1、1第 2 讲 原电池 化学电源【2019备考】最新考纲：1.理解原电池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总反应方程式。3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。考点一 原电池的工作原理及其应用(频数： 难度：)1概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。2原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中。3工作原理以锌铜原电池为例(1)反应原理
2、电极名称 负极 正极电极材料 锌片 铜片电极反应 Zn2e =Zn2 Cu2 2e =Cu反应类型 氧化反应 还原反应电子流向 由 Zn 片沿导线流向 Cu 片2自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应，也可能是电极与溶解的氧气等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。4原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在 Zn 与稀 H2SO4反应时加入少量 CuSO4溶液能使产生 H2的反应速率加快。(2)比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。(3)设计制作化学电源首先将氧化还
3、原反应分成两个半反应。根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。1(RJ 必修 2P42“实践活动”改编)如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是( )A若金属片 A 是正极，则该金属片上会产生 H2B水果电池的化学能转化为电能C此水果发电的原理是电磁感应D金属片 A、B 可以一个是铜片，另一个是铁片答案 C2(溯源题)(2016上海化学，8)图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中， x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的量， y 轴表示_。3铜棒的质量 c(Zn2 ) c(H ) c(SO )24答案 探源：本考题源于教材 RJ 选修 4 P71“图 4
4、1 锌铜原电池装置” ，对原电池的工作原理进行了考查。题组一 原电池基础1基础知识判断，正确的打“” ，错误的打“”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( )(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( )(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( )(4)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生( )(5)CaOH 2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能( )(6)在内电路中，电子由正极流向负极( )(7)某原电池反应为 Cu2AgNO 3=Cu(NO3)22Ag
5、，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl 饱和溶液( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)2课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是( )A原电池是将化学能转化成电能的装置B原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C图中电极 a 为铝条、电极 b 为锌片时，导线中会产生电流D图中电极 a 为锌片、电极 b 为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片解析 D 项，电极 a 为负极，电子由负极(锌片)流出。答案 D【反思归纳】规避原电池工作原理的 3 个失分点4(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电
6、极，也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。题组二 原电池原理的应用3用 a、b、c、d 四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述中正确的是( )甲 乙 丙实验装置现象 a 不断溶解 c 的质量增加 a 上有气泡产生A.装置甲中的 b 金属是原电池的负极B装置乙中的 c 金属是原电池的阴极C装置丙中的 d 金属是原电池的正极D四种金属的活泼性顺序：dabc解析 甲中 a 溶解说明 a 是负极，活泼性 ab，A 错误；原电池用正极或负极命名电极，B错误，由乙中现
7、象知活泼性 bc；丙中 d 是负极，活泼性 da，C 错误；综上可知 D 正确。答案 D4某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀 NaOH 溶液为电解质溶液设计原电池。(1)给你一只电流表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极。5(2)一段时间后，铝片发生的电极反应式是_；镁条表面只有极少量的气泡产生，则镁电极产生的主要反应的电极反应式为_。解析 铝能够与 NaOH 溶液反应，所以作原电池的负极，而镁与 NaOH 溶液不反应，故作原电池的正极。答案 (1)如图所示(2)Al4OH 3e =AlO 2H 2O 22H2O2e =H22OH 【规律总结】原电池设计程序在设计原电池装置时，
