第02講 原電池、化學(xué)電源（課件）-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

第02講原電池、化學(xué)電源目錄CONTENTS01考情透視02知識(shí)導(dǎo)圖03考點(diǎn)突破04真題練習(xí)考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)原電池原理綜合應(yīng)用2024?江蘇卷8題，3分；2024?北京卷3題，3分；2023廣東卷6題，2分；2023山東卷11題，4分；2022全國(guó)甲卷12題，6分；2022山東卷13題，4分；2021廣東卷9題，2分；2021山東卷10題，燃料電池2024?全國(guó)新課標(biāo)卷6題，3分考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)新型二次電池2024?安徽卷11題，3分；

2024?全國(guó)甲卷6題，3分；2024?河北卷13題，3分；

2023?遼寧卷11題，3分；2023?全國(guó)甲卷10題，6分；

2022?遼寧卷14題，3分；2022?福建卷9題，4分；

2021?河北卷9題，3分；2021?遼寧卷10題，3分；

2021?浙江1月選考22題，2分；2021?浙江6月選考22題，2分；

2021?湖南卷10題，3分；考情分析從近幾年高考試題來(lái)看，電化學(xué)知識(shí)是中學(xué)化學(xué)中的重要基本概念，也是近年來(lái)高考化學(xué)的持續(xù)熱點(diǎn)，在復(fù)雜、陌生、新穎的研究對(duì)象和真實(shí)問(wèn)題情境下，體現(xiàn)了對(duì)電化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的考查。近年高考中對(duì)電化學(xué)的考查出現(xiàn)了新的變化，以裝置圖為載體來(lái)考查電化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，成為近年高考的新亮點(diǎn).預(yù)測(cè)考向新的一年高考可能會(huì)在選擇題中考查原電池、化學(xué)電源.從圖示電化學(xué)裝置中提取有效信息，判斷裝置種類(lèi)、辨別電極名稱(chēng)、分析電極反應(yīng)的類(lèi)型、電解質(zhì)的作用、離子的移動(dòng)方向以及定量分析轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等。復(fù)習(xí)目標(biāo)理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，正確判斷原電池的兩極，能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理；了解燃料電池的應(yīng)用。體會(huì)研制新型電池的重要性。能夠認(rèn)識(shí)和書(shū)寫(xiě)新型化學(xué)電源的電極反應(yīng)式?？枷?原電池的工作原理考向2原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)考向1一次電池考向2二次電池考點(diǎn)一原電池的工作原理考點(diǎn)二化學(xué)電源考向3“鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動(dòng)考向3燃料電池考點(diǎn)一原電池的工作原理考向1原電池的工作原理考向2原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)考向3“鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動(dòng)1.原電池的定義知識(shí)點(diǎn)1原電池的概念及構(gòu)成條件把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置2.原電池的構(gòu)成條件能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。兩個(gè)金屬活動(dòng)性不同的電極(燃料電池的兩個(gè)電極可以相同)。形成閉合回路，需滿(mǎn)足三個(gè)條件：a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中。3.原電池的工作原理(以鋅銅原電池為例)知識(shí)點(diǎn)1原電池的概念及構(gòu)成條件鋅銅ZnSO4溶液CuSO4溶液負(fù)極正極電解質(zhì)溶液陰離子移向陽(yáng)離子移向e-沿導(dǎo)線(xiàn)傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu知識(shí)點(diǎn)1原電池的概念及構(gòu)成條件名師提醒根據(jù)內(nèi)電路中的離子流向判斷正、負(fù)極，在內(nèi)電路中，陽(yáng)離子由負(fù)極區(qū)流向正極區(qū)，陰離子由正極區(qū)流向負(fù)極區(qū)。鹽橋主要作用就是構(gòu)建閉合的內(nèi)電路，但不影響反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。鹽橋內(nèi)常為飽和氯化鉀、硝酸鉀等溶液。知識(shí)點(diǎn)2原電池的應(yīng)用1.設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源3124將還原劑（一般為比較活潑）作負(fù)極，活潑性比負(fù)極弱的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極結(jié)合要求及反應(yīng)特點(diǎn)，畫(huà)出原電池的裝置圖，標(biāo)出電極材料的名稱(chēng)、正負(fù)極、電解質(zhì)溶液等將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中的進(jìn)行（中間連接鹽橋），則兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有與電極材料相同的金屬陽(yáng)離子選擇電極材料畫(huà)出裝置圖拆分反應(yīng)構(gòu)成閉合回路知識(shí)點(diǎn)2原電池的應(yīng)用2.比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，正極一般是活動(dòng)性較弱的金屬(或非金屬)。3.加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。4.用于金屬的防護(hù)：將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到保護(hù)?？枷?原電池的工作原理【例1】某小組利用下列裝置進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)操作及預(yù)期現(xiàn)象正確的是

