1、117 原电池主要考查原电池机构、原电池工作原理、正负极的判断、电极反应式的书写、原电池原理的应用、金属的电化学腐蚀及新型化学电源。1【2018新课标3卷】一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时， O2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O2x（ x=0或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D充电时，电池总反应为Li 2O2x=2Li+(1 )O2x22【2018新课标2卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池，将NaClO 4溶于有机溶剂作为电解液
2、，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：3CO 2+4Na=2Na2CO3+C，下列说法错误的是（ ）A 放电时，ClO 向负极移动4B 充电时释放CO 2，放电时吸收CO 2C 放电时，正极反应为：3CO 2+4e=2CO +C23D充电时，正极反应为：Na +e=Na3【2018新课标1卷】最近我国科学家设计了一种CO 2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO 2和H 2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO2石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为： EDTA-Fe2+-e=EDTA-Fe3+ 2EDTA-Fe3+H2S=2H+S+2E
3、DTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A阴极的电极反应：CO 2+2H+2e=CO+H2OB协同转化总反应：CO 2+H2S=CO+H2O+SC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe 3+/Fe2+取代EDTA-Fe 3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性4【2018北京卷】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，用的方法可判断Fe比Cu
4、活泼5【2018天津卷】CO 2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：3（1）O 2辅助的AlCO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO 2，电池反应产物Al 2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：_。电池的正极反应式：6O 2+6e=6O ；6CO 2+6O =3C2O ；反应过程中O 2的作用是_。该电 2 2 24池的总反应式：_。41.【2018江西临川二中高三第5次考试】有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器将其显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y 2O
5、3-Na2O，O 2-可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是（ ）A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB电极b是正极，O 2-由电极a流向电极bC当固体电解质中有1mol O 2-通过时，电子转移4molD电极a的反应式为CH 4+5O2-8e=CO +2H2O232.【2018郑州高三1月一模】如图所示是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr 3，放电后分别变为Na 2S4和NaBr。下列叙述正确的是（ ）A放电时，负极反应为3NaBr-2e =NaBr3+2Na+B充电时，阳极反应为2Na 2S2-2e=Na2S4+2Na+C放电时
6、，Na +经过离子交换膜，由b池移向a池D用该电池电解饱和食盐水，产生2.24L H 2时，b池生成17.40 g Na 2S43.【2018湖南五市十校教研共同体联合考试】某种熔融碳酸盐燃料电池以Li 2CO3和K 2CO3为电解质，以CH 4为燃料，该电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ）A电极a为负极，发生氧化反应B放电时，CO 向正极移动23C正极电极反应式为O 2+2H2O+4e=4OH-D此电池在常温下也能工作4.【2018安徽联考】用氟硼酸(HBF 4，属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为Pb+PbO 2+4HBF
7、4 2Pb(BF4)2+2H2O，Pb(BF 4)2为可溶于水的强电解质5，下列说法正确的是（ ）A放电时，负极反应为PbO 2+4HBF4-2e=Pb(BF4)2+2BF +2H2O 4B充电时，当阳极质量减少23.9g时转移0.2mol电子C放电时，PbO 2电极附近溶液的pH增大D充电时，Pb电极的电极反应式为PbO 2+4H+2e=Pb2+2H2O5.【2018广西柳州毕业班摸底考试】某课外小组运用电化学原理合成氨，其装置结构如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）A放电时，b极表面H 2和CO均被氧化B该电池工作时，H +由b极区迁移至a极区Ca极的电极反应为N 2+6H+6e=2NH
8、3Db极区发生反应CO+H 2O=CO2+H26.【2018武汉5月调研】某同学做了如下实验:装置现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转下列说法中正确的是（ ）A加热铁片所在的烧杯，电流计指针会发生偏转B用KSCN溶液检验铁片、附近溶液，可判断电池的正、负极C铁片、的腐蚀速率相等D“电流计指针未发生偏转”，说明铁片、铁片均未被腐蚀7.【2018南昌3月联考】铝-空气燃料电池具有原料易得、能量密度高等优点，装置如图所示，电池的电解质溶液为KOH溶液。下列说法正确的是（ ）6A放电时，消耗氧气22.4L(标准状况)，有4mol OH 从左往右通过阴离子交换膜B充电时，电解池阳极区的电解质溶
