高考化學(xué)（人教版）一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第含答案

第20講原電池化學(xué)電源

考/綱/要/求核/心/素/養(yǎng)

變化觀念與認(rèn)識(shí)原電池反應(yīng)的本質(zhì)是自發(fā)的輒化還原反應(yīng)；能多角度.動(dòng)態(tài)地

1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，平衡思想分析原電池中物質(zhì)的變化及能飆的轉(zhuǎn)換.

能再寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式.證據(jù)推理與能利用典型的原電池裝近,分析原電池原理,建立解答原電池問

2.了解常她化學(xué)電源的種類及其工作模型認(rèn)知題的思維模型，并利用模型揭示其本質(zhì)及規(guī)律.

原現(xiàn).科學(xué)態(tài)度與具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，能對(duì)與原電池有關(guān)的社會(huì)

社會(huì)責(zé)任熱點(diǎn)問助做出正確的價(jià)值判斷與分析.

考點(diǎn)一原電池的工作原理及其應(yīng)用

自/主/復(fù)/習(xí)理教材，固雙基

［知識(shí)梳理］

一、原電池的概念和構(gòu)成條件

1.概念：原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

2.構(gòu)成條件

兩電極為導(dǎo)體，且存在活動(dòng)性差異，一般活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬做負(fù)極,活動(dòng)

電極

性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體做正極

溶液有電解質(zhì)溶液

形成閉合回路，即滿足：（1）兩電極直接接觸（靠在?起）或間接接觸（用導(dǎo)線

回路

相連）；（2）兩電極插入電解質(zhì)溶液中

本質(zhì)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

構(gòu)成條件可概括為“兩極一液一線一反應(yīng)”。

二、原電池的工作原理（以鋅銅原電池為例）

r_@~□

r電流表1

:uSO,溶液:

-ftiK鋅一—:?rJ?橋:■ITR—第

?II二丁二二

ZnSC,溶液CuS（）,溶液

電極名稱負(fù)極正極

電極材料ZnCu

電極反應(yīng)Zn—2e-^=Zn2+Cu2++2e-=Cu

反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電子流向（外電路）由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極

離子流向（內(nèi)電路）陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)；鹽橋（含飽和KC1溶

液）中離子流向：K'移向正極，C1移向負(fù)極

電池反應(yīng)（離子方程式）Zn4-Cu2+=Zn2++Cu

裝置I：還原劑Zn與氧化劑Ci?+直接接觸，化學(xué)能既轉(zhuǎn)化

兩類裝置為電能，又轉(zhuǎn)化為熱能，造成能量損耗

的不同點(diǎn)裝置H：還原劑Zn與氧化劑CM+不直接接觸，化學(xué)能僅轉(zhuǎn)

化為電能，避免能量損耗，故電流穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長

「日特別提醒一

（1）鹽橋原電池中半電池的構(gòu)成條件：電極金屬和其對(duì)應(yīng)的鹽溶液。一般不要任意替

換成其他陽離子鹽溶液，否則可能影響效果。鹽橋中裝有飽和的KC1、KN03等溶液和瓊膠

制成的膠凍。

（2）鹽橋的作用，①連接內(nèi)電路，形成閉合回路；，②平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。

三、原電池工作原理的四個(gè)應(yīng)用

應(yīng)用化學(xué)原理

原電池中，一般活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬做負(fù)極，而活動(dòng)性較弱的金屬（或能

比較金屬的活動(dòng)性導(dǎo)電的非金屬）做正極，如有兩種金屬A和B,用導(dǎo)線將A和B連接

強(qiáng)弱后，插入稀端酸中，一段時(shí)間后，若觀察到A溶解，而B上有氣泡逸

出，則說明A做負(fù)極，B做正極，則一般情況二金屬活動(dòng)性：A>B

續(xù)表

應(yīng)用化學(xué)原理

由于形成了原電池，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速率加快，如Zn.與稀硫酸反應(yīng)制

加快化學(xué)反應(yīng)速率氫氣時(shí)，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu-Zn-稀硫酸原電池，

