1、1第 2 节 原电池 化学电源【考纲要求】理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。 了解常见化学电源的种类及其工作原理。考点一 原电池原理1概念把化学能转化为电能的装置，其本质是发生了氧化还原反应。2构成条件(1)有两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。(2)将电极插入电解质溶液或熔融电解质中。(3)两电极间构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。(4)能自发发生氧化还原反应。3工作原理如图是 CuZn 原电池装置：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
2、Cu 片盐桥中离子移向 盐桥含饱和 KCl 溶液，K 移向正极，Cl 移向负极特别提醒 (1)盐桥中装有饱和的 KCl、KNO 3等溶液和琼胶制成的胶冻。(2)盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。1构成原电池正极和负极的材料必须是金属( )2在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原( )3原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动( )24原电池工作中，电子从正极通过电解质溶液流向负极( )5两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极( )6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( )答案：1. 2. 3. 4. 5
3、. 6.题组一 原电池的形成条件及正、负极的判断1有关电化学知识的描述正确的是( )ACaOH 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B原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成C从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池D原电池工作时，正极表面一定有气泡产生答案：C2在如图所示的 8 个装置中，属于原电池的是_。答案：3分析下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，电极反应式为 6H2O6e =6OH 3H 2C中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2D中
4、 Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2解析：选 B。中 Mg 不与 NaOH 溶液反应，而 Al 能和 NaOH 溶液反应失去电子，故 Al是负极；中 Fe 在浓硝酸中钝化，Cu 和浓 HNO3反应失去电子作负极，A、C 错；中电池3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为 26H2O6e =6OH 3H 2，B 正确；中 Cu 是正极，电极反应式为O22H 2O4e =4OH ，D 错。1原电池工作原理的 3 个易错点(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极，也
5、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。2判断原电池正、负极的 5 种方法注意：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。 题组二 考查盐桥原电池的工作原理4如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是( )A电极上发生还原反应，作原电池的负极B电极的电极反应式为 Cu2 2e =CuC该原电池的总反应为 2Fe3 Cu= =Cu2 2Fe 2D盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子解析：选 C。该原
6、电池的总反应为 2Fe3 Cu= =Cu2 2Fe 2 。电极上发生还原反应，作原电池的正极，电极反应式为 2Fe3 2e =2Fe2 ，电极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为 Cu2e =Cu2 。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。5将镉(Cd)浸在氯化钴(CoCl 2)溶液中，发生反应的离子方程式为 Co2 (aq)Cd(s)4=Co(s)Cd 2 (aq)，如将该反应设计为如图的原电池，则下列说法一定错误的是( )ACd 作负极，Co 作正极B原电池工作时，电子从负极沿导线流向正极C根据阴阳相吸原理，盐桥中的阳离子向负极(甲池)移动D甲池中盛放的是 CdCl2溶液，乙池
7、中盛放的是 CoCl2溶液解析：选 C。将该反应设计为原电池时，Cd 作负极，电极反应为 Cd2e =Cd2 ；Co作正极，电极反应为 Co2 2e =Co，盐桥中的阳离子向正极(乙池)移动。6控制适合的条件，将反应 2Fe3 2I 2Fe 2 I 2设计成如图所示的原电池。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：选 D。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 失电子变成 I2被氧化