9、液中 c(OH)逐渐增大C放电过程的负极反应式：Al+3OH -3e=Al(OH)3D充电时，铝电极上发生还原反应8.【2018阜阳二模】利用如图所示电池装置可以将温室气体CO 2转化为燃料气体CO，其中含有的固体电解质能传导质子(H +)。下列说法正确的是（ ）A该过程中有两种形式的能量转化Ba电极表面的反应为4OH -4e=2H2O+O2C该装置工作时，H +从b电极区向a电极区移动D该装置中每生成2mol CO，同时生成1mol O 29.【2018洛阳调研】已知:锂离子电池的总反应为Li xC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2；锂硫电池的总反应为2Li+S Li2S。有关上述两种电
10、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10.【2018乐山第二次质检】请回答下列问题。(1)高铁酸钾(K 2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置。该电池放电时正极的电极反应式为 。若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，理论消耗Zn的质量约为 g(已知 F=96500Cmol-1，结果保留小数点后一位)。图1 图27盐桥中盛有饱和KCl溶液，放电时此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则
11、放电时钾离子向 (填“左”或“右”)移动。图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。（2）有人设想以N 2和H 2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图3所示，电池正极发生的反应式是 ，A是(填名称)。图3（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图4所示。该电池中O 2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O 2-的移动方向为 (填“从电极a到电极b”或“从电极b到电极a”)，负极发生的反应式为 。图48一、考点透视1.【答案】D【解析】A题目叙述为：放电时，O 2与
12、Li +在多孔碳电极处反应，说明电池内，Li +向多孔碳电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，选项A错误。B因为多孔碳电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极（由负极流向正极），选项B错误。C充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反，放电时，Li +向多孔碳电极移动，充电时向锂电极移动，选项C错误。D根据图示和上述分析，电池的正极反应应该是O 2与Li +得电子转化为Li 2O2X，电池的负极反应应该是单质Li失电子转化为Li +，所以总反应为：2Li+(1 )O2=Li2O2X，充电的反应与放电的反应相反，所以为Li 2O2X=2Li+(1 )O2，选项D正确。x2 x
13、22.【答案】D【解析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应，据此解答。A. 放电时是原电池，阴离子ClO 向负极移动，A正确；B. 4电池的总反应为3CO 2+4Na 2Na2CO3+C，因此充电时释放 CO2，放电时吸收CO 2，B正确；C. 放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO 2+4e=2CO +C，C正确；D. 23充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO +C-234e=3CO2，D错误。答案选D 。3.【答案】C【解析】A.
14、CO2在ZnO石墨烯电极上转化CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应为CO 2+2H+2e=CO+H2O，A正确。B. 根据石墨烯电极上发生的电极反应可知+即得到H 2S2e =2H +S，因此总反应式为CO 2 +H2S=CO+H2O+S，B正确；C. 石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO石墨烯电极上的高，C错误；D. 由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用F e3 /Fe2 取代EDTA-Fe3 /EDTA-Fe2 ，溶液需要酸性，D正确。答案选C。4.【答案】D【解析】A项，对比，Fe附近的溶液中加入K 3Fe(CN)6无明显变化，Fe附近的溶液中不
15、含Fe 2+，Fe附近的溶液中加入K 3Fe(CN)6产生蓝色沉淀，Fe附近的溶液中含Fe 2+，中Fe被保护，A项正确；B项，加入K 3Fe(CN)6在Fe表面产生蓝色沉淀，Fe表面产生了Fe 2+，对比的异同，可能是K 3Fe(CN)6将Fe氧化成Fe 2+，B项正确；C项，对比，加入K 3Fe(CN)6在Fe表面产生蓝色沉淀，也能检验出Fe 2+，不能用的方法验证Zn保护Fe，C项正确；D项，由实验可知K 3Fe(CN)6可能将Fe氧化成Fe 2+，将Zn换成Cu不能答案与解析9用的方法证明Fe比Cu活泼，D项错误；答案选D。5.【答案】（1）Al3e =Al3+（或2Al6e =2Al
16、3+）；催化剂；2Al+6CO 2=Al2(C2O4)3【解析】（1）明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al 3+，方程式为：Al3e =Al3+（或2Al6e=2Al3+）。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO 2=Al2(C2O4)3。二、考点突破1.【答案】D【解析】类似燃料电池，甲烷在a电极失去电子(a极为负极)，被氧化有二氧化碳生成，二氧化碳与O 2-结合生成碳酸根离子，负极电极反应式为CH 4+5O2-8e=CO +2H2O，故D正
