2019年领军高考化学清除易错点专题12原电池知识点讲解.doc

1、- 1 -易错点 12 原电池瞄准高考1 （2018 课标）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 NaCO2二次电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na 2Na2CO3+C。下列说法错误的是A. 放电时，ClO 4 向负极移动B. 充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2C. 放电时，正极反应为：3CO 2+4e 2CO 32 +CD. 充电时，正极反应为：Na +eNa【答案】D2 （2018 课标）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O 2与 Li+在多孔碳材料电极处生成 Li2O2-x（ x=0 或

2、1） 。下列说法正确的是A. 放电时，多孔碳材料电极为负极B. 放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C. 充电时，电解质溶液中 Li+向多孔碳材料区迁移- 2 -D. 充电时，电池总反应为 Li2O2-x=2Li+（1 ）O 2【答案】D3 （2018 北京）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的 3%NaCl 溶液） 。 在 Fe 表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是A. 对比，可以判定 Zn 保护了 FeB. 对比，K 3Fe(CN)6可能将 Fe 氧化C. 验证 Zn 保护 Fe 时不能用的方法D. 将 Zn 换成 Cu，用的

3、方法可判断 Fe 比 Cu 活泼【答案】D【解析】A 项，对比，Fe 附近的溶液中加入 K3Fe（CN） 6无明显变化，Fe 附近的溶液中不含 Fe2+，Fe 附近的溶液中加入 K3Fe（CN） 6产生蓝色沉淀，Fe 附近的溶液中含 Fe2+，中 Fe 被保护，A 项正确；B 项，加入 K3Fe（CN） 6在 Fe 表面产生蓝色沉淀，Fe 表面产生了 Fe2+，对比的异同，可能是 K3Fe（CN） 6将 Fe 氧化成 Fe2+，B 项正确；- 3 -C 项，对比，加入 K3Fe（CN） 6在 Fe 表面产生蓝色沉淀，也能检验出 Fe2+，不能用的方法验证 Zn 保护 Fe，C 项正确；D 项，

4、由实验可知 K3Fe（CN） 6可能将 Fe 氧化成Fe2+，将 Zn 换成 Cu 不能用的方法证明 Fe 比 Cu 活泼，D 项错误。4（2017 课标）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） 。下列说法错误的是A电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S6+2Li+2e-=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性D电池充电时间越长，电池中的 Li2S2量越多【答案】D锁定考点一原电池工作原理

5、1工作原理示意图(以铜锌原电池为例)2原电池电极的判断- 4 -3. 原电池的负极一般，在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：(1) “活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。 (2) 在大部分原电池反应中，金属活动性较强的一极作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，例如： 冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应作负极。 NaOH 溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与 NaOH 溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。4. 原电池的设计从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，

6、实际设计时应注意以下几点： 负极(还原性较强的物质)； 正极是活动性较差的金属或能导电的非金属； 电解质溶液：两电极浸入电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。二原电池原理的应用1加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量 CuSO4溶液，能使产生 H2的速率加快。2比较金属活动性强弱3设计化学电池例如：以 FeCuCl 2=FeCl2Cu 为依据，设计一个原电池。(1) 将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电- 5 -极反应式。负极：Fe2e =Fe2 ，正极：Cu 2+2e =Cu。(2) 确定电极材料若发生氧化反应的物质为金属单质，

7、可用该金属直接作负极；若发生氧化反应的为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如 Pt、碳棒)作负极。发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼。本例中可用 Fe 作负极，用铂丝或碳棒作正极。(3) 确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可，如本例中可用 CuCl2溶液作电解液。(4) 构成闭合回路：将电极用导线连接，使之构成闭合回路。4电化学防护：牺牲阳极的阴极保护法利用原电池原理 负极(阳极)是作保护材料的金属； 正极(阴极)是被保护的金属设备。三电极反应式的书写总的原则同化学方程式的书写：先写反应物，再写生成物，根据化合价标出得失电子数，再根据电荷守恒和物料守恒配平，同

8、时注意溶液的酸碱性。1. 先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。2. 注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是 O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且 O2生成 OH ，若电解质溶液为酸性，则 H 必须写入正极反应式中，O 2生成水。3. 正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。4. 燃

9、料电池电极反应中，酸性溶液中不能出现 OH ，碱性溶液中不能出现 H ，水溶液中不能出现O2 ，而熔融电解质中 O2被还原为 O2 。小题快练1根据图判断下列说法错误的是- 6 -A 盐桥中的阳离子会移向 a 池B Fe 为正极，电极反应为 O24H 4e 2H2OC 电池总反应为 2ZnO 22H 2O 2Zn2 4OH D 该装置中通入的 N2可用氩气来代替【答案】B2利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，下列说法正确的是（ ）A 反应体系中 I2和 Fe2+可循环使用B 光电池是