加快反應(yīng)速率

使需要保護(hù)的金屬制品做原電池的正極而受到保護(hù)，如要保護(hù)一個(gè)鐵

用于金屬的防護(hù)質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，形成原電

池，使鋅做原電池的負(fù)極被損耗，鐵做正極而受到保護(hù)

①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)

設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源②根據(jù)原電池的反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正、負(fù)極材料和電解

質(zhì)溶液

［自主檢測］

1.判斷正誤（正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”）。

⑴理論上說，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池。（）

(2)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極。()

(3)用Mg,Al分別做電極，用NaOH溶液做電解質(zhì)溶液，構(gòu)成原電池，Mg為正極。()

(4)在鋅銅原電池中，因?yàn)橛须娮油ㄟ^電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生，)

(5)原電池工作時(shí)，溶液中的陽離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽離子向正極移動(dòng)。()

(6)一般來說，帶有鹽橋的原電池比不帶鹽橋的原電池能量轉(zhuǎn)換效率高。()

(7)在原電池中，正極材料本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極材料本身一定要發(fā)生氧化反

應(yīng)。()

(8)實(shí)驗(yàn)室制備H2時(shí)，用粗鋅(含Cu、Fe等)代替純鋅與鹽酸反應(yīng)效果更佳。()

答案：(l)J⑵J(3)V(4)X(5)X(6)V(7)X⑻J

2.在如圖所示的8個(gè)裝置中，屬于原電池的是。

解析：①中塊1個(gè)電極，且沒有形成閉合回路；③沒有形成閉合回路；⑤酒精為非電解

質(zhì)；⑧電極相同，且沒有形成閉合回路。

答案：②④⑥⑦

考/點(diǎn)/演/練

演練一原電池的工作原理

1.(經(jīng)典題)課堂學(xué)習(xí)中，同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、

電流計(jì)、橙汁、燒杯等用品探究原電池的組成。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是

()

A.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置

B.原電池由電極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成

C.圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時(shí)，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流

D.圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時(shí)，電子由銅片通過導(dǎo)線流向鋅片

解析：選D。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，A正確；原電池由電極、電解質(zhì)溶

液和導(dǎo)線等組成，B正確：圖中電極a為鋁條、電極b為鋅片時(shí)，構(gòu)成原電池，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)

生電流，C正確；圖中電極a為鋅片、電極b為銅片時(shí)，鋅片做負(fù)極，電子由鋅片通過導(dǎo)線

流向銅片，D錯(cuò)誤。

2.下圖中四種電池裝置是依據(jù)原電池原理設(shè)計(jì)的，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()

-_（活潑金屬）~~（電極材料）—較不活潑金

屬或非金屆

----（氧化反應(yīng)）---（電極反應(yīng)）—（還原反應(yīng)）---->

判

判

斷

斷?—（電子流出）—（電子流向）~（電子流入卜一

為

為

正

負(fù)

極

極不斷溶解或電極增幣:或

T電極現(xiàn)象）

質(zhì)量減小寸氣泡產(chǎn)生

陰離子~（離子?移向）-陽離子

4移向移向

［提示］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)，不要認(rèn)為

活潑金屬一定做負(fù)極。

演練二原電池工作原理的應(yīng)用

4.（金墀的防護(hù)）為保護(hù)地下鋼管不受腐蝕，可?采取的措施有（）

A.與石墨棒相連

B.與銅板相連

C.埋在潮濕、疏松的土壤中

D.與鋅板相連

解析：選D。A項(xiàng)，石墨棒與鐵構(gòu)成原電池，鐵活潑，失電子做負(fù)極，被腐蝕；B項(xiàng)，

銅板與鐵構(gòu)成原電池，鐵比銅活潑，鐵失業(yè)子做負(fù)極，被腐蝕：C項(xiàng)，在潮濕、疏松的土壤

中，鐵與土堞中的碳、水、空氣構(gòu)成原電1池，鐵失電子做負(fù)極，被腐蝕；D項(xiàng)，鋅板與鐵構(gòu)