8、，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；在甲中溶入 FeCl2固体，平衡 2Fe3 2I 2Fe 2 I 2向左移动，I 2被还原为 I ，乙中石墨为正极，D 不正确。考点二 原电池原理的应用1设计制作化学电源52加快化学反应速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率增大。如在 Zn 与稀硫酸反应时加入少量 CuSO 4 溶液构成原电池，反应速率增大。3比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属导体)作正极。4用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如：
9、要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。1实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀 H2SO4反应( )2锌与稀硫酸反应时，要增大反应速率可滴加少量硫酸铜( )3用导线将金属 A 和 B 插入到稀硫酸中，B 上有气体放出，则说明 B 作负极，活动性BA( )4能自发进行且放热的氧化还原反应才能设计成原电池( )5设计原电池时，负极材料是失电子的物质，正极材料是比负极活泼性差的金属，也可以是石墨( )6被保护的金属制品应与较不活泼的金属相连接( )答案：1. 2. 3. 4. 5. 6.1将两份过量的锌粉 a、b 分别加入一定量的稀硫酸，同时向 a 中加入
10、少量的 CuSO4溶液，产生 H2的体积 V(L)与时间 t(min)的关系正确的是( )解析：选 B。加入 CuSO4溶液，Zn 置换出 Cu，形成原电池，加快反应速率，由于H2SO4定量，产生 H2的体积一样多。2M、N、P、E 四种金属，已知：MN 2 =NM 2 ；M、P 用导线连接放入硫酸6氢钠溶液中，M 表面有大量气泡逸出；N、E 用导线连接放入 E 的硫酸盐溶液中，电极反应为 E2 2e =E，N2e =N2 。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )APMNE BENMPCPNME DEPMN解析：选 A。由知，金属活动性：MN；M、P 用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有
11、大量气泡逸出，说明 M 作原电池的正极，故金属活动性：PM；N、E 构成的原电池中，N 作负极，故金属活动性：NE。综合可知，金属活动性：PMNE，A 正确。 3某原电池总反应为 Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 ，下列能实现该反应的原电池是( )选项 A B C D电极材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag电解液 FeCl3 Fe(NO3)2 CuSO4 Fe2(SO4)3解析：选 D。由题意知，Cu 为负极材料，正极材料的金属活动性必须弱于 Cu，其中B、D 项符合该条件；由 Fe3 得电子生成 Fe2 知，电解液中必须含有 Fe3 ，同时符合上述两个条件的只有 D 项。考
12、点三 化学电源1日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池负极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)2；正极反应：2MnO 22H 2O2e =2MnO(OH)2OH ；总反应：Zn2MnO 22H 2O=2MnO(OH)Zn(OH) 2。(2)锌银电池一次电池负极反应：Zn2OH 2e =Zn(OH)2；正极反应：Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH ；总反应：ZnAg 2OH 2O=Zn(OH)22Ag。(3)二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 Pb，正极材料是 PbO2。放电时的反应负极反应：PbSO 2e =PbSO4；24正极反应：PbO 24H S
13、O 2e =PbSO42H 2O；24总反应：PbPbO 22H 2SO4=2PbSO42H 2O。充电时的反应阴极反应：PbSO 42e =PbSO _；24阳极反应：PbSO 42H 2O2e =PbO24H SO _；247总反应：2PbSO 42H 2O=PbPbO 22H 2SO4。2高效、环境友好的燃料电池种类 酸性燃料电池 碱性燃料电池负极反应式 2H24e =4H 2H24OH 4e =4H2O正极反应式 O24e 4H =2H2O O22H 2O4e =4OH电池总反应式 2H2O 2=2H2O备注 燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用1Zn 具有还原性和导
14、电性，可用作锌锰干电池的负极材料( )2铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加( )3可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应( )4锂碘电池的电极反应为 2Li(s)I 2(s)=2LiI (s)，则碘电极作该电池的负极( )5可充电电池充电时，电池的正极应连接外接电源的负极( )答案：1. 2. 3. 4. 5.题组一 考查可充电电池1镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H 2O Cd(OH)22Ni(OH) 2，有 放 电 充 电关该电池的说法正确的是( )A充电时阳极反应式：
15、Ni(OH) 2OH e =NiOOHH 2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动 解析：选 A。放电时 Cd 的化合价升高，Cd 作负极，Ni 的化合价降低，NiOOH 作正极，则充电时 Cd(OH)2作阴极，Ni(OH) 2作阳极，电极反应式为 Ni(OH)2OH e =NiOOHH 2O， A 项正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，B 项错误；放电时负极电极反应式为 Cd2OH 2e =Cd(OH)2，Cd 电极周围 OH 的浓度减小，C 项错误；放电时 OH 向负极移动，D 项错误。2铅蓄电池的示意图如图所示。下列
