（人教通用版）2022高考化学新一线大一轮复习 第六章 第2讲 原电池 化学电源讲义+精练（含解析）

（人教通用版）2022高考化学新一线大一轮复习 第六章 第2讲 原电池 化学电源讲义+精练（含解析）【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)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=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_。铜棒的质量c(Zn2)c(H)c(SO)答案探源：本考题源于教材RJ选修4 P71“图41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)CaOH2O=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Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，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(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。(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)Al4OH3e=AlO2H2O2H2O2e=H22OH【规律总结】原电池设计程序在设计原电池装置时，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2两装置的比较相同点正负极、电极反应、总反应、反应现象负极：Zn2e=Zn2正极：Cu22e=Cu总反应：ZnCu2=CuZn2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，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B正极反应为Age=AgC总反应为AgCl=AgClD盐桥中的NO向右池方向移动解析若“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：AgeCl=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在银电极表面得到电子被还原为Ag：Age=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：AgCl=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。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)H2O(g)=CO(g)H2(g)H0b2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H0cNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(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，其正极的电极反应为_。某同学用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3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b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O24e2H2O=4OH。该原电池的工作原理是Cu2Ag=2AgCu2，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：Cu22e=Cu，负极：Cu2e=Cu2，正极Age=Ag，由此可知c错误、d正确。答案bO24e2H2O=4OHd可逆反应中的“盐桥”3控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2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，Fe3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，Fe3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2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。答案D4(原创题)已知反应AsO2I2HAsOI2H2O是可逆反应。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：.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，C1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，c(H)增大，平衡向正反应方向移动，AsO得电子，I失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。()加碱，c(OH)增大，平衡向逆反应方向移动，AsO失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2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)2I2e=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)图一负极材料：Zn电极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2正极材料：碳棒电极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2(2)锌银电池(图二)图二负极材料：Zn电极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2正极材料：Ag2O电极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH总反应：ZnAg2OH2O=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)PbO2(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)3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=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池反应式2H2O2=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：CH3OH6eH2O=CO26H2(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)2H2OCd(OH)22Ni(OH)2，由此判断错误的是()A放电时，Cd作负极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Cd2OH2e=Cd(OH)2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：16LixS8=8Li2Sx(2x8)。判断下列说法是否正确(1)电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=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：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，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：PbSO42e=PbSOB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DK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：PbSO42e2H2O=PbO24HSO，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Al3MnO23H2O=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Al3e3NH3H2O=Al(OH)33NHCOH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ZnAg2O=ZnO2Ag。则该电池的负极材料是_，放电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：2H22O24e=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_(H2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Zn2e2OH=ZnOH2O，故负极区的pH减小。(2)该燃料电池中，因A极上发生的是失去电子的反应，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 %。答案(1)锌Ag2OH2O2e=2Ag2OH减小(2)O24e=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】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xMgMo3S4MgxMo3S4。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Mo3S42xe=Mo3SC放电时Mo3S4发生氧化反应D充电时阴极的电极反应为xMg22xe=xMg【解题模板】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O24H4e=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为电池的负极，A项正确；电极b上O2转化为H2O，电极反应式为O24H4e=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C2(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：N2H44OH4e=N24H2OC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(N2H4)在负极(a电极)发生氧化反应：N2H44OH4e=N24H2O，O2在正极发生还原反应：O24e2H2O=4OH，总反应为N2H4O2=N22H2O，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：可逆电池3已知：锂离子电池的总反应为：LixCLi1xCoO2CLiCoO2；锂硫电池的总反应为：2LiSLi2S。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。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4OH4e=2H2OO2C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O22H2O4e=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5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：O24e2H2O=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：Al3e3OH=Al(OH)3，O2在正极反应：O24e2H2O=4OH，总反应方程式为：4Al3O26H2O=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(C6H12O7)，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C6H12O6H2O2e=C6H12O72H解析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：C6H12O6H2O2e=C6H12O72H，b为电池的正极，发生还原反应：H2O22e2H=2H2O，H通过交换膜从a极移向b极，D项正确，B、C项错误。