1、1第二单元 原电池 化学电源1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。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。原电池及其工作原理知识梳理一、概念把化学能转化为电能的装置。二、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。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：(1)电解质溶液；(2)两电极直接或间接接触；(3)两电极插入电解质溶液。三、工作原理(以铜锌原电池为例)电极材料 锌 铜电极名称 负极 正极电极反应 Zn2e =Zn2 Cu2 2e =Cu反应类型 氧化反应 还原反应电子流向 电子从负极流出经外电路流入正极
2、离子移向 阳离子移向正极，阴离子移向负极四、原电池原理的应用1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)作正极。2加快化学反应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，如 Zn 与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量 CuSO4溶液，形成 CuZn 原电池，加快反应的进行。23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，如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。4设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料
3、和电解质溶液。自我检测1在如图所示的 8 个装置中，属于原电池的是_。解析：根据原电池的构成条件可知：中只有一个电极，中两电极材料相同，中酒精不是电解质，中两电极材料相同且未形成闭合回路，故均不属于原电池。答案：2一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成 H2的总量，可采取的措施是( )A加入少量稀 NaOH 溶液B加入少量 CH3COONa 固体C加入少量 NH4HSO4固体D加入少量 CuSO4溶液解析：选 D。A 中加入 NaOH 溶液，消耗盐酸，反应速率减慢，且氢气的生成量会减少，错误；B 中加入 CH3COO 会结合 H ，生成醋酸，减慢反应速率，错误；C 中加入
4、 NH4HSO4固体，增加了 H 的量，生成的氢气会增多，错误；D 中加入少量 CuSO4溶液，Zn 置换出少量Cu 附着在锌表面，形成原电池可以加快反应速率，并且没有影响氢气的生成量，正确。(1)盐桥的作用：使整个装置构成通路。平衡电荷。以带有盐桥的铜锌原电池为例，在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。Zn 失去电子变成Zn2 进入 ZnSO4溶液，ZnSO 4溶液因 Zn2 增多而带正电荷。同时，CuSO 4溶液则由于 Cu2 得到电子变成 Cu，使得 SO 相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，会阻止电子从锌片243流向铜片，造成电流中断。所以此时盐桥在整个装置中起
5、到平衡电荷的作用。(2)原电池中两极材料活泼性要求：当电极材料参加反应时，要求两极材料活泼性不同；当电极材料只起到导电作用时，两极材料可以相同也可以不同，如燃料电池两极材料都是多孔石墨等。(3)在原电池反应中较活泼金属不一定作负极。原电池反应中的氧化反应与还原反应的发生与电解质溶液的组成有关。例如：铝、镁与 NaOH 溶液构成的原电池中铝是负极；Al和 Cu、浓硝酸构成的原电池中铜是负极，因为铝在浓硝酸中易钝化。(4)在原电池放电过程中，在正极表面得电子的是氧化性物质(不一定是阳离子)。(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
6、( )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解析 ACu 作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程中，SO 不参24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24Zn2e =Zn2 ，乙池反应为 Cu2 2e =Cu，甲池中 Zn2 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
7、子不能通过阳离子交换膜，错误。答案 C在上述例题的锌铜原电池中，外电路中电子的流向是_，电流的流向是_。答案：从负极(Zn)流向正极(Cu) 从正极(Cu)流向负极(Zn)题组一 原电池的工作原理及正、负极的判断1原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中4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 Cu 作正极，电极反应式为 2H 2e =H2解析：选 B。中 Mg 作负极；中 Al 作负极；中铜作负极；是铁的吸氧腐蚀，Cu 作正极，
8、电极反应式为 O22H 2O4e =4OH 。2(2018泗洪模拟)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，反应式为 2Fe3 2e =2Fe2 ，电极为原电池负极，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。原电池正、负极的判断方法题组二