（

）C

考向1原電池的工作原理【例1】某小組利用下列裝置進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)操作及預(yù)期現(xiàn)象正確的是

（

）C

Fe、Cu的活動(dòng)性相差小，測(cè)得電流也小考向1原電池的工作原理【例1】某小組利用下列裝置進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)操作及預(yù)期現(xiàn)象正確的是

（

）C

X為Zn、Y為Cu，Cu作陽(yáng)極，質(zhì)量減輕X為Zn、Y為Cu，Cu作陰極，質(zhì)量不變

名師點(diǎn)睛判斷電極名稱(chēng)的基本方法是看電極反應(yīng)物的反應(yīng)類(lèi)型，若電極反應(yīng)物失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)則為負(fù)極，反之為正極。雙液銅、鋅原電池(帶鹽橋)與單液原電池相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是Zn與氧化劑(Cu2＋)不直接接觸，僅有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，避免了能量損耗，故電流穩(wěn)定，放電時(shí)間長(zhǎng)。無(wú)論是原電池還是電解池，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液，即電子不下水，離子不上線(xiàn)。

B

考向2原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)【例2】

分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(

)B

考向2原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)【例2】

分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(

)B

考向2原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)【例2】

分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(

)B

考向2原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)【例2】

分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(

)B

④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－1.原電池電極判斷思維建模判斷依據(jù)正極負(fù)極電極材料電子流向電極反應(yīng)電極現(xiàn)象不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘匐娮恿魅脒€原反應(yīng)電極增重或產(chǎn)生氣體活潑金屬電子流出氧化反應(yīng)電極減輕1.原電池電極判斷思維建模說(shuō)明：原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作負(fù)極的固定思維。

2.電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)（1）一般電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)思維建模01列物質(zhì)、標(biāo)得失判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量02看環(huán)境、配守恒電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性溶液中生成的H+應(yīng)結(jié)合OH-生成水，電極反應(yīng)要遵循電荷守恒、質(zhì)量守恒、得失電子守恒等并加以配平03兩式加、驗(yàn)總式兩電極反應(yīng)相加，并與總反應(yīng)對(duì)照驗(yàn)證（2）復(fù)雜電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)。復(fù)雜電極反應(yīng)等于總反應(yīng)減去較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)。【例3】(2024·浙江省寧波市高三下學(xué)期二模)利用下圖電池裝置可驗(yàn)證不同化合價(jià)鐵元素的相關(guān)性質(zhì)。

考向3“鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動(dòng)離子4.075.196.597.624.617.407.918.27

下列說(shuō)法正確的是()

C下列說(shuō)法正確的是()

CFe2＋、Fe3＋能與HCO3-反應(yīng)，Ca2＋與SO42-不能大量共存，F(xiàn)eSO4、Fe2(SO4)3都屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，水溶液呈酸性，酸性條件下NO3-能與Fe2＋反應(yīng)，根據(jù)題意“鹽橋中陰、陽(yáng)離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”，鹽橋中陰離子不可以選擇HCO3-、NO3-，陽(yáng)離子不可以選擇Ca2＋，鹽橋中陰、陽(yáng)離子的遷移率(u∞)應(yīng)盡可能地相近，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇KCl作為電解質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()

C石墨電極為正極，電極反應(yīng)式為Fe3++e-=Fe2+，

由圖知，右池中原c(Fe2+)：c(Fe3+)=0.05：0.20，發(fā)生反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+，現(xiàn)c(Fe2+)：c(Fe3+)=3：2，即c(Fe2+)：c(Fe3+)=0.15：0.10，在此過(guò)程中c(Fe2+)增加了0.10mol/L，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.10mol/L，則由負(fù)極反應(yīng)式Fe-2e-=Fe2+知，左池中c(Fe2+)增加了0.05mol/L，即左池中c(Fe2+)=0.15mol·L－1