16、说法正确的是( )8A放电时，N 为负极，其电极反应式为 PbO2SO 4H 2e =PbSO42H 2O24B放电时， c(H2SO4)不变，两极的质量增加C充电时，阳极反应式为 PbSO42e =PbSO 24D充电时，若 N 连电源正极，则该极生成 PbO2解析：选 D。放电时，是原电池，N 作正极，A 不正确；放电时，正、负极均消耗硫酸，c(H2SO4)减小，B 不正确；充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为PbSO42e 2H 2O=PbO2SO 4H ，C 不正确；充电时，若 N 连电源正极，则该极为24阳极，电极反应产物为 PbO2，D 正确。题组二 考查燃料电池3乙醇燃料电池中采
17、用磺酸类质子溶剂，在 200 左右时供电，电池总反应式为C2H5OH3O 2=2CO23H 2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是( )A电池工作时，质子向电池的负极迁移B电池工作时，电流由 b 极沿导线流向 a 极Ca 极上发生的电极反应是 C2H5OH3H 2O12e =2CO212H Db 极上发生的电极反应是 2H2OO 24e =4OH解析：选 B。通入乙醇的一极(a 极)为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极(b 极)为正极，发生还原反应。电池工作时，阳离子(质子)向电池的正极迁移，A 项不正确；电流方向与电子流向相反，电流由 b 极沿导线流向 a 极，B 项正确；a 极上乙醇
18、应该失电子被氧化，C 项不正确；因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH ，D 项不正确。4有一种 MCFC 型燃料电池，该电池所用燃料为 H2，电解质为熔融的 K2CO3。电池的总反应为 2H2O 2=2H2O，负极反应为 H2CO 2e =H2OCO 2。下列说法正确的是( )23A电路中的电子经正极、熔融的 K2CO3、负极后再到正极，形成闭合回路B电池放电时，电池中 CO 的物质的量将逐渐减少23C正极反应为 2H2OO 24e =4OHD放电时 CO 向负极移动23解析：选 D。电子不能通过熔融的 K2CO3，故 A 项错误；该电池的正极反应为O24e 2CO
19、2=2CO ，根据电子守恒，放电时负极的消耗 CO 与正极生成的 CO23 23的物质的量相等，电池中 CO 的物质的量不变，故 B、C 错误；放电时阴离子向负极23 239移动，故 D 项正确。1(2014高考北京卷)下列电池工作时，O 2在正极放电的是( )A锌锰电池 B氢燃料电池 C铅蓄电池 D镍镉电池解析：选 B。锌锰电池，正极反应：2MnO 22H 2O2e =2MnO(OH)2OH ，MnO 2在正极放电，A 错误。氢燃料电池，正极反应(酸性条件下)：O 24H 4e =2H2O，O 2在正极放电，B 正确。铅蓄电池，正极反应：PbO 24H SO 2e =PbSO42H 2O，P
20、bO 2在正24极放电，C 错误。镍镉电池，正极反应：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH ，NiOOH 在正极放电，D 错误。2(2016高考上海卷)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( )A铜棒的质量 B c(Zn2 )C c(H ) D c(SO )24解析：选 C。该装置构成原电池，Zn 是负极，Cu 是正极。A在正极 Cu 上溶液中的H 获得电子变为氢气，Cu 棒的质量不变，错误；B由于 Zn 是负极，不断发生反应Zn2e =Zn2 ，所以溶液中 c(Zn2 )逐渐增大，错误； C由于反应不断消耗 H ，所以溶液的
21、c(H) 逐渐降低，正确；DSO 不参加反应，其浓度不变，错误。243(2015高考天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO )减小24C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡10解析：选 C。ACu 作正极，电极上发生还原反应，错误；B电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的 c(SO )基本不变，错误；C电池工作时，甲池反应为24 24Zn2e =Zn2 ，乙池反应为 Cu2 2e =Cu，甲池中 Zn2
22、会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有 64 g Cu 析出，则进入乙池的Zn2 为 65 g，溶液总质量略有增加，正确；D由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。4(2016高考全国卷，11，6 分)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )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解析：选 B。根据题意，电池总反应式为 Mg2AgCl= =MgCl22Ag，正极反应式为2AgCl2e =2C
23、l 2Ag，负极反应式为 Mg2e =Mg2 ，A 项正确，B 项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C 项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2， D 项正确。5(2015高考全国卷，11，6 分)微生物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( )A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：选 A。图示所给出的是原电池装置。A有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通