8、首先要书写出总氧化还原反应的离子方程式，确定原电池的正、负极，再把总反应的离子方程式拆写成氧化反应(负极反应)和还原反应(正极反应)。热点说明：相对于常规原电池，盐桥原电池能减少副反应，提高电池的供电效率。一些原电池装置考查题，常带有盐桥，正确理解盐桥作用，注意盐桥中的离子移向是解题关键。1盐桥的构成盐桥里的物质一般是强电解质而且不与两池中电解质反应，教材中常使用装有饱和 KCl 琼6脂溶胶的 U 形管，离子可以在其中自由移动，这样溶液是不致流出来的。2盐桥的作用(1)连接内电路，形成闭合回路；(2)平衡电荷，使原电池不断产生电流。3单池原电池和盐桥原电池的对比图 1 和图 2 两装置的比较相
9、同点正负极、电极反应、总反应、反应现象负极：Zn2e =Zn2正极：Cu 2 2e =Cu总反应：ZnCu 2 =CuZn 2不同点图 1 中 Zn 在 CuSO4溶液中直接接触 Cu2 ，会有一部分 Zn 与 Cu2 直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。图 2 中 Zn 和 CuSO4溶液在两个池子中，Zn 与 Cu2 不直接接触，不存在 Zn 与 Cu2 直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长关键点 盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区模型解题盐桥原电池装置分析1一定条件下，实验室利用如图所示装置，
10、通过测电压求算 Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法正确的是( )A右池中的银电极作负极7B正极反应为 Age =AgC总反应为 Ag Cl =AgClD盐桥中的 NO 向右池方向移动 3解析 若“右池中的银电极作负极” ，Ag 失去电子被氧化为 Ag ：Age =Ag ，电极质量减轻，不符合题干中的信息“两电极质量均增大” ，A 项错误。该装置图很容易让考生联想到盐桥电池，抓住“两电极质量均增大”判断，若左池 Ag 失去电子被氧化为 Ag ，Ag 再结合溶液中的 Cl 生成 AgCl：Age Cl =AgCl，即左池的银失去电子作负极；此时右池电解质溶液中的 Ag
11、在银电极表面得到电子被还原为Ag：Ag e =Ag，即右池的银电极为正极；两个电极反应式相加得到总反应：Ag Cl =AgCl；综上所述，B 项错误，C 项正确。根据“阴阳相吸”可判断盐桥中的NO 向负极方向(即左池)移动，D 项错误。 3答案 C2事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填序号，下同)。aC(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H0b2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H0cNaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l) H0若以 KOH 溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极
12、的电极反应为_。某同学用铜片、银片、Cu(NO 3)2溶液、AgNO 3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO 3的 U 形管)设计成一个原电池，如图所示，下列判断中正确的是_。a实验过程中，左侧烧杯中 NO 浓度不变 3b实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作c若开始时用 U 形铜代替盐桥，装置中无电流产生d若开始时用 U 形铜代替盐桥，U 形铜的质量不变解析 根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除 a，根据已学知识，原8电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除 c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现 H ，故正极的电极反应为 O24e 2H 2O=4OH 。
13、该原电池的工作原理是 Cu2Ag =2AgCu 2 ，盐桥起形成闭合回路和平衡电荷的作用，因此当电池工作时，盐桥中的 NO 向负极移动，因此左侧烧杯中 NO 的浓度将增大，a 错误。当 3 3取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b 错误。若开始时用U 形铜代替盐桥，则左侧烧杯相当于电解装置，而右侧烧杯相当于原电池装置，电极反应从左往右依次为阳极：Cu2e =Cu2 ，阴极：Cu 2 2e =Cu，负极：Cu2e =Cu2 ，正极 Ag e =Ag，由此可知 c 错误、d 正确。答案 b O 24e 2H 2O=4OH d可逆反应中的“盐桥”3控制适合的条件，将反应 2F
14、e3 2I 2Fe2 I 2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是( )A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3 被还原C电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流表读数为零后，在甲中溶入 FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析 由图示结合原电池原理分析可知，Fe 3 得电子变成 Fe2 被还原，I 失去电子变成I2被氧化，所以 A、B 正确；电流表读数为零时，Fe 3 得电子速率等于 Fe2 失电子速率，反应达到平衡状态，C 正确；D 项，在甲中溶入 FeCl2固体，平衡2Fe3 2I 2Fe2 I 2向左移动，I 2被还原为 I ，乙中石墨为正