下列說(shuō)法正確的是()D.鹽橋中的陰離子進(jìn)入石墨電極一側(cè)溶液中C鹽橋中的陰離子流向負(fù)極，由分析知，進(jìn)入鐵電極一側(cè)溶液中，

電子流向的分析方法：

思維建模把氧化劑、還原劑均為溶液狀態(tài)的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池時(shí)，必須使用鹽橋才能實(shí)現(xiàn)氧化劑與還原劑的分離，否則不會(huì)有明顯的電流出現(xiàn)。根據(jù)流向，判斷電極根據(jù)區(qū)域，判斷流向電子轉(zhuǎn)移，判斷區(qū)域平衡移動(dòng)，電子轉(zhuǎn)移改變條件，平衡移動(dòng)

D

【解析】由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3+得電子變成Fe2+被還原，I-失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)Fe3+得電子速率等于Fe2+失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D項(xiàng)在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3+＋2I?2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動(dòng)，I2被還原為I?，乙中石墨為正極，D不正確?？键c(diǎn)二化學(xué)電源考向1一次電池考向2二次電池考向3燃料電池知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)1.新型一次電池正極___________________________負(fù)極正極__________________________負(fù)極

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)1.新型一次電池鈉硫電池正極_____________________負(fù)極鋰-銅電池正極負(fù)極

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)1.新型一次電池鋰釩氧化物電池正極_________________________________負(fù)極

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)2.新型充電（可逆）電池鋅銀電池

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)2.新型充電（可逆）電池鎳電池鎳鐵電池鎳鎘電池

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)2.新型充電（可逆）電池高鐵電池

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)2.新型充電（可逆）電池鋰離子電池

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)2.新型充電（可逆）電池鈉電池鈉硫蓄電池

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)2.新型充電（可逆）電池鈉電池鈉離子電池

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)2.新型充電（可逆）電池全釩液流電池總反應(yīng)：VO2+＋2H＋+V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O

知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法技巧

化學(xué)電源電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)時(shí)首先要根據(jù)原電池的工作原理準(zhǔn)確判斷正、負(fù)極然后結(jié)合電解質(zhì)溶液的環(huán)境確定電極產(chǎn)物最后再根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒寫(xiě)出反應(yīng)式。知識(shí)點(diǎn)1一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)拆分法。①寫(xiě)出原電池的總反應(yīng)；②把總反應(yīng)按氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)，注明正、負(fù)極，并依據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及得失電子守恒配平兩個(gè)半反應(yīng)。加減法。①寫(xiě)出總反應(yīng)；②寫(xiě)出其中容易寫(xiě)出的一個(gè)半反應(yīng)(正極或負(fù)極)；③利用總反應(yīng)與寫(xiě)出的一極反應(yīng)相減，即得另一個(gè)電極的反應(yīng)。方法技巧知識(shí)點(diǎn)2燃料電池

質(zhì)子交換膜(酸性)

正極________________________

負(fù)極

知識(shí)點(diǎn)2燃料電池

堿性燃料電池

正極_______________________

負(fù)極

知識(shí)點(diǎn)2燃料電池

固態(tài)氧化物燃料電池

正極________________

負(fù)極

知識(shí)點(diǎn)2燃料電池名師點(diǎn)睛燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用。書(shū)寫(xiě)燃料電池的電極反應(yīng)時(shí)，要注意溶液的酸堿性，溶液的酸堿性對(duì)電極反應(yīng)和總反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生影響。【例1】(2024·江蘇卷，8)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()考向1一次電池A．電池工作時(shí)，MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作時(shí)，OH-通過(guò)隔膜向正極移動(dòng)C．環(huán)境溫度過(guò)低，不利于電池放電D．反應(yīng)中每生成1molMnOOH，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×10-23C【例1】(2024·江蘇卷，8)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()考向1一次電池A．電池工作時(shí)，MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)CZn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2為正極，電極反應(yīng)式為：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。A項(xiàng)，電池工作時(shí)，MnO2為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；【例1】(2024·江蘇卷，8)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()考向1一次電池B．電池工作時(shí)，OH-通過(guò)隔膜向正極移動(dòng)CZn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2為正極，電極反應(yīng)式為：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。B項(xiàng)，電池工作時(shí)，OH-通過(guò)隔膜向負(fù)極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；【例1】(2024·江蘇卷，8)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()考向1一次電池C．環(huán)境溫度過(guò)低，不利于電池放電C環(huán)境溫度過(guò)低，化學(xué)反應(yīng)速率下降，不利于電池放電，故C正確；【例1】(2024·江蘇卷，8)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()考向1一次電池D．反應(yīng)中每生成1molMnOOH，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×10-23C由電極反應(yīng)式MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-可知，反應(yīng)中每生成1molMnOOH，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×10-23，故D錯(cuò)誤；故選C?！咀兪接?xùn)練】(2024·北京市西城區(qū)高三一模)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)H2制備和海水淡化的新型電池，裝置示意圖如圖。下列說(shuō)法不正確的是(