24、过，故正极电极反应式为 O24e 4H =2H2O；在负极，C 6H12O6 在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为 C6H12O624e 6H 2O=6CO224H ，则负极上有 CO2产生，故 A 不正确。B微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故 B 正确。C质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故 C 正确。D正极的电极反应式为 6O224e 24H =12H2O，负极的电极11反应式为 C6H12O624e 6H 2O=6CO224H ，两式相加得电池总反应为C6H12O66O 2=6CO26H 2O，故 D 正确。6(2016
25、高考全国卷，11，6 分)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24是( )A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：选 C。K 带正电荷，充电时 K 应该向阴极移动，A 项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗 OH ，则充电时，OH 浓度应增大，B 项错误。放电时，Zn 为负极，失去电子生成 Zn(OH)
26、 ，其电极反应为 Zn4OH 2e =Zn(OH) ，C 项正确。消24 24耗 1 mol O2转移 4 mol 电子，故转移 2 mol 电子时消耗 0.5 mol O2，0.5 mol O2在标准状况下的体积为 11.2 L，D 项错误。7(2014高考全国卷，12，6 分)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。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：选 C。图示所给出的是原电池装置。A由图示分析，金属锂易失电子，
27、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，故正确。B电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C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，故不正确。D放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a 极)迁移，故正确。8(2014高考浙江卷)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是Ni(OH)2M= =NiOOHMH已知：6NiOOHNH 3H 2OOH =6Ni(OH)2NO 212下列说法正确的是( )ANiM
28、H 电池放电过程中，正极的电极反应式为 NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH B充电过程中 OH 离子从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：H 2OMe =MHOH ，H 2O 中的 H 被 M 还原DNiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液解析：选 A。A 项，放电过程中，NiOOH 得电子，化合价降低，发生还原反应，该项正确。B 项，充电过程中发生电解池反应，OH 从阴极向阳极迁移，该项错误。C 项，充电过程中，阴极 M 得到电子，M 被还原，H 2O 中的 H 化合价没有发生变化，该项错误。D 项，NiMH 在 KOH 溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项
29、错误。一、选择题1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 a 极为铝条、b 极为锌片时，导线中会产生电流D图中 a 极为锌片、b 极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片解析：选 D。原电池是将化学能转化成电能的装置，A 正确；原电池由电极、电解质溶液和导线等组成，B 正确；图中 a 极为铝条、b 极为锌片时，构成原电池，导线中会产生电流，C 正确；图中 a 极为锌片、b 极为铜片时，锌片作负极，电子由锌片通过导线流向铜片，D 错误。2.如图，在盛
30、有稀 H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极 X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( )A外电路的电流方向为 X外电路YB若两电极分别为铁和碳棒，则 X 为碳棒，Y 为铁CX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为 XY13解析：选 D。外电路电子流向为 X外电路Y，电流方向与其相反，X 极失电子，作负极，发生氧化反应，Y 极得电子，作正极，发生还原反应。若两电极分别为铁和碳棒，则 Y 为碳棒，X 为铁。3锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为 Zn(s)2MnO 2(s)H 2O(l)=Zn(OH)2(s)