15、极，D 不正确。答案 D4(原创题)已知反应 AsO 2I 2H AsO I 2H 2O 是可逆反应。设计如图装34 33置(C 1、C 2均为石墨电极)，分别进行下述操作：9.向 B 烧杯中逐滴加入浓盐酸.向 B 烧杯中逐滴加入 40% NaOH 溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题：(1)两次操作过程中指针为什么发生偏转？_。(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。_。(3)操作过程中，盐桥中的 K 移向_烧杯溶液(填“A”或“B”)。(4)操作过程中，C 1棒上发生的反应为_。答案 (1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能(2)()加酸
16、， c(H )增大，平衡向正反应方向移动，AsO 得电子，I 失电子，所以 C134极是负极，C 2极是正极。()加碱， c(OH )增大，平衡向逆反应方向移动，AsO 失电子，33I2得电子，此时，C 1极是正极，C 2极是负极。故化学平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同(3)A (4)2I 2e =I2考点二 化学电源(频数： 难度：)1一次电池(1)碱性锌锰干电池(图一)10图一负极材料：Zn电极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)2正极材料：碳棒电极反应：2MnO 22H 2O2e =2MnOOH2OH 总反应：Zn2MnO 22H 2O
17、=2MnOOHZn(OH) 2(2)锌银电池(图二)图二负极材料：Zn电极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)2正极材料：Ag 2O电极反应：Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH 总反应：ZnAg 2OH 2O=Zn(OH)22Ag2二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为Pb(s)PbO 2(s)2H 2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H 2O(l)113燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种：种类 酸性 碱性负极反应式 2H24e =4H 2H24OH 4e =4H2O正极反应式 O24H 4e =2H2O O22H 2O4e =4OH电池反应式 2H
18、2O 2=2H2O探源：书写燃料电池的电极反应时，要注意溶液的酸碱性，介质的酸碱性对半反应及总反应书写的影响。1教材知识思考(RJ 选修 4 P78“科学视野”微型燃料电池)微型燃料电池是采用甲醇(质子交换膜)取代氢作燃料设计而成的，性能良好，有望取代传统电池，说出此微型燃料电池的优点，并写出电池的负极反应。提示 优点电池设计简单；和传统充电电池比电池的能量密度高。负极反应：CH 3OH6e H 2O=CO26H 2(RJ 选修 4P783 改编)镉镍可充电电池的充、放电反应按下式进行：Cd2NiO(OH)2H 2O Cd(OH)22Ni(OH) 2，由此判断错误的是( )A放电时，Cd 作负
19、极B放电时，NiO(OH)作负极C电解质溶液为碱性溶液D放电时，负极反应为 Cd2OH 2e =Cd(OH)212答案 B3(溯源题)(2017课标全国，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a 常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为：16Li xS8=8Li2Sx(2 x8)。判断下列说法是否正确(1)电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S62Li 2e =3Li2S4( )(2)电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 g( )(3)石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性( )(4)电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量
20、越多( )答案 (1) (2) (3) (4)探源：本考题源于 RJ 选修 4 P76“二次电池”及其知识拓展，对常见及新型电源的工作原理及电极反应进行了考查。题组 教材常见传统电池的分析判断与拓展1铅蓄电池的工作原理为：PbPbO 22H 2SO4=2PbSO42H 2O，研读下图，下列判断正确的是( )AK 闭合时，d 电极的电极反应式：PbSO 42e =PbSO 24B当电路中通过 0.2 mol 电子时，中消耗的 H2SO4为 0.2 molCK 闭合时，中 SO 向 c 电极迁移24DK 闭合一段时间后，可单独作为原电池，d 电极为负极解析 根据图示，K 闭合时，为原电池，a 为正
21、极，b 为负极，为电解池，c 为阴极，d 为阳极。d 为阳极，发生氧化反应：PbSO 42e 2H 2O=PbO2134H SO ，A 项错误；根据铅蓄电池的总反应知，电路中转移 0.2 mol 电子时，中消24耗 0.2 mol H2SO4，B 项正确；K 闭合时，中 SO 向阳极(d 极)迁移，C 项错误；K 闭合24一段时间后，c 电极析出 Pb，d 电极析出 PbO2，电解质溶液为 H2SO4溶液，此时可以形成铅蓄电池，d 电极作正极，D 项错误。答案 B2由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰石墨为两极，其电池反应为
22、Al3MnO 23H 2O=3MnO(OH)Al(OH) 3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是( )A二氧化锰石墨为电池正极B负极反应式为 Al3e 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 4COH 不断由负极向正极移动D每生成 1 mol MnO(OH)转移 1 mol 电子解析 由电池反应方程式知，铝为电池负极，铝失去电子转化为 Al(OH)3，A、B 正确；阴离子移向负极，C 错误；由反应中锰元素价态变化知 D 正确。答案 C3电池在现代社会中具有极其广泛的应用。(1)银锌蓄电池是人造卫星所使用的高能电池之一，其放电时的反应是ZnAg 2O=ZnO2Ag。则该电池的负极材料是_，放电