10、原电池C 光催化反应池中的反应方程式为：2I +2Fe3+ I2+2Fe2+D 进入电解池 B 的溶液与从电解池 B 排出的溶液 pH 相同【答案】A【解析】电解池 A 中反应为 2H+2I- H2+I 2，电解池 B 中反应为- 7 -4Fe3+2H2O 4Fe2+4H+O2，光催化反应池中的反应为 I2+2Fe2+ 2Fe3+2I-。A，循环过程中总反应为 2H2O 2H2+O 2，I 2和 Fe2+可循环使用，A 项正确；B，光电池将太阳能转化为电能，不是原电池，B 项错误；C，光催化反应池中反应方程式为I2+2Fe2+ 2Fe3+2I-，C 项错误；D，电解池 B 中反应为 4Fe3+

11、2H2O 4Fe2+4H+O2，进入电解池 B 的溶液的 pH 大于从电解池 B 排出的溶液的 pH，D 项错误。3某原电池以银、铂为电极，用含 Ag+的固体作电解质,Ag +可在固体电解质中自由移动。电池反应为 2Ag+Cl2=2AgCl。利用该电池可以测定空气中 Cl2的含量。下列说法错误的是A 空气中 c(Cl2)越大,消耗 Ag 的速率越大B 电子移动方向：银固体电解质铂C 电池工作时电解质中 Ag+总数保持不变D 铂极的电极反应式为 Cl2+2e-+2Ag+=2AgCl【答案】B4下列装置为某实验小组设计的 CuZn 原电池，关于其说法错误的是A 装置甲中电子流动方向为：Zn电流表C

12、uB 装置乙比装置甲提供的电流更稳定C 装置乙盐桥中可用装有琼胶的 Na 2CO3饱和溶液D 若装置乙中盐桥用铁丝替代，反应原理发生改变【答案】C【解析】A，装置甲中，Zn 作原电池的负极，Cu 作原电池的正极，电子由负极经导线流向正- 8 -极，故 A 正确；B、装置乙使用了盐桥，起着平衡电荷的作用，比装置甲提供的电流稳定，故 B 正确；C、装置乙盐桥中若用 Na2CO3饱和溶液代替 KCl 饱和溶液，则电池工作时，CO 32-移向 ZnSO4溶液，Zn 2+和 CO32-发生反应，产生沉淀堵塞盐桥，不能形成闭合回路，使原电池停止工作，故 C 错误；D、若装置乙中盐桥用铁丝替代，右侧中形成

13、Fe、Cu 和硫酸铜溶液的原电池，左侧为电解池，反应原理发生改变，故 D 正确。5如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测，下列说法不正确的是A 电流由 O2所在的铂电极经外电路流向另一电极B O 2所在的铂电极处发生还原反应C 该电池的负极反应式为：CH 3CH2OH+3H2O-12e- 2CO2+12H+D 微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量【答案】C6热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为。下列有关说法正确

14、的是A 正极反应式：B 放电过程中， 向负极移动- 9 -C 常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针发生偏转D 每转移 01mol 电子，理论上生成 1035gPb【答案】D【解析】A.正极发生还原反应,电极方程式为 PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb，故 A 错误；B.放电过程中阳离子向正极移动，Li +向正极移动，故 B 错误；C.常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流,因此连接电流表或检流计，指针不偏转，故 C 错误；D.根据电极方程式 PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb，可以知道每转移 0.1mol 电子，理论上生成0.05molPb，质量

15、为 10.35g，所以 D 选项是正确的。7下图是采用新能源储能器件将 CO2转化为固体产物，实现 CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用 Li-CO2电池，组成为：钌电极/CO 2饱和的 LiClO4-DMSO 电解液/锂片。下列说法不正确的是 A Li-CO 2电池的电解液由 LiClO4和 DMSO 溶于水得到B CO 2的固定中，每转移 8 mol e-，生成 6 mol 气体C 过程中化学能转化为电能D 过程的钌电极的电极反应式为 2Li2CO3+C-4e-4Li +3CO2【答案】A8一种新型的电池，总反应为: 3Zn+2FeO42 +8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(O