成原電池，鋅比鐵活潑，鋅失電子做負(fù)極，鋅被腐蝕，鐵被保護(hù)。

5.（加快化學(xué)反應(yīng)速率）等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b,分別加入過量的稀H2s。4中，同時(shí)向

a中滴入少量的CuSCh溶液，如圖表示產(chǎn)生H2的體積（V）與時(shí)間⑺的關(guān)系，其中正確的是

解析：選D。a中Zn與CuSCU溶液反應(yīng)置換出Cu,Zn的量減少，產(chǎn)生H2的量減少,

但Zn、Cu和稀H2sO4形成原電池，加快了反應(yīng)速率，D項(xiàng)圖示符合要求。

6.（比較金加活動(dòng)性）有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如

實(shí)驗(yàn)

裝置

CuSO"溶液

部分

a極質(zhì)量減少；bb極有氣體產(chǎn)生；d極溶解；c極有外電路中電流從

實(shí)驗(yàn)

極質(zhì)量增加c極無變化氣體產(chǎn)生a極流向d極

現(xiàn)象

由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是()

A.a>b>c>dB.b>c>d>a

C.d>a>b>cD.a>b>d>c

解析：選C。把四個(gè)實(shí)臉從左到右分別編號(hào)為①②③④，則由實(shí)驗(yàn)①可知，a極質(zhì)量減

少，b極質(zhì)量增加，則a做原電池負(fù)極，b做原電池正極，金屬活動(dòng)性：a>b;由實(shí)驗(yàn)②可知，

b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化，金屬的活動(dòng)性：b>c:由實(shí)驗(yàn)③可知，d極溶解，c極有氣體

產(chǎn)生，則d做原電池負(fù)極，c做原電池正極，金屬的活動(dòng)性：d>c；由實(shí)驗(yàn)④可知，外電路

中電流從a極流向d極，則d做原電池負(fù)極，a做原電池正極，金屬的活動(dòng)性：d>a<>綜上

所述，四種金屬的活動(dòng)性：d>a>b>Co

7.(設(shè)計(jì)原電池)某?；瘜W(xué)興趣小組講行探究性活動(dòng)：將氧化還原反應(yīng)2Fe3-+2「

2Fe2++L設(shè)計(jì)成帶鹽橋的原電池。提供的試劑：FeCb溶液、KI溶液；其他用品任選。

回答下列問題：

(1)畫出設(shè)計(jì)的原電池裝置圖，并標(biāo)出電極材料、電極名稱及電解質(zhì)溶液。

(2)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為o

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，外電路導(dǎo)線中(填“有”或“無”)電流通過。

(4)平衡后向FeCb溶液中加入少量FeCh固體，當(dāng)固體全部溶解后，則此時(shí)該溶液中的

電極變?yōu)?填“正”或“負(fù)”)極。

解析：(1)先分析氧化還原反應(yīng)，找出正、負(fù)極反應(yīng)，即可確定電極材料和正、負(fù)極區(qū)

的電解質(zhì)溶液。

(2)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極，負(fù)極上「失電子變成I2o

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，無電子移動(dòng)，故無電流產(chǎn)生。

(4)平衡后向FeCb溶液中加入少量FeCk固體，平衡逆向移動(dòng)，此時(shí)Fe?+失電子，該溶

液中的電極變成負(fù)極。

答案：(1)如下圖(答案合理即可)

-

(2)2F-2e=I2(3)無(4)負(fù)

考點(diǎn)二化學(xué)電源及其工作原理

自/主/復(fù)/習(xí)理教材，固雙基

［知識(shí)梳理］

一、一次電池

1.堿性鋅鎰電池

⑴構(gòu)造

(2)工作原理

電解質(zhì)：KOHo

負(fù)極材料：Zn；

電極反應(yīng)：Zn+20H—2e=Zn(0H)2。

正極材料：MnOz；

電極反應(yīng)：2MnO2+2H2。+2e=2Mn0(0H)+20H。

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2<.