)A．電極a是正極B．電極b的反應(yīng)式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2OC．每生成1molN2，有2molNaCl發(fā)生遷移D．離子交換膜c、d分別是陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜C【解析】該裝置為原電池，電極a上氫離子得電子生成氫氣，則a為正極，電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，電極b上，N2H4在堿性條件下失去電子生成N2，b為負(fù)極，電極反應(yīng)為N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，根據(jù)電解池中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，則鈉離子經(jīng)c移向左側(cè)（a），氯離子經(jīng)d移向右側(cè)（b），c、d分別是陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜。A項(xiàng)，電極a是正極，A正確；B項(xiàng)，電極b的反應(yīng)式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，B正確；C項(xiàng)，根據(jù)N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，每生成1molN2，轉(zhuǎn)移4mol電子，根據(jù)電荷守恒，有4molNaCl發(fā)生遷移，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，離子交換膜c、d分別是陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜，D正確；故選C?！纠?】(2024·安徽卷，11)我國(guó)學(xué)者研發(fā)出一種新型水系鋅電池，其示意圖如下。該電池分別以Zn-TCPP(局部結(jié)構(gòu)如標(biāo)注框內(nèi)所示)形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極，以ZnSO4和KI混合液為電解質(zhì)溶液。考向2二次電池下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()考向2二次電池CA.標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價(jià)鍵和配位鍵

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()考向2二次電池CA.標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價(jià)鍵和配位鍵由圖中信息可知，該新型水系鋅電池的負(fù)極是鋅、正極是超分子材料；負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2＋，則充電時(shí)，該電極為陰極，電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn；正極上發(fā)生3I3-+2e-=3I-，則充電時(shí)，該電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為3I--2e-=I3-。標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)屬于配合物，配位體中存在碳碳單鍵、碳碳雙鍵、碳氮單鍵、碳氮雙鍵和碳?xì)滏I等多種共價(jià)鍵，還有由N提供孤電子對(duì)、Zn2+提供空軌道形成的配位鍵，A正確；下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()考向2二次電池C

B項(xiàng)，該電池總反應(yīng)為I3-+ZnZn2++3I-，B正確；

充電時(shí)，陰極電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn，被還原的Zn2+主要來(lái)自電解質(zhì)溶液，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()考向2二次電池C

放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2＋，因此消耗0.65gZn(物質(zhì)的量為0.01mol)，理論上轉(zhuǎn)移0.02mol電子，D正確；故選C。

二次電池的思維模型思維建模氧化反應(yīng)還原反應(yīng)陰極陽(yáng)極充電可充電電池放電氧化反應(yīng)負(fù)極還原反應(yīng)正極外接電源正極，同一電極外接電源負(fù)極，同一電極

二次電池的解題模型思維建?？偡磻?yīng)式放電充電原電池電解池陰離子陽(yáng)離子陰離子陽(yáng)離子正極：還原反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)互逆互逆

思維建模

陰極反應(yīng)式=充電總反應(yīng)式—陽(yáng)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式=放電總反應(yīng)式—負(fù)極反應(yīng)式二次電池的解題模型陰極反應(yīng)式陽(yáng)極反應(yīng)式xMg2++2xe-=xMgMo3S42x--2xe-=Mo3S4負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式xMg

-2xe-=xMg2+Mo3S4+2xe-=Mo3S42x-【變式訓(xùn)練】(2024·安徽省馬鞍山市高三第二次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))磷酸鐵鋰電池在充放電過(guò)程中表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性，具有較長(zhǎng)的使用壽命，放電時(shí)的反應(yīng)為：LixC6+Li1-xFePO4=6C+LiFePO4。圖1為某磷酸鐵鋰電池的切面，圖2為L(zhǎng)iFePO4晶胞充放電時(shí)Li+脫出和嵌入的示意圖。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過(guò)共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法不正確的是()B