16、H) 2+4OH ，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是- 10 -A Zn 极是负极，发生氧化反应B 随着反应的进行，溶液的 pH 增大C 电子由 Zn 极流出到石墨电极，再经过溶液回到 Zn 极，形成回路D 石墨电极上发生的反应为：FeO 42+3e+4H2O=Fe(OH)3+5OH 【答案】C9下列关于铜锌原电池（如图所示）的说法正确的是（ ）A Zn 是负极，发生还原反应 B Cu 是负极，发生氧化反应C 铜片上有气体逸出 D 电子由铜片通过导线流向锌片【答案】C【解析】A.该装置是原电池,Zn 易失电子发生氧化反应而作负极、Cu 作正极,故 A 错误; B.Cu 作正极,发生还原反

17、应,故 B 错误；C.铜是正极,氢离子在正极得电子发生还原反应:2H+2e-=H2,所以 C 选项是正确；D.负极上失电子、正极上得电子,该装置中 Zn 是负极、Cu是正极,所以电子从 Zn 沿导线流向正极 Cu,故 D 错误。10某学习小组的同学查阅相关资料知，氧化性：Cr 2O72 Fe 3 ，设计了如图所示的盐桥原电池。盐桥中装有琼脂与饱和 K2SO4溶液。下列叙述中正确的是- 11 -A 甲烧杯的溶液中发生还原反应B 外电路的电流方向是从 b 到 aC 电池工作时，盐桥中的 SO42移向乙烧杯D 乙烧杯中发生的电极反应为：2Cr 3 7H 2O6e =Cr2O72 14H 【答案】B1

18、1如图装置()为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许 K+通过，该电池放电、充电的化学方程式为 2K2S2+KI3 K2S4 +3KI。装置()为电解池的示意图，当闭合开关 K 时，电极 X 附近溶液先变红。则闭合 K 时，下列说法不正确的是( )A K +从左到右通过离子交换膜B 电极 A 上发生的反应为 I3-+2e-=3I-C 电极 Y 上发生的反应为 2Cl-2e-=Cl2D 当有 0.1 molK+通过离子交换膜，X 电极上产生 1.12L 气体(标准状况)【答案】B【解析】当闭合开关 K 时，X 附近溶液先变红，即 X 附近有氢氧根生成，所以在 X 极上得电子析出氢气，X

19、 极是阴极，Y 极是阳极。与阴极连接的是原电池的负极，所以 A 极是负极，B极是正极。则 A、闭合 K 时，A 是负极，B 是正极，电子从 A 极流向 B 极，根据异性电荷相吸原理可知 K+从左到右通过离子交换膜，A 正确；B、闭合 K 时，A 是负极，负极上失电子发生- 12 -氧化反应，电极反应式为 2S22-2e-S 42-，B 错误；C、闭合 K 时，Y 极是阳极，在阳极上溶液中的氯离子放电生成氯气，所以电极反应式为 2Cl-2e-=Cl2，C 正确；D、闭合 K 时，当有 0.1molK+通过离子交换膜，即有 0.1mol 电子产生，根据氢气与电子的关系式知，生成氢气的物质的量是 0

20、.05mol，体积为 1.12L(标况下)，D 正确。12以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示关于该电池的叙述不正确的是（ ）A 该电池能够在高温下工作B 电池的负极反应为：C 6H12O66H 2O24e 6CO 224H +C 放电过程中，质子（H +）从负极区向正极区迁移D 在电池反应中，每消耗 1mol 氧气，理论上能生成标准状况下 CO2气体 22.4 L【答案】A13目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法中错误的是( )A 燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能- 13 -B 燃料电池中通入 H2的一极作负极，发生

21、氧化反应C 在此循环中发生了反应:2H 2O 2H2+ O 2D 目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂【答案】C【解析】氢氧燃料电池的负极通入 H2，发生氧化反应；正极通入 O2，发生还原反应，故 B 正确。原电池都是将化学能转化为电能的装置，故 A 正确。推广氢能的关键是寻找合适的催化剂，利用太阳能分解水。14利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理为：2CO 2+2H2O 2HCOOH+O2，装置如图所示，下列说法不正确的是（ ）A 电子由电极 1 经过负载流向电极 2B 若将质子膜换成阴离子交换膜，该电池依然能够正常工作C 电极 2 的反应式：CO 2+2H+2e =HCOOHD 该装置能将太阳能转化为化学能和电能【答案】B15某同学利用右图实验装置探究盐桥式原电池的工作原理，盐桥中除添加琼脂外,还要添加 KCl 的饱和溶液。下列叙述正确的是( )- 14 -A 导线中电子流向为 baB 电池工作时，电流方向 abC 电池工作时，盐桥中的 K+向右侧烧杯移动,Cl -向左侧烧杯移动D 电池工作时，盐桥中的 K+向左侧烧杯移动,Cl -向右侧烧杯移动【答案】C【解析】锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极。A. 原电池中，电子由负极流向正极，导线