9、原电池原理的应用3四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路5电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )A BC D解析：选 B。电流方向与电子流向相反，相连时，电流由流向，则金属活动性；相连时，为正极，则金属活动性；相连时，上有气泡逸出，则金属活动性；相连时，的质量减少，则金属活动性。综上分析，可得金属活动性顺序为。4某校化学研究性学习小组欲设计实验验证 Fe、Cu 的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)
10、中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_。方案：有人利用 Fe、Cu 作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极：_；负极：_。方案：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证 Fe、Cu 活动性的简单实验方案(与方案、不能雷同)：_，用离子方程式表示其反应原理：_。解析：方案：铁可以和稀硫酸(或稀盐酸)反应生成 H2，而 Cu 在金属活动性顺序表中位于 H 的后面，不能置换出酸中的 H。方案：利用原电池原理证明金属活动性 FeCu，可以把铁片作为原电池的负极，铜片作为原电池的正极
11、，稀硫酸作电解质溶液，按要求组成闭合回路，画出装置图，并写出相应的电极反应式。也可以设计盐桥组成原电池。方案：可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活动性。把铁片插入 CuSO4溶液中，观察现象。答案：方案：Fe2H =Fe2 H 2方案：62H 2e =H2(或 Cu2 2e =Cu)Fe2e =Fe2方案：把一个光洁的铁片插入 CuSO4溶液中，观察现象 FeCu 2 =Fe2 Cu5把符合题意的图像填在横线上(用 A、B、C、D 表示)。(1)将等质量的两份锌粉 a、b 分别加入过量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4溶液，产生 H2的体积 V(L)与时间 t(min)的关系
12、是_。(2)将过量的两份锌粉 a、b 分别加入定量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4溶液，产生 H2的体积 V(L)与时间 t(min)的关系是_。(3)将(1)中的 CuSO4溶液改成 CH3COONa 溶液，其他条件不变，则图像是_。解析：(1)加入 CuSO4溶液，Zn 置换出 Cu，形成原电池，加快反应速率，a 中 Zn 减少，H2体积减小；(2)由于锌粉过量，H 2SO4定量，产生 H2的体积一样多；(3)当把 CuSO4 溶液改成 CH3COONa 溶液时，由于 CH3COO H CH 3COOH，a 中 c(H )减小，反应速率减小，但产生 H2的体积不变。答案：(1
13、)A (2)B (3)C改变 Zn 与 H 反应速率的方法(1)加入 Cu 或 CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入 Cu 不影响 Zn 的量，但加入CuSO4，Zn 的量减少，是否影响产生 H2的量，应根据 Zn、H 的相对量多少进行判断。(2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与 H 反应，使 c(H )减小，反应速率减小，但不影响产生 H2的总量。 化学电源知识梳理1碱性锌锰干电池一次电池总反应式为 Zn2MnO 22H 2O=2MnOOHZn(OH) 2。正极反应为 2MnO22H 2O2e =2MnOOH2OH ；7负极反应为 Zn2OH 2e =Zn(OH)2。2银锌钮扣电池一次电池
14、银锌钮扣电池的负极是 Zn，正极是 Ag2O，电解质溶液为 KOH 溶液，结构示意图如下：负极反应为 Zn2OH 2e =Zn(OH)2；正极反应为 Ag2OH 2O2e =2Ag2OH ；总反应方程式为 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。铅蓄电池放电时的反应：负极(Pb)：Pb(s)SO (aq)2e =PbSO4(s)，氧化反应；24正极(PbO 2)：PbO 2(s)4H (aq)SO (aq)2e =PbSO4(s)2H 2O(l)，还原反应；24总方程式：Pb(s)PbO 2(s)
15、2H 2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H 2O(l)。铅蓄电池充电时的反应：阴极(Pb)：PbSO 4(s)2e =Pb(s)SO (aq)，还原反应；24阳极(PbO 2)：PbSO 4(s)2H 2O(l)2e =PbO2(s)4H (aq)SO (aq)，氧化反应；24总方程式：2PbSO 4(s)2H 2O(l)=Pb(s)PbO 2(s)2H 2SO4(aq)。铅蓄电池充电和放电的电池反应方程式：Pb(s)PbO 2(s)2H 2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H 2O(l)。 放 电 充 电4燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种：种类 酸性 碱性
16、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自我检测1可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？答案：可充电电池充电时正极与外接电源正极连接，负极与外接电源负极连接。2(1)氢氧燃料电池以 KOH 溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的 pH 将_。(填“减小”“增大”或“不变”，下同)8(2)氢氧燃料电池以 H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的 pH 将_。答案：(1)减小 减小 (2)减小 增大(1