【解析】

從總反應(yīng)分析，LixC6變?yōu)镃和Li+為氧化反應(yīng)，該極為原電池的負(fù)極。而Li1-xFePO4變?yōu)長(zhǎng)iFePO4發(fā)生還原反應(yīng)，它為原電池的正極。A項(xiàng)，放電的負(fù)極為L(zhǎng)ixC6-xe-

=xLi++6C，A正確；B項(xiàng)，a過(guò)程由于Fe2+化合價(jià)升高為Fe3+，為了平衡電荷Li+脫嵌減少。從圖看晶胞中減少了棱上1個(gè)和面心的一個(gè)Li+總共減少

，所以1mol晶體中轉(zhuǎn)移NA電子，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)，該材料在正極發(fā)生還原反應(yīng)，即Fe由+2變?yōu)?3為b過(guò)程，Li+嵌入正極，D項(xiàng)，充電時(shí)的總反應(yīng)為6C+LiFePO4=LixC6+Li1-xFePO4，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)為L(zhǎng)iFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+，D正確；

【例3】(2024·全國(guó)新課標(biāo)卷，6)一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示，通過(guò)CuO催化消耗血糖發(fā)電，從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測(cè)到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn)，電池啟動(dòng)。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn)，電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計(jì))考向3燃料電池電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）

考向3燃料電池C

電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）

考向3燃料電池C

由題中信息可知，b電極為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)Cu2O+2OH--2e-=2CuO+H2O，然后再發(fā)生C6H12O6+2CuO=

C6H12O7+Cu2O；a電極為正極，發(fā)生反應(yīng)O2+2H2O+4e-=4OH-，在這個(gè)過(guò)程中發(fā)生的總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7。電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）

考向3燃料電池C

b電極上CuO將葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸后被還原為Cu2O，Cu2O在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO，在這個(gè)過(guò)程中CuO的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)保持不變，因此，CuO通過(guò)Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）

考向3燃料電池C

根據(jù)反應(yīng)2C6H12O6+O2=2C6H12O7可知，1mol

C6H12O6參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，18mg

C6H12O6的物質(zhì)的量為0.1mmol，則消耗18mg葡萄糖時(shí)，理論上a電極有0.2mmol電子流入電池工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）

考向3燃料電池C

原電池中陽(yáng)離子從負(fù)極移向正極遷移，故Na＋遷移方向?yàn)閎→a，

方法技巧燃料電池氧氣燃料正極負(fù)極還原反應(yīng)氧化反應(yīng)電子流入電子流出陽(yáng)離子陰離子

方法技巧注意介質(zhì)是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣(或其他氧化劑)。通過(guò)介質(zhì)中離子的移動(dòng)方向，可判斷電池的正負(fù)極，同時(shí)考慮該離子參與靠近一極的電極反應(yīng)。零價(jià)法秒殺負(fù)極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)。若負(fù)極有機(jī)物燃料為CxHyOz，產(chǎn)物中C元素為+4價(jià)的CO32-或HCO3-,，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為C數(shù)×4+H數(shù)×1+O數(shù)×(-2)，若有機(jī)陰離子在負(fù)極反應(yīng)(如CH3COO-)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)則為C數(shù)×4+H數(shù)×1+O數(shù)×(-2)+電荷數(shù)?！咀兪接?xùn)練】(2024·浙江省Z20名校聯(lián)盟高三聯(lián)考)一種三室微生物燃料電池的工作原理如圖所示，該電池能同時(shí)去除有機(jī)物、脫氮形成無(wú)害氣體和水。下列說(shuō)法不正確的是()A．X、Y交換膜均為質(zhì)子交換膜B．電極室C中溶液經(jīng)滅菌后通入電極室AC．b電極反應(yīng)式：D．電極室C中僅發(fā)生還原反應(yīng)D【解析】

根據(jù)圖中電子的流向和電極上的變化可判斷電極b電極上發(fā)生的反應(yīng)為：

，電極a上的反應(yīng)為

，而電池c上有兩個(gè)變化過(guò)程分別為：

，

。A項(xiàng)，結(jié)合電極反應(yīng)可判斷X、Y交換膜均為質(zhì)子交換膜，故A正確；B項(xiàng)，結(jié)合分析可知電極室C中溶液經(jīng)滅菌后通入電極室A，故B正確；C項(xiàng)，b電極反應(yīng)式：