17、确；由负极电极反应式可知，当固体电解质中有5mol O2-23通过时，电子转移8mol，则当有1mol O2-通过时，电子转移1.6mol，故C错误；电极b是正极，氧气在此电极上得到电子生成O 2-，O 2-由正极b流向负极a，电池内电路中电子由负极a流向正极b，故A、B错误。2.【答案】C【解析】由题意知，放电时电池反应式为2Na 2S2+NaBr3=Na2S4+3NaBr，Na 2S2在负极失电子，NaBr 3在正极得电子；充电时，阴极发生的电极反应可以看成原电池负极反应的逆反应，阳极发生的电极反应可以看成原电池正极反应的逆反应。A项，放电时，负极Na 2S2失电子，则负极的电极反应式为2
18、S -222e=S ，错误；B项，充电时，阳极上NaBr失电子转化为NaBr 3，则阳极的电极反应式为3Br -242e=Br ，错误；C项，由题 3图可知a为正极，b为负极，放电时，阳离子移向正极，即Na +经过离子交换膜由b池移向a池，正确；D项，产生H 2的体积没有注明气体的状态，无法进行计算，错误。3.【答案】A【解析】燃料电池中通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，根据电子流向知，左边电极a是负极、右边电极b是正极，所以c是CH 4，d为空气，负极发生氧化反应，选项A正确；原电池放电时，CO 向23负极移动，选项B错误；正极上氧气得电子，与二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应
19、式为O 2+2CO2+4e=2CO ，选项C错误；电解质为熔融碳酸盐，电池工作需要高温条件，选项D错误。234.【答案】C【解析】放电时，负极反应式为Pb-2e =Pb2+，故A错误；充电时，阳极反应式为Pb 2+-2e-+2H2O=PbO2+4H+，当阳极质量增加23.9g时转移0.2mol电子，故B错误；放电时，PbO 2+4H+2e=Pb2+2H2O，10PbO2电极附近溶液的pH增大，故C正确；充电时，Pb电极的电极反应式为Pb 2+2e=Pb，故D错误。5.【答案】D【解析】电池工作时，电极b处CO失电子被氧化生成CO 2，H 2失电子被氧化生成H +，选项A正确；a极N 2得到电子
20、被还原生成NH 3，a极为正极，原电池中阳离子向正极移动，则H +从b极区移向a极区，选项B正确；a极为正极，N 2得到电子被还原生成NH 3，电极反应为N 2+6H+6e=2NH3，选项C正确；b极为负极，CO和H 2失去电子被氧化，分别生成CO 2和H +，电极反应为CO+H 2O-2e=CO2+2H+，H 2-2e=2H+，选项D错误。6.【答案】A【解析】加热铁片所在的烧杯，该烧杯中Na +和Cl 的自由移动速率加快，两烧杯中产生电势差，电流计指针发生偏转，A项正确；铁片作负极失去电子发生氧化反应，生成Fe 2+，Fe 2+与KSCN溶液不反应，故不能用KSCN溶液判断电池的正、负极，
21、B项错误；由题给现象知，左图装置未构成原电池，右图装置构成原电池，且铁片作负极，加快了铁片的腐蚀速率，故铁片、的腐蚀速率一定不相等，C项错误；“电流计指针未发生偏转”，说明铁片、铁片未构成原电池，但两铁片表面均会发生吸氧腐蚀，D项错误。7.【答案】D【解析】根据题图所示，该电池放电的总反应方程式为4Al+3O 2+4KOH=4KAlO2+2H2O，离子方程式为4Al+3O2+4OH=4AlO +2H2O，其中负极为Al，电极反应式为Al-23e+4OH=AlO +2H2O。正极为多孔电极，电极反应式为O 2+4e+2H2O=4OH。标准状况下，22.4L氧气的物质2的量为1mol，正极的电极反
22、应式为O 2+2H2O+4e=4OH，电解质溶液中的阴离子从正极区移向负极区，即OH 从右往左通过阴离子交换膜，故A错误；充电时，电解池阳极发生的电极反应可以看成原电池正极反应的逆反应，电极反应式为4OH -4e= O2+2H 2O，阳极区电解质溶液中 c(OH)逐渐减小，故B错误；根据上述分析，放电过程的负极反应式:Al-3e+4OH=AlO +2H2O，故C错误；充电时，铝电极作阴极，发生还原反应，故D正确。28.【答案】D【解析】该过程中的能量转化形式有太阳能转化为化学能、化学能转化为电能、化学能转化为热能，A项错误。根据题图可知，a电极表面H 2O被氧化为O 2，a电极表面的反应为2H
23、 2O-4e=4H+O2，B项错误。该原电池中，a电极为负极，b电极为正极，H +从a电极区向b电极区移动，C项错误。该装置中每生成2mol CO，转移4mol电子，根据a电极表面的反应可知，每转移4mol电子，同时生成1mol O2，D项正确。9.【答案】B【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；题图中装置是锂硫电池给锂离子电池充电，D项错误。1110.【答案】（1）FeO +4H2O
24、+3e-=Fe(OH)3+5OH 0.2 右；左 24使用时间长、工作电压稳定 （2）N 2+8H+6e=2NH 氯化铵 4（3）从电极b到电极a CO+O 2-2e=CO2【解析】（1）放电时高铁酸钾为正极，正极发生还原反应，电极反应式为FeO +4H2O+3e-24=Fe(OH)3+5OH ；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为 (mol)。理1106096 500论消耗Zn的质量为 1/265(g)0.2(g)。电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，1106096 500所以盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。题图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。（2）该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为N 2+8H+6e=2NH ；氨气与HCl反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液。（3）工作时电极b作 4正极，电极a作负极，O 2-由电极b移向电极a；该装置构成原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应，电极反应式为CO+O 2-2e=CO2。