17、)可充电电池充电时电极与外接电源的连接顺序：(2)燃料电池中，作为负极的材料本身并不参加反应。(2017高考全国卷，11，6 分)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 2S62Li 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 Li2S2的量越多解析 原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：S
18、8Li 2S8Li 2S6Li 2S4Li 2S2，其中可能有 2Li2S62Li 2e =3Li2S4，A 项正确；该电池工作时，每转移 0.02 mol 电子，负极有 0.02 mol Li(质量为 0.14 g)被氧化为 Li ，则负极质量减少 0.14 g，B 项正确；石墨烯能导电，用石墨烯作电极，可提高电极 a 的导电性，C 项正确；充电过程中，Li 2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中 Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多，D 项错误。答案 D(2016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
19、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( 24)9A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) ，其电极反应为 Zn4OH 2e =Zn(OH) ，C 项正确。
20、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。(1)2015高考全国卷，26(1)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO 2、ZnCl 2和 NH4Cl 等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生 MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)(2015高考四川卷)FeSO 4在一定条件下可制得 FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池。电池放电时的
21、总反应为 4LiFeS 2=Fe2Li 2S。正极反应式是_。(3)(2015高考广东卷)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时 AlCl 和 Al2Cl 4两种离子在 Al 电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极 Al 的电极反应 7式为_。解析 (1)酸性锌锰干电池中正极上发生还原反应，该电池放电过程中产生 MnOOH，则正极反应式为 MnO2H e =MnOOH。金属锌作负极，发生氧化反应生成 Zn2 ，则负极反应式为 Zn2e =Zn2 ，结合得失电子守恒可得电池反应式为2MnO22H Zn= =2MnOOH Zn2 。(2)正极发生还原反应：由总反应式知 FeS2(Fe 显
22、2 价) Fe(Fe 显 0 价)、 被 还 原 FeS2(S 显1 价) Li2S(S 显2 价)，结合电解质溶液中含 Li ，可知正极反应式为 被 还 原 FeS24e 4Li =Fe2Li 2S 或 FeS24e =Fe2S 2 。(3)因为没有其他离子放电，因此负极反应式为 Al3e 7AlCl =4Al2Cl 。 4 7答案 (1)MnO 2H e =MnOOH 2MnO 2Zn2H =2MnOOHZn 2 注：式中Zn2 可写为 Zn(NH3) 、Zn(NH 3)2Cl2等，H 可写为 NH 24 4(2)FeS24e 4Li =Fe2Li 2S(或 FeS24e =Fe2S 2
23、)(3)Al3e 7AlCl =4Al2Cl 4 7书写原电池电极反应式的思维模式10(1)一般电极反应式书写的“三步骤”(2)复杂电极反应式的书写,复杂电极,反应式) 总 反 应 式较 简 单 一 极 的电 极 反 应 式题组一 新型电池的分析1(2016高考海南卷改编)某电池以 K2FeO4和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解质溶液。下列说法正确的是( )AZn 为电池的负极，被还原B正极反应式为 2FeO 10H 6e =Fe2O35H 2O24C该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时 OH 向负极迁移解析：选 D。A.根据化合价升降判断，Zn 化合价只能升高，故为负极材料，
24、被氧化，错误；B.KOH 溶液为电解质溶液，则正极电极反应式为 2FeO 6e 8H 2O=2Fe(OH)24310OH ，错误；C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D.电池工作时阴离子OH 向负极迁移，正确。2(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。该电池中 Mg 作负极，失去电子发生氧化反应，生成 Mg2 ，A 项正确；正极反应为 AgC
25、le =AgCl ，B 项错误；电池放电时，Cl 从正极向负极移动，C 项正确；在负极，Mg 会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2，D 项正确。题组二 可充电电池的分析3(2018湛江高三一模)如图所示为水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )11Aa 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，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
