右側(cè)上升2H++2e—=H"

0?+4e-+2H2O=4OH一

思維探究

試分析如圖所示的裝置中，Cu—Zn合金的溶解速率與開關(guān)分別置FM、N處時合金的溶解速率

的快慢。

比較：

M處：N處：

答案加快減慢

國接高考I分層訓(xùn)練逐級突破

［基礎(chǔ)點(diǎn)鞏固］

1.據(jù)最近報道，中國生產(chǎn)的首艘國產(chǎn)航母“山東”號已經(jīng)下水。為愛護(hù)航母、延長服役壽命

可采納兩種電化學(xué)方法。方法1：艦體鑲嵌一些金屬塊；方法2：航母艦體與電源相連。下列

有關(guān)說法正確的是（）

A.方法1叫外加電流的陰極愛護(hù)法

B.方法2叫犧牲陽極的陰極愛護(hù)法

C.方法1中金屬塊可能是鋅、錫和銅

D.方法2中艦體連接電源的負(fù)極

解析艦體是由鋼板做的。方法1,艦體鑲嵌一些金屬塊，必需是比鐵活潑的金屬如鋅等，錫

和銅不行，這種方法叫犧牲陽極的陰極愛護(hù)法。方法2,航母艦體與電源相連，必需與電源負(fù)

極相連，這種方法叫外加電流的陰極愛護(hù)法。綜上所述，D項(xiàng)正確。

答案I）

2.下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是（）

銅絲

Fc--

經(jīng)酸化的

3%NaCl溶液

A.圖甲中，鐵釘易被腐蝕

B.圖乙中,滴加少量/［Fe(CN)6］溶液,沒有藍(lán)色沉淀出現(xiàn)

C.圖丙中，燃?xì)庠畹闹行牟课缓啙嵣P，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕

D.圖丁中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極

解析A項(xiàng)，圖甲中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；B項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Fe—2e-=Fe2+,

卜/+與［Fe(CN)不一反應(yīng)生成Fe3［Fe(CN)s］2藍(lán)色沉淀；I)項(xiàng)，為犧牲陽極的陰極愛護(hù)法，鎂塊相

當(dāng)于原電池的負(fù)極。

答案C

3.用飽和氯化鈉溶液潤濕的濾紙分別做甲、乙兩個試驗(yàn)，下列推斷錯誤的是()

A.甲是原電池，乙是電解泡

B.甲中鐵棒比乙中鐵棒更易腐蝕

C.d電極上的電極反應(yīng)是Fe—2c~=Fe21

D.b電極上的電極反應(yīng)是02+2H20+4e-=40l廠

解析據(jù)原電池和電解池的構(gòu)成條件可知，甲是原電池，乙是電解池，A正確；甲中鐵為原電

池的負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)Fe—2e—=Fe2+,乙中Fe為電解池陰極，發(fā)生反應(yīng)2H++2屋=比t,Fe

被愛護(hù)，B正確，C錯誤；甲中鐵發(fā)生吸氧腐蝕，b為正極，正極上電極反應(yīng)式為2H2O+O2+

4e-=40H-,D正確。

答案C

［名師點(diǎn)撥］

1.推斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律

(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕＞原甩池原理引起的腐蝕》

化學(xué)腐蝕)有防腐措施的腐訕。

(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中〉弱電解質(zhì)溶液中〉非電

解質(zhì)溶液中。

(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。

(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。

2.兩種愛護(hù)方法的比較

外加電流的陰極愛護(hù)法愛護(hù)效果大于犧牲陽極的陰極愛護(hù)法。

［實(shí)力點(diǎn)提升］

4.鋼鐵防護(hù)方法有多種，圖中的方法描述正確的是()

電源

鋼

鐵

閘

門?海水-一綾一

------輔助電極

A.b為電源負(fù)極

B.該方法是犧牲陽極的陰極愛護(hù)法

C.電子流向：a—鋼鐵閘門一協(xié)助電極一b-a

D.電源改用導(dǎo)線連接進(jìn)行防護(hù)時，協(xié)助電極發(fā)生氧化反應(yīng)

解析從圖示可知，由于有外加電源，故此為外加電流的陰極愛護(hù)法，B錯誤；A項(xiàng)，在外加

電流的陰極愛護(hù)法中，鋼鐵作電解池的陰極，即a為電源的負(fù)極，則b為電源的正極，故A

錯誤；C項(xiàng)，在電解池中，電子由電解池的陽極一電源的正極，電源的負(fù)極一電解池的羽極，

溶液中通過離子導(dǎo)電而不是電子，故C錯誤；D項(xiàng)，電源改用導(dǎo)線連接進(jìn)行防護(hù)時，即犧牲陽

極的陰極愛護(hù)法，則協(xié)助電極要作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確。

答案D

5.肯定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下表：

pH2466.5813.514

腐蝕快慢較快慢較快

Fe2+

主要產(chǎn)物Fe：X)4Fe2O3FeO7

下列說法錯誤的是()