23、时正极的电极反应式为_，放电时负极区的 pH_(填“增大” 、 “减小”或“不变”)。(2)某氢氧燃料电池用固体金属化合物陶瓷作电解质(可电离出金属离子和 O2 )，两极上发生的反应为 A 极：2H 22O 2 4e =2H2O；B 极：_。电子流动的方向是_；假设该燃料电池工作时，每生成 1 mol H2O(l)时产生的最大电能为 240 kJ，则该电池的能量转化效率为_(H 2的燃烧热为 285 kJmol1 ，最大电能与所能释放出的全部热量之比)。解析 (1)由总反应式知锌是负极，电极反应为 Zn2e 2OH =ZnOH 2O，故负极区的pH 减小。(2)该燃料电池中，因 A 极上发生的
24、是失去电子的反应，故 B 极上是氧气得到电子变成 O2 的反应，工作过程中 A 极失去电子而 B 极得到电子。能量转化效率为100%84.2 %。240 kJ285 kJ14答案 (1)锌 Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH 减小 (2)O 24e =2O2 由 A 极流向 B极 84.2%热点说明：随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的新型电源，成为科学家研究的重点方向之一，也成了高考的高频考点。高考中的新型化学电源，一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。由于该类试题题材广、信息新、陌生度大，因此许多考生感觉难度大。但应用的
25、解题原理仍然还是原电池的基础知识，只要细心分析，实际上得分相对比较容易。1新型燃料电池(Fuel Cell)燃料电池是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、天然气等为燃料与氧气或空气进行反应，将化学能直接转化成电能的一类原电池。其特点是：(1)有两个相同的多孔电极，同时电极不参与反应(掺杂适当的催化剂)。(2)不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内。(3)能量转换率较高，超过 80%(普通燃烧能量转换率 30%多)。【解题模板】2可充电电池对于一般的电池而言，充电电池具有一定的可逆性，在放电时，它是原电池装置；在充电时，它是电解过程，是一种经济、环保、电量足、适合大功率、长时间使用的电器。【模型示例】
26、 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，镁电池放电时电压高且平稳，因此成为人们研制绿色电池所关注的重点。有一种镁二次电池的反应为xMgMo 3S4 MgxMo3S4。下列说法错误的是( )A放电时 Mg2 向正极移动B放电时正极的电极反应式为 Mo3S42 xe =Mo3S2x4C放电时 Mo3S4发生氧化反应D充电时阴极的电极反应为 xMg2 2 xe =xMg【解题模板】15答案 C3电极反应式书写与判断的三个步骤步骤一：负极失去电子发生氧化反应；正极上，溶液中阳离子(或氧化性强的离子)得到电子，发生还原反应，充电时则正好相反。步骤二：两电极转移电子数守恒，符合正极反应加负极反应等于电池
27、反应的原则；步骤三：注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并。模型解题“常考不衰”的燃料电池1科学家设计出质子膜 H2S 燃料电池，实现了利用 H2S 废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜 H2S 燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是( )A电极 a 为电池的负极B电极 b 上发生的电极反应为 O24H 4e =2H2OC电路中每流过 4 mol 电子，在正极消耗 44.8 L H2SD每 17 g H2S 参与反应，有 1 mol H 经质子膜进入正极区解析 电极 a 上 H2S 转化为 S2，发生氧化反应，则电极 a 为电池
28、的负极，A 项正确；电极b 上 O2转化为 H2O，电极反应式为 O24H 4e =2H2O，B 项正确；负极反应式为2H2S4e =S24H ，电路中每流过 4 mol 电子，在负极消耗 2 mol H2S，而不是正极，且题中未指明 H2S 所处的状态，C 项错误；根据 2H2S4e =S24H 知，17 g(0.5 mol)H2S 参与反应，生成 1 mol H 经质子膜进入正极区，D 项正确。答案 C162(2018保定模拟)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH 溶液作为电解质溶液。下列关
29、于该电池的叙述正确的是( )Ab 电极发生氧化反应Ba 电极的电极反应式：N 2H44OH 4e =N24H 2OC放电时，电流从 a 电极经过负载流向 b 电极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析 燃料电池燃料(N 2H4)在负极(a 电极)发生氧化反应：N2H44OH 4e =N24H 2O，O 2在正极发生还原反应：O 24e 2H 2O=4OH ，总反应为 N2H4O 2=N22H 2O，A 项错误，B 项正确；放电时电流由正极流向负极，C 项错误；OH 在正极生成，移向负极，所以离子交换膜应让 OH 通过，故选用阴离子交换膜，D 项错误。答案 B“起点高、落点低”的压轴选择题：可
30、逆电池3已知：锂离子电池的总反应为：Li xCLi 1 xCoO2 CLiCoO 2；锂硫电池的总反应为：2LiS Li2S。有关上述两种电池说法正确的是( )A锂离子电池放电时，Li 向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电17解析 锂离子电池放电时 Li (阳离子)向正极迁移，A 项错误；锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B 项正确；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C项错误；题中装置是锂硫电池给锂离子电池充电，D 项错误。