26、，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。4如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi 电池)。下列有关说法不正确的是( )A放电时正极反应为 NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH B电池的电解液可为 KOH 溶液C充电时负极反应为 MHOH e =H2OMDMH 是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高解析：选 C。A.在原电池的负极发生的是氧化反应，在原电池的正极发生的是还原反应，分析化
27、合价的升降，可知 A 选项正确；B.因为本电池为金属氢化物镍电池，又有Ni(OH)2等产生，因此可用碱性溶液作电解质溶液，B 选项正确；C.该反应为放电时的负极反应，C 选项错误；D.氢密度越大，单位体积内放出的电量越多，电池的能量密度越高，D选项正确。题组三 燃料电池的分析5(2018兰州高三诊断)科学家设想使用惰性电极材料，以 N2和 H2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，装置如图所示，下列说法不正确的是( )12A通入 N2的电极发生的电极反应式为 N26e 8H = 2NH 4B反应过程中溶液的 pH 会变大，故需要加入盐酸C该电
28、池外电路电流从通入 H2的电极流向通入 N2的电极D通入 H2的电极为负极，A 为 NH4Cl解析：选 C。N 2与 H2反应生成 NH3，由于以稀盐酸为电解质，所以总反应为N23H 22HCl= =2NH4Cl。由 “负氧正还”可知 N2在正极反应，电极反应式为N26e 8H = 2NH ，H 2在负极反应，电极反应式为 3H26e =6H ，A、B、D 正确， 4C 错误。6(2015高考江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )A反应 CH4H 2O 3H2CO，每消耗 1 mol CH4转移 12 mol 电子= = = = =催 化 剂 B电极
29、A 上 H2参与的电极反应为 H22OH 2e =2H2OC电池工作时，CO 向电极 B 移动23D电极 B 上发生的电极反应为 O22CO 24e =2CO23解析：选 D。A 选项，甲烷中的 C 为4 价，一氧化碳中的 C 为2 价，每个碳原子失去 6 个电子，因此每消耗 1 mol 甲烷失去 6 mol 电子，所以错误；B 选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2CO2CO 4e =3CO2H 2O，所以错误；C 选项，碳酸根离子应向负极移动，即向23电极 A 移动，所以错误；D 选项，电极 B 上氧气和二氧化碳得电子生成碳酸根离子，所以正确。燃料
30、电池电极反应式的书写步骤写出电池总反应式。第 一 步13燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。例如：甲烷燃料电池(电解质溶液为 NaOH 溶液)的反应式为CH42O 2=CO22H 2O CO22NaOH= =Na2CO3H 2O 式式得燃料电池总反应式为CH42O 22NaOH= =Na2CO33H 2O。写出电池的正极反应式。第 二 步根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是 O2，电解质溶液不同，其电极反应有所不同，其实，我们只需熟记以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H 4e =2H2O。(2)碱性电解质溶
31、液环境下电极反应式：O22H 2O4e =4OH 。(3)固体电解质(高温下能传导 O2 )环境下电极反应式：O 24e =2O2 。(4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下电极反应式：O22CO 24e =2CO 。23根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。第 三 步电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物 O2。 课后达标检测一、选择题1下列过程属于化学能转化为电能的是( )A行人踩踏发电瓷砖(原理是利用行人踩踏地板产生的振动来发电)BiPhone 7 手机电池放电C汽车发电机中汽油燃烧D氢氧化钠与盐酸反应解析：选 B。A 选
32、项，动能转化为电能，错误；B 选项，化学能转化为电能，正确；C选项，化学能转化为动能，错误；D 选项，化学能转化为热能，错误。2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：MnO 2H 2Oe =MnOOHOH ，MnO 2在正极放电，14A 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，PbO 2在正极放电，24C 错误。镍镉电池，正极反应：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH
33、 ，NiOOH 在正极放电，D错误。3(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 ，所以溶液中 c(H )逐渐减小，正确；D.SO 不参加反应，其浓度不变，错误。244(2018泉州模拟)
34、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：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；图中电极 a 为铝条、电极 b 为锌片时，构成原电池，导线中会产生电流，C 正确；图中电极 a 为锌片、电极 b 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。5(教材