31、Mn 2O3(s)。下列说法错误的是( )A电池工作时，锌失去电子，电解液内部 OH 向负极移动B电池正极的电极反应式为 2MnO2(s)H 2O(l)2e =Mn2O3(s)2OH (aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过 0.2 mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5 g解析：选 C。 A锌的化合价升高，失去电子，电解液内部 OH 向负极移动，A 正确；B负极失去电子，正极得到电子，则根据总反应式可判断正极是二氧化锰得到电子，电极反应式为 2MnO2(s)H 2O(l)2e =Mn2O3(s)2OH (aq)，B 正确；C电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，
32、C 错误；D由总的反应式可知消耗 0.2 mol 电子时负极消耗0.1 mol 锌，则消耗锌的质量 0.1 mol65 g/mol6.5 g，D 正确。4根据下图，判断下列说法正确的是( )A装置和装置中负极反应均是 Fe2e =Fe2B装置和装置中正极反应均是 O22H 2O4e =4OHC装置和装置中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D放电过程中，装置左侧烧杯和装置右侧烧杯中溶液的 pH 均增大解析：选 D。装置中，由于 Zn 比 Fe 活泼，所以 Zn 作原电池的负极，电极反应式为Zn2e =Zn2 ；Fe 作正极，电极反应式为 O22H 2O4e =4OH ，由于正极有 OH 生成，因此溶
33、液的 pH 增大。装置中，Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2 ；Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2，正极由于不断消耗 H ，所以溶液的 pH 逐渐增大，据此可知 A、B 均错误，D 正确。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以 C 错误。5如图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是( )14A原电池工作时的总反应为 ZnCu 2 =Zn2 Cu，该反应一定为放热反应B原电池工作时，Zn 电极流出电子，发生氧化反应C原电池工作时，Cu 电极上发生氧化反应，CuSO 4溶液蓝色变深D如果将 Cu 电极改为 Fe 电极，Zn 电极依然作负极解析：选 C。由图可知：
34、原电池总反应为 ZnCu 2 =Zn2 Cu，自发进行且放热的反应才能设计成原电池，A 正确；Zn 比 Cu 活泼，故作负极，失电子，发生氧化反应，B 正确；Cu 作正极，Cu 2 得电子，发生还原反应，CuSO 4溶液颜色变浅，C 不正确；Fe 也不如 Zn 活泼，故 Zn 电极依然作负极，D 正确。6锂电池的构造如图所示，电池内部“”表示放电时 Li 的迁移方向，电池总反应可表示为 Li1 xCoO2Li xC6 LiCoO26C，下列说法错误的是( ) 充 电 放 电A该电池的负极为 LiCoO2B电池中的固体电解质可以是熔融的氯化钠、干冰等C充电时的阴极反应：Li 1 xCoO2 xL
35、i xe =LiCoO2D外电路上的“”表示放电时的电子流向解析：选 B。根据锂离子的移动方向，确定 LiCoO2是负极，碳电极是正极，电子从负极经外电路移向正极，充电时为电解池，阴极发生得电子的还原反应，故 A、C、D 正确。干冰是固体二氧化碳，属于非电解质，故 B 错误。7乙烯催化氧化成乙醛可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为 2CH2=CH2O 2 2CH 3CHO。下列有关说法正确的是( )Aa 电极发生还原反应B放电时，每转移 2 mol 电子，理论上需要消耗 28 g 乙烯Cb 电极反应式为 O24e 2H 2O=4OHD电子移动方向：电极 a磷酸溶液
36、电极 b解析：选 B。由题图可以看出 a 极通入乙烯，作负极，放电时乙烯发生氧化反应生成乙醛，A 项错误；CH 2=CH2 CH 3CHO 中碳元素化合价发生变化，可以看出每转移 2 mol15电子有 1 mol 乙烯被氧化，B 项正确；电解质溶液显酸性，b 极通入氧气，放电后生成水，电极反应式为 O24e 4H =2H2O，C 项错误；放电时电子从负极通过外电路向正极移动，电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，D 项错误。8.一种用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是( )A该电池工作时，每消耗 22.4 L NH3转移 3 mol 电子B电子由电极
37、 A 经外电路流向电极 BC电池工作时，OH 向电极 B 移动D电极 B 上发生的电极反应为 O2 4H 4e =2H2O解析：选 B。A 项，温度、压强未知，不能计算 22.4 L NH3的物质的量，错误；B 项，该电池中通入氧气的电极 B 为正极，电极 A 为负极，电子由电极 A 经外电路流向电极 B，正确；C 项，电池工作时，OH 向负极移动，错误；D 项，该电池电解质溶液为 NaOH 溶液，电极 B 上发生的电极反应为 O22H 2O4e =4OH ，错误。9目前科学家已开发出一种新型燃料电池固体氧化物电池，该电池用辛烷(C 8H18)作燃料，电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子，
38、下列说法正确的是( )A电池工作时，氧气发生氧化反应B电池负极的电极反应：O 22H 2O4e =4OHC电池负极的电极反应：C 8H1825O 2 50e =8CO29H 2OD若消耗的 O2为 11.2 L(标准状况)，则电池中有 1 mol 电子发生转移解析：选 C。该电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，A 项错误；负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为 C8H1825O 2 50e =8CO29H 2O，B 项错误，C 项正确；标准状况下 11.2 L 氧气的物质的量为 0.5 mol，根据 O24e =2O2 ，当消耗0.5 mol 氧气转移电子的物质的量为氧气的 4