31、答案 B4科技工作者设计出的新型可充电锂空气电池如图所示，该电池使用了两种电解质溶液，a 极一侧使用含有锂盐的有机电解液，b 极一侧使用水性电解液。下列有关这种电池的判断正确的是( )A放电时，a 为负极，充电时，a 为阴极B放电时，正极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2C充电时，Li 通过离子交换膜的方向是从左到右D充电后，水性电解液的 pH 增大解析 放电时，Li 失电子，发生氧化反应，Li 进入有机电解液，a 为负极，充电时，有机电解液中的 Li 得电子变为 Li，发生还原反应，a 为阴极，A 项正确；放电时，负极 Li失电子，正极 O2得电子与水生成 OH ，故正极反应式为 O2
32、2H 2O4e =4OH ，B 项错误；充电时，Li 通过离子交换膜的方向是从右到左，C 项错误；放电后，水性电解液的 pH 增大，充电后 pH 减小，D 项错误。答案 A其它新型、高效环保电池185环保、安全的铝空气电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是( )ANaCl 的作用是增强溶液的导电性B正极的电极反应式为：O 24e 2H 2O=4OHC电池工作过程中，电解质溶液的 pH 不断增大D用该电池做电源电解 KI 溶液制取 1 mol KIO3，消耗铝电极的质量为 54 g解析 由图示可知 Al 电极为负极，电极反应式为：Al3e 3OH =Al(OH)3，O 2在正极反应：O 2
33、4e 2H 2O=4OH ，总反应方程式为：4Al3O 26H 2O=4Al(OH)3，pH 基本不变，A、B 正确，C 项错误；D 项，1 mol KI 制得 1 mol KIO3转移 6 mol 电子，消耗 2 mol Al，即 54 g 铝，正确。答案 C6酶生物电池通常以葡萄糖作为反应原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和辅酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C 6H12O7)，其工作原理如图所示。下列有关说法中正确的是( )A该电池可以在高温条件下使用BH 通过交换膜从 b 极区移向 a 极区C电极 a 是正极D电池负极的电极反应式为 C6H12O6H 2O2e =C6H12O72H 解析
34、酶的主要成分为蛋白质，在高温条件下变性，丧失催化作用，A 项错误；由图示电子的移动方向可知 a 为电池的负极，发生氧化反应：C 6H12O6H 2O2e =C6H12O72H ，b为电池的正极，发生还原反应：H 2O22e 2H =2H2O，H 通过交换膜从 a 极移向 b 极，D 项正确，B、C 项错误。19答案 D试题分析(2016课标全国，11)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列说法错误的是( )A负极反应式为 Mg2e =Mg2B正极反应式为 Ag e =AgC电池放电时 Cl 由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2解题思路：
35、 我的答案： 考查意图：本题主题是 CuZn 型原电池电化学原理。综合考查了原电池正负电极和离子移动方向的判断、离子反应方程式的书写、金属的电化学腐蚀与化学腐蚀的关系等知识点；同时考查考生获取新信息，并与已有知识整合成新的知识模块解决实际问题的能力。试题以新型 MgAgCl 海水激活电池为情境，要求考生依据题干给予的电极材料信息判断出电池正负极，进而判断电极反应式；命题要求考生对于电化学反应原理不仅要有感性认识，还要应用模型思想、综合相关模块知识、辩证分析与解答具体问题，题目较难。本题抽样统计难度为 0.352，区分度为 0.261。解题思路： 首先从题干信息“MgAgCl 电池”所提供的电极
36、材料判断电池类型，属于CuZn 型原电池，应用模型思想推断出电池电化学原理：活泼金属 Mg 做负极，含金属阳离子的 AgCl 做正极，电池反应式为：Mg2AgCl= =MgCl22Ag；其次，判断各选项正误： B 错误，因为 AgCl 难溶于水，正极发生还原反应的 Ag 存在形式为 AgCl，因而正极反应式：AgCle =AgCl 。答案 B真题演练1(2013新课标全国卷，10)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了 Ag2S 的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是( )A处理过程中银器一直保持恒
37、重20B银器为正极，Ag 2S 被还原生成单质银C该过程中总反应为 2Al3Ag 2S=6AgAl 2S3D黑色褪去的原因是黑色 Ag2S 转化为白色 AgCl解析 本题要注意运用“电化学原理”这个关键词，由题干信息中 Ag、Al、食盐溶液构成原电池的条件，Ag 2S 是氧化剂，作正极，发生还原反应，B 项正确。C 项忽视了 Al2S3在水溶液中发生完全的双水解反应，正确的方程式应为 2Al3Ag 2S6H 2O=6Ag2Al(OH)33H 2S。D 项中黑色褪去的原因是 Ag2S 被还原成了 Ag。答案 B2(2014课标全国，12)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子
38、电池体系。下列叙述错误的是( )Aa 为电池的正极B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1 xMn2O4 xLiC放电时，a 极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中 Li 从 b 向 a 迁移解析 图示所给出的是原电池装置。A 项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即 b 为负极，a 为正极，正确；B 项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，正确；C 项，放电时，a 极为原电池的正极，发生还原反应的是 Mn 元素，锂元素的化合价没有变化，不正确；D 项，放电时为原电池，锂离子应向正极(a)极迁移，正确。答案 C3(2015课标全国，11)微生物