A.當(dāng)pH<4時，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕

B.當(dāng)pH>6時，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕

+

C.當(dāng)pH>14時,正極反應(yīng)為O2+4H+4e-=2H.O

D.在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減緩

解析C項(xiàng)正極反應(yīng)為。2+40一+2乩0=401「。

答案C

6.深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被硫酸根腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原

理如下圖所示，下列與此原理有關(guān)的說法錯誤的是(：

土

度

A.止極反應(yīng)：SO；+5H2O+8e=HS+90H

B.輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕

C.這種狀況下，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為FcQ,?M2

D.管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕

-

解析原電池的正極發(fā)生太原反應(yīng)，由圖示可知發(fā)生的電極反應(yīng)為SOr+5H2O+8e-=HS+

90H，A正確；硫酸鹽還原菌是蛋白質(zhì)，在高溫下易變性，失去催化活性，則輸送暖氣的管道

不易發(fā)生此類腐蝕，B正確；由圖示可知，F(xiàn)e腐蝕生成Fe?+且在HS—環(huán)境中不易生成Fe計，C

錯誤；管道上刷富鋅油漆，形成Zn-Fe原電池，F(xiàn)e為正極，可以延緩管道的腐蝕，D正確。

答案C

［高考真題體驗(yàn)］

7.(改編題)下列敘述錯誤的是()

A.［2024?課標(biāo)全國I,7(A)］合理處理廢舊電池有利于愛護(hù)環(huán)境和資源再利用

B.［2024?課標(biāo)全國HI,70)］電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕，原理是犧牲陽極的陰極愛護(hù)法

C.［2024?北京理綜，8(D)］電解精煉銅的陽極反應(yīng)：Cu2++2e~=Cu

D.［2024?天津理綜，3(B)］鐵管鍍鋅層局部破損后，鐵管仍不易生銹

解析廢舊電池中含有的僉屬、電解質(zhì)溶液會對水體和二壤等造成污染，處理廢舊電池有利

于資源再利用，同時能夠降低環(huán)境污染，愛護(hù)環(huán)境，A項(xiàng)正確；活潑金屬鎂易失去電子，形成

原電池時為負(fù)極，電熱水器內(nèi)膽(Ag)被愛護(hù)，此為犧牲陽極的陰極愛護(hù)法，B項(xiàng)正確,電解精

煉銅時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu—2e-=Cu”,C項(xiàng)錯誤；鐵管鍍鋅層局部破損

后，與電解質(zhì)溶液接觸形成原電池，該原電池中，鋅為負(fù)極，被腐蝕，而鐵管為正極，被愛

護(hù)，因此鐵管不易生銹，D項(xiàng)正確。

答案C

8.（2014?福建理綜，24節(jié)選）鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系親密。

右圖是試驗(yàn)室探討海水對鐵閘不同部位腐蝕狀況的剖面示意圖。

（1）該電化學(xué)腐蝕稱為。

（2）圖中A、B、C、D四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是（填字母）。

解析（1）海水接近于中性，則鐵閘發(fā)生的是吸氧腐蝕。：2）表面海水中6濃度較大，腐蝕的

較快，故B處產(chǎn)生的鐵銹最多。

答案（1）吸氧腐蝕（2）B

核心素養(yǎng)提升創(chuàng)新思維關(guān)鋌能力

一、新型高能綠色電池一一培育學(xué)生的節(jié)能環(huán)保意識，提升學(xué)生的社會責(zé)任感

隨著全球能源漸漸枯竭，以及廢舊電池中重金屬鹽的污染日趨嚴(yán)峻，因此，化學(xué)中的新型電

源，成為科學(xué)家探討的重點(diǎn)方向之一，也成了高考的高頻考點(diǎn)。高考中的新型化學(xué)電源，一

般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐.用、電壓穩(wěn)定、比能量（單位質(zhì)量釋放的能量）高等特點(diǎn)。由于該類

試題題材廣、信息新、生疏度大，因此很多考生感覺難度大。但應(yīng)用的解題原理仍舊還是原

電池的基礎(chǔ)學(xué)問，只要細(xì)心分析，事實(shí)上得分相對比較簡潔。

解題思維模板