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Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解题思路：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重B银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C该过程中总反应为2Al3Ag2S=6AgAl2S3D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，Ag2S 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2Al3Ag2S6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S。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=Li1xMn2O4xLiC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C6H12O66O2=6CO26H2O解析由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2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：O24e4H=2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为：C6H12O66O2=6CO26H2O，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2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()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：Zn4OH2e=Zn(OH)D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(OH)2ZnO24OH2H2O，所以电解质溶液中c(OH)逐渐增大，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)，正确；D项，O24e，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1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=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=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2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极反应式6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu作正极，电极反应式为O22H2O4e=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()A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下列事实不能用原电池原理解释的是()A将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中迅速反应放热B铁被钝化处理后不易腐蚀C纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后反应速率加快D镀层破损后，镀锌铁比镀锡铁更耐用解析将镁粉、铁粉和食盐一块加到水中，构成原电池装置，金属镁是负极，镁和水的反应是放热反应，形成原电池可以加快化学反应速率，能用原电池原理解释，A不符合题意；铁被钝化后，在金属表面会形成一层致密的金属氧化膜，保护内部金属不易被腐蚀，不能用原电池原理解释，B符合题意；纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后，金属锌可以和硫酸铜反应置换出铜，Zn、Cu、硫酸会构成原电池装置，Zn为负极，使得Zn和硫酸的反应速率加快，能用原电池原理解释，C不符合题意；镀层破损后，镀锌铁和潮湿空气形成的原电池中，金属Zn为负极，Fe为正极，Fe被保护，镀锡铁和潮湿空气形成的原电池中，金属Fe为负极，Sn为正极，Fe被腐蚀速率加快，镀锌铁比镀锡铁更耐用，能用原电池原理解释，D不符合题意。答案B6下面4种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是()解析A项，通空气的电极作正极，正极反应式：O24e=2O2，不符合题意；B项，通入氧气的一极作正极，电解质溶液是碱性溶液，电极反应式：O22H2O4e=4OH，不符合题意；C项，通入空气的一极作正极，电解质传递H，正极反应式：O24H4e=2H2O，符合题意；D项，通入氧气一极作正极，依据电池内部传递CO，正极反应式：O22CO24e=2CO，不符合题意。答案C7(2018太原模拟)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电。在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列有关“水”电池在海水中放电时的说法中正确的是()A正极反应式为AgCle=AgClB每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物解析由电池总反应式知，反应中银作还原剂，在负极上发生氧化反应，AgCl是氧化产物，故A、D错；Na应该移向正极，C错。答案B8一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是()Aa电极发生还原反应BH由右室通过质子交换膜进入左室Cb电极上的电极反应式为2NO10e12H=N26H2OD电池工作时，电流由a电极沿导线流向b电极解析在a电极苯酚生成CO2，被氧化，A项错误；阳离子向正极移动，即H向b电极移动，B项错误；b电极为正极，NO得到电子生成N2，电极反应式为2NO10e12H=N26H2O，C项正确；a电极是负极，b电极是正极，电池工作时，电流由b电极沿导线流向a电极，D项错误。答案C9我国对可呼吸的钠二氧化碳电池的研究取得突破性进展，该电池的总反应式为：4Na3CO22Na2CO3C，其工作原理如图所示(放电时产生的碳酸钠固体储存于碳纳米管中)。关于该电池，下列说法错误的是()A充电时，Na从阳极向阴极移动B可以用乙醇代替TEGDME作有机溶剂C放电时，当转移1 mol电子时负极质量减轻23 gD放电时，正极反应式为3CO24Na4e=2Na2CO3C解析已知4Na3CO22Na2CO3C，放电时Na为负极，充电时Na金属片连接电源的负极为阴极；A.充电时是电解池，Na从阳极向阴极移动，故A正确；B.Na能与乙醇反应，不可代替TEGDME做有机溶剂，故B错误；C.放电时，当转移1 mol电子时，负极氧化的钠为1 mol，即质量减轻23 g，故C正确；D.放电时，正极上CO2发生还原反应生成C，发生的电极反应为3CO24Na4e=2Na2CO3C，故D正确。答案B10金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4MnO22nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)nD在Mg空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极的表面，正确；B项，单位质量的Mg、Al、Zn释放的电子分别为 mol、 mol、 mol，显然铝的比能量比Mg、Zn高，正确；C项，电池放电过程正极O2得电子生成OH，但负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极，故正极不能生成M(OH)n，反应式应为：O22H2O4e=4OH，错误；D项，为避免OH移至负极而生成Mg(OH)2，可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止OH，正确。答案C二、填空题11蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下：NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2。(1)此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的_极连接，电极反应式为_。(2)以铜为电极，用此蓄电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应：Cu2H2O=Cu(OH)2H2的有_。A稀硫酸 BNaOH溶液CNa2SO4溶液 DCuSO4溶液ENaCl溶液(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36 g水，则：电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N，则金属N的相对原子质量R的计算公式为R_(用含a、x的代数式表示)。(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH48e4CO=5CO22H2O，则正极的电极反应式为_。解析(1)此蓄电池在充电时，电池阴极应与外加电源的负极连接，发生氢氧化亚铁得电子的还原反应，其电极反应式为Fe(OH)22e=Fe2OH。(2)以铜为电极，用此蓄电池作电源，则阳极铜失去电子，根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子，铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀，稀硫酸溶液显酸性，不能生成氢氧化铜，A错误；氢氧化钠溶液显碱性，阴极氢离子放电，可以产生氢氧化铜，B正确；铜电极电解硫酸钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，C正确；铜电极电解硫酸铜溶液，开始阴极铜离子放电，D错误；铜电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，E正确。(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36 g水，即0.02 mol水，根据方程式可知反应中转移0.02 mol电子。电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N，则根据电子得失守恒可知，金属N的相对原子质量R的计算公式为R50ax。(4)已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH48e4CO=5CO22H2O，则正极是氧气得到电子，根据负极反应式可知，正极电极反应式为2O24CO28e=4CO。答案(1)负Fe(OH)22e=Fe2OH(2)B、C、E(3)50ax(4)O22CO24e=2CO(或2O24CO28e=4CO)12(1)某研究性学习小组为探究Fe3与Ag反应，进行如下实验：按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)。K闭合时，指针向左偏转，石墨作_(填“正极”或“负极”)。当指针归零后，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式：_。结合上述实验分析，写出Fe3和Ag反应的离子方程式：_。丙同学进一步验证其结论：当指针归零后，向右侧U形管中滴加数滴饱和NaCl溶液，可观察到的现象是_。(2)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示：HS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应式是_。若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_。(3)钴酸锂电池的正极采用钴酸锂(LiCoO2)，负极采用金属锂和碳的复合材料，该电池充放电时的总反应式：LiCoO26CLi1xCoO2LixC6，写出放电时负极的电极反应_。(4)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl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PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。放电过程中，Li向_填(“负极”或“正极”)移动。负极反应式为_。电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_ g Pb。(5)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如下图所示。a电极的电极反应式是_；一段时间后，需向装置中补充KOH，请依据反应原理解释原因是_。解析K闭合时，指针向左偏转，石墨作正极。当指针归零后，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，发现指针向右偏转，说明银棒作正极，此时银电极的反应式Age=Ag。结合上述实验分析，Fe3和Ag反