39、电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )21A正极反应中有 CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为 C6H12O66O 2=6CO26H 2O解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O 2与 C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B 项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许 H 通过，则正极反应为：O 24e 4H =2H2O，没有 CO2生成，A 项错误；负极发生反应：C6H12O624e 6H 2O=6CO224H ，H 在负极区生成，移向正
40、极区，在正极被消耗，C 项正确；总反应为：C 6H12O66O 2=6CO26H 2O，D 项正确。答案 A4(2016课标全国，11)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，反应为 2ZnO 24OH 2H 2O=2Zn(OH) 。下列说法正确的是( )24A充电时，电解质溶液中 K 向阳极移动B充电时，电解质溶液中 c(OH )逐渐减小C放电时，负极反应为：Zn4OH 2e =Zn(OH)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况)解析 A 项，充电时，电解质溶液中 K 向阴极移动，错误；B 项，充电时，总反应方程式为 2Zn
41、(OH) 2ZnO 24OH 2H 2O，所以电解质溶液中 c(OH )逐渐增24 = = = = =电 解 大，错误；C 项，在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2 将与 OH 结合生成 Zn(OH) ，24正确；D 项，O 24e ，故电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 0.5 mol，在标准状况时体积为 11.2 L，错误。答案 C一、选择题221各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )A手机上用的锂离子电池可以用 KOH 溶液作电解液B锌锰干电池中，锌电极是负极C氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被还原D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧
42、化硅解析 锂能与水反应，不能用水溶液作电解液，A 错误；锌锰干电池中锌失去电子生成Zn2 为负极，B 正确；氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化，C 错误；太阳能电池的主要材料为硅，D 错误。答案 B2分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )A中 Mg 作负极，中 Fe 作负极B中 Mg 作正极，正极反应式为 6H2O6e =6OH 3H 2C中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2D中 Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2解析 中 Mg 不与 NaOH 溶液反应，而 Al 能与 NaOH 溶液反应，Al 失去电子作负极；中Fe 在浓 HNO3中钝化，Cu 和浓
43、HNO3反应，失去电子作负极，则 Fe 作正极，A、C 错误；中电池总反应为 2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2，负极反应式为2Al8OH 6e =2AlO 4H 2O，二者相减得到正极反应式 26H2O6e =6OH 3H 2，B 正确；中 Cu 作正极，电极反应式为O22H 2O4e =4OH ，D 错误。答案 B3按如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是( )23A装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转D装置乙中负极的电极反应式：Zn2e =Zn2解
44、析 装置甲中锌与稀硫酸发生氧化还原反应，生成氢气，产生气泡，装置乙中形成铜锌原电池，且锌作负极，铜作正极，正极上 H 得电子生成氢气，A 项正确；装置甲中没有形成原电池，不存在化学能与电能的转化，B 项错误；装置乙形成了原电池，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转，C 项正确；装置乙中负极的电极反应式为 Zn2e =Zn2 ，D 项正确。答案 B4(2018深圳模拟)如图是课外活动小组设计的用化学电源使 LED 灯发光的装置。下列说法错误的是( )A铜片表面有气泡生成B装置中存在“化学能电能光能”的转换C如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变解析 铜锌原电池中，Cu 作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以 Cu 上有气泡生成，故 A 正确；原电池中化学能转化为电能，LED 灯发光时，电能转化为光能，故 B 正确；柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故 C 错误；金属性 Cu 比 Zn、Fe 弱，Cu 作正极，所以电路中的电流方向不变，故 D 正确。答案 C5下列
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