39、倍，所以转移电子的物质的量为 2 mol，D 项错误。10下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是( )A该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大16B工作时外电路电子流向为 XYC检测结束后，X 极区的 pH 增大D电池总反应为 2CH3CH2OHO 2=2CH3CHO2H 2O解析：选 C。A该图为酒精燃料电池，该仪器工作时酒精浓度越大，则单位时间内转移电子数越多，电流强度越大，正确；B燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极，所以 X 是负极，Y 是正极，电子从外电路的负极流向正极，正确；C酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子，所以 X 极区的氢离子浓度增大，
40、pH 减小，错误；D燃料电池的反应实质就是乙醇与氧气反应生成乙醛和水，所以电池总反应为2CH3CH2OHO 2=2CH3CHO2H 2O，正确。二、非选择题11根据下列原电池的装置图，回答问题：(1)若 C 为稀 H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且作负极，则 A 电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液 C 的 pH 将_(填“升高” “降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 设计成如上图所示的原电池装置，则负极A 极材料为_，正极 B 极材料为_，溶液 C 为_。(3)用 CH4和 O2组合形成的质子交换膜燃料电池的
41、结构示意图如下：则电极 d 是_(填“正极”或“负极”)，电极 c 的反应方程式为_。若线路中转移 2 mol 电子，则上述燃料电池消耗的 O2在标准状况下的体积为_L。解析：(1)若 C 为稀 H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且作负极，电极反应式为 Fe2e =Fe2 ，A 电极为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为 2H 2e =H2；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液 pH 升高。(2)将反应 Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 设计成如题图所示的原电池装置，Cu 元素的化合价由 0 价升高到2 价，失电子作原电池的负极，则负极 A 极材料为
42、 Cu，正极 B 极材料为石墨或比铜17活泼性弱的金属，Fe 3 在正极得电子发生还原反应，溶液 C 用可溶性铁盐，即含 Fe3 的溶液。(3)根据甲烷燃料电池的结构示意图可知，电子流出的电极为负极，c 为负极，d 为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子发生还原反应，甲烷在负极失电子发生氧化反应，所以电极 c 的反应方程式为 CH48e 2H 2O=CO28H 。根据正极电极反应式：O24e 4H =2H2O，可知线路中转移 2 mol 电子时，消耗的 O2为 0.5 mol，在标准状况下的体积为 0.5 mol22.4 L/mol11.2 L。答案：(1)2H 2e =H2 升高 (2)Cu
43、 石墨(或比铜活泼性弱的金属) 含 Fe3的溶液(3)正极 CH 48e 2H 2O=CO28H 11.212化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：(1)对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是_。Aa 电极是负极，OH 移向负极Bb 电极的电极反应为 O22H 2O4e =4OHC电池总反应式为 2H2O 2 2H2O= = = = =点 燃 D电解质溶液的 pH 保持不变E氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的
44、新型发电装置(2)上图右边装置中盛有 100 mL 0.1 molL1 AgNO3 溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气 112 mL(标准状况下)时，此时 AgNO3溶液的 pH_(溶液体积变化忽略不计)。.已知甲醇的燃烧热 H726.5 kJmol1 ，在直接以甲醇为燃料的电池中，理想状态下，消耗 1 mol 甲醇所能产生的最大电能为 702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。解析：.(1)C 项电池反应不需要反应条件，故 C 错；随着燃料电池的不断反应，水越来越多，KOH 溶液浓度逐渐减小，pH 逐渐降低，故
45、 D 错。(2)右池为电解池，其电极反应为阳极：4OH 4e =O22H 2O，阴极：184Ag 4e =4Ag，当氢氧燃料电池中消耗氢气 112 mL(标准状况下)时，转移电子数为0.01 mol，右池中共消耗 0.01 mol OH ，故生成 0.01 mol H ， c(H ) 0.1 0.01 mol0.1 LmolL1 ，pH1。.该燃料电池的理论效率 100%96.6%。702.1 kJ726.5 kJ答案：.(1)CD (2)1 .96.6%13.LiSOCl 2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl4SOCl 2。电池的总反应可表示为 4Li2SOCl 2=4LiClSSO 2。(1)电池正极发生的电极反应为_。(2)SOCl2易挥发，实验室中常用 NaOH 溶液吸收 SOCl2，有 Na2SO3和 NaCl 生成。 如果把少量水滴
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