，故C正確；D項(xiàng)，結(jié)合電極上的變化，可知電極室C中既發(fā)生還原反應(yīng)又發(fā)生了氧化反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；故選D.1、(2024·北京卷，3，3分)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖如下。關(guān)于該電池及其工作原理，下列說(shuō)法正確的是（

）

D

C

【解析】Zn具有比較強(qiáng)的還原性，MnO2具有比較強(qiáng)的氧化性，自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生在Zn與MnO2之間，所以MnO2電極為正極，Zn電極為負(fù)極，則充電時(shí)MnO2電極為陽(yáng)極、Zn電極為陰極。A項(xiàng)，充電時(shí)該裝置為電解池，電解池中陽(yáng)離子向陰極遷移，即Zn2+向陰極方向遷移，A不正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2＋，則充電時(shí)陰極反應(yīng)為Zn2++2e-=Zn，即充電時(shí)Zn元素化合價(jià)應(yīng)降低，而選項(xiàng)中Zn元素化合價(jià)升高，B不正確；C項(xiàng)，放電時(shí)MnO2電極為正極，正極上檢測(cè)到MnOOH和少量ZnMn2O4，則正極上主要發(fā)生的電極反應(yīng)是MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，C正確；D項(xiàng)，放電時(shí)，Zn電極質(zhì)量減少0.65g(物質(zhì)的量為0.010mol)，電路中轉(zhuǎn)移0.020mol電子，由正極的主要反應(yīng)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-可知，若正極上只有MnOOH生成，則生成MnOOH的物質(zhì)的量為0.020mol，但是正極上還有ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物質(zhì)的量小于0.020mol，D不正確；故選C。

C

【解析】放電時(shí)CO2轉(zhuǎn)化為MgC2O4，碳元素化合價(jià)由+4價(jià)降低為+3價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，所以放電時(shí)，多孔碳納米管電極為正極、Mg電極為負(fù)極，則充電時(shí)多孔碳納米管電極為陽(yáng)極、Mg電極為陰極：電極過(guò)程電極反應(yīng)式Mg電極放電Mg-2e-=Mg2+充電Mg2++2e-=Mg多孔碳納米管電極放電Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4充電MgC2O4-2e-=Mg2++2CO2↑A項(xiàng)，放電時(shí)正極反應(yīng)式為Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4、負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+，將放電時(shí)正、負(fù)電極反應(yīng)式相加，可得放電時(shí)電池總反應(yīng)：Mg+2CO2=MgC2O4，A正確；B項(xiàng)，充電時(shí)，多孔碳納米管電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則多孔碳納米管在充電時(shí)是陽(yáng)極，與電源正極連接，B正確；C項(xiàng)，充電時(shí)，Mg電極為陰極，電子從電源負(fù)極經(jīng)外電路流向Mg電極，同時(shí)Mg2+向陰極遷移，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)放電時(shí)的電極反應(yīng)式Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4可知，每轉(zhuǎn)移2mol電子，有2molCO2參與反應(yīng)，因此每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上可轉(zhuǎn)化1molCO2，D正確；故選C。B

【解析】O2在Pt得電子發(fā)生還原反應(yīng)，Pt為正極，Cl-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極。A項(xiàng)，Cl-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag為負(fù)極，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電子由負(fù)極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt，B正確；C項(xiàng)，溶液為酸性，故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2，轉(zhuǎn)移電子2mol，而2mol

Cl-失去2mol電子，故最多去除2mol

Cl-，D錯(cuò)誤。故選B。B

【解析】該儲(chǔ)能電池放電時(shí)，Pb為負(fù)極，失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4，則多孔碳電極為正極，正極上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+，充電時(shí)，多孔碳電極為陽(yáng)極，F(xiàn)e2+失電子生成Fe3+，PbSO4電極為陰極，PbSO4得電子生成Pb和硫酸。A項(xiàng)，放電時(shí)負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，儲(chǔ)能過(guò)程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，左側(cè)的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充電時(shí)，總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+=Pb+SO42-+2Fe3+，D錯(cuò)誤；故選B。

下列敘述錯(cuò)誤的是(

)

A

A

【解析