35、改编)根据下图，下列判断中正确的是( )15A烧杯 a 中的溶液 pH 降低B烧杯 b 中发生氧化反应C烧杯 a 中发生的反应为 2H 2e =H2D烧杯 b 中发生的反应为 2Cl 2e =Cl2解析：选 B。据图示锌电极失去电子，该极上发生氧化反应，故 B 正确；烧杯 a 中 O2得到电子，发生反应：O 24e 2H 2O=4OH ，使 pH 升高，故 A、C 错；锌为负极，失去电子，发生反应：Zn2e =Zn2 ，故 D 错。6燃料电池具有能量转化率高、无污染等特点，如图为 MgNaClO 燃料电池的结构示意图。下列说法正确的是( )A镁作 Y 电极B电池工作时，Na 向负极移动C废液的
36、 pH 大于 NaClO 溶液的 pHDX 电极上发生的反应为 ClO 2H 2O 4e =ClO 4H 3解析：选 A。图中 OH 向 Y 电极移动，那么 Y 为负极，故镁作 Y 电极，故 A 正确；电池工作时，Na 向正极移动，故 B 错误；X 电极上发生的反应为 ClO H2O2e =Cl 2OH ，OH 移向负极与 Mg2 反应生成 Mg(OH)2沉淀，废液 NaCl 溶液的 pH 小于 NaClO 溶液的 pH，故 C、D 错误。7二氧化硫空气质子交换膜电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，降低了成本，提高了效益，其原理如图所示。下列说法错误的是( )
37、APt1 电极附近发生的反应为 SO22H 2O2e =SO 4H 24BPt2 电极附近发生的反应为 O24e =2O216C该电池放电时电子从 Pt1 电极经过外电路流到 Pt2 电极D相同条件下，放电过程中消耗的 SO2和 O2的体积比为 21解析：选 B。电池总反应是 2SO2O 22H 2O=2H2SO4，Pt1 为负极，电极反应为SO22H 2O2e =SO 4H ，Pt2 为正极，电极反应为 O24e 4H =2H2O，A、C、D24正确，B 错误。8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
38、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重B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：选 B。铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电池装置，铝作负极，变质的银器作正极。负极反应式为 Al3e =Al3 ，正极反应式为 Ag2S2e =2AgS 2 。Al 3与 S2 在溶液中不能共存，能发生水解相互促进反应：2Al 3 3S 2 6H 2O=2Al(OH)33H 2S，故原电池总反应为 2Al3Ag 2S6H 2O=6Ag2Al(OH
39、) 33H 2S，故 B 项正确，C 项错误。A 项，原电池反应是自发进行的氧化还原反应，银器中 Ag2S 被还原成 Ag，质量减轻，故 A 项错误。D 项，黑色褪去的原因是黑色的 Ag2S 转化为 Ag，故 D 项错误。9(2018淮北高三模拟)高温钠硫电池是一种新型可充电电池，其工作原理如图所示，图中固体电解质是 Na 导体。下列叙述正确的是( )A放电时，石墨电极 a 为正极B放电时，Na 从石墨 b 向石墨 a 方向迁移C充电时， b 极反应为 Na2Sx2e =xS2Na D可将装置中的固体电解质改成 NaCl 溶液 解析：选 C。放电时，石墨电极 a 为负极，A 选项错误；放电时，
40、Na 从石墨 a 向石墨b 方向迁移，B 选项错误；充电时，b 极反应为 Na2Sx2e =xS2Na ，C 选项正确；固体电解质不能改成 NaCl 溶液，因为钠单质会与水反应，D 选项错误。二、非选择题10(1)理论上任何一个自发的氧化还原反应均可以设计成原电池。根据氧化还原反应17Fe2Fe 3 =3Fe2 设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂饱和 KNO3溶液。请回答下列问题：电解质溶液 X 是_；电解质溶液 Y 是_。写出两电极的电极反应式。铁电极：_；碳电极：_。外电路中的电子是从_电极流向_电极。(填“铁”或“碳”)盐桥中向 X 溶液中迁移的离子是_(填字母)。AK BNO 3(
41、2)请将下列氧化还原反应 3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O 设计成原电池，在方框中画出类似(1)中的装置图，并写出相应的电极反应式。正极：_；负极：_。解析：(1)根据反应，Fe 作负极，C 作正极，负极电解质溶液中应含有铁的阳离子且不与铁反应，所以 X 为含 Fe2 的电解质溶液；正极反应式为 Fe3 e =Fe2 ，因而 Y 为含 Fe3 的电解质溶液。负极反应式：Fe2e =Fe2 ，正极反应式：2Fe3 2e =2Fe2 。外电路电子由负极(Fe)流向正极(C)。Fe 是负极，因而向 X 溶液中迁移的是盐桥中的阴离子，即为 NO 。(2)见答案中的装置图
42、及电极反应式。 3答案：(1)FeCl 2(或 FeSO4) FeCl 3或 Fe2(SO4)3Fe2e =Fe2 2Fe 3 2e =2Fe2铁 碳 B(2)NO 3e 4H =NO2H 2O Cu2e =Cu2 311化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。18.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_。A.a 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 2H2
43、O= = = = =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，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_，正极的反应式为_。理想状态下，该燃料电池消耗 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