2.紐扣式鋅銀電池

(1)構(gòu)造

雙仃KOH溶液

的隔板

(2)工作原理

電解質(zhì)：KOHo

負(fù)極材料：Zn：

電極反應(yīng)：Zn+20H-2e=Zn(OHb。

正極材料：AggO;

電極反應(yīng)：A2?O+H2O+2e=2Ag+20H“

總反應(yīng)：Zn+A，。+H2O=Zn(OH)2+2AR.

3.鋰電池

Li-SOCb電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCL

-SOCho電池的總反應(yīng)可表示為8Li+3soeL=6LiCl+Li2so3+2S。

(1)負(fù)極材料為鋰，電極反應(yīng)為8Li—8e-=8Li+。

(2)正極材料為碳，電極反應(yīng)為3soe1?+8b=2S+SO/+6C1一。

二、二次電池(又叫充電電池或蓄電池)

1.鉛蓄電池

(1)構(gòu)造

(2)工作原理

①總反應(yīng)：Pb(s)+PbCh⑸+2H2so4(aq)!?2PbSO4(s)+2H2O(1)

允電

②放電時(shí)——原電池

負(fù)極反應(yīng)：Pb(s)+SO/(aq)—2e==PbSO4(s)；

正極反應(yīng)：PbO2(s)+4H'(aq)+SOl(aa)+2c=PbSO&(s)+2H2O(l)。

③充電時(shí)——電解池

陰極反應(yīng)：PbSChO+Ze=PbGl+SOj^aci)；

陽極反應(yīng)：PbSOa(s)+2HzO⑴一2e=PbO2(s)+4H'(aa)+SOF(aQ)0

2.二次電池的充放電規(guī)律

.外電源負(fù)極同一電極____________

陰極：還原反**—|充電二次放電|一(?負(fù)極：氧化反應(yīng)

陽極：輒化反應(yīng)-_II電-匚正極:還原反應(yīng)

1

4接-外電-源-正極---同-一-電極----

(1)充電時(shí)電極的連接：充電的目的是使電池恢復(fù)其供電能力，因此負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)

極相連以獲得電子，可簡記為“負(fù)接負(fù)后做陰極，正接正后做陽極二

(2)工作時(shí)的電極反應(yīng)式：同一電極上的電極反應(yīng)式，在充電與放電時(shí)，形式上恰好是

相反的；同一電極周圍的溶液，充電與放電時(shí)pH的變化趨勢也恰好相反。

三、“高效、環(huán)境友好”的燃料電池

1.氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。

種類酸性堿性

負(fù)極反應(yīng)式2H2-4e-=4H*2H—OH_4e=4呷

正極反應(yīng)式Ch+4e+4H+=2H2OCh+2H2O+4e=4OH

電池總反應(yīng)式2H2+O2=2H2O

備注燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催億活性，起導(dǎo)電作用

2.解答燃料電池題目的思維模型

/：氧氣)----~>｛還原反應(yīng))―，電子流入:

《以［陰離正子

3.解答燃料電池題目的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

(1)要注意介質(zhì)是什么，是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。

(2)通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)為氧氣。

(3)通過介質(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)。

［自主檢測］

判斷正誤(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”)。

(1)(2018?兩者江蘇卷)氫氧燃料電池放電時(shí)化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能。()

(2)太陽能電池不屬于原電池。()

(3)、電腦中使用的鋰電池屬于一次電池。()

(4)鉛蓄電池放電時(shí)，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加。()

(5)堿性鋅鋅電池是一次電池，其中MnO2是催化劑，可使鋅缽電池的比能量提高、可儲(chǔ)

存時(shí)間加長。()

⑹燃料電池工作時(shí)，燃料在電池中燃燒，然后熱能轉(zhuǎn)化為電能。()

⑺以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，放電過程中，H+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移。()

⑻鉛蓄電池工作時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，負(fù)極增重4.8g。()

(9)在堿性電解質(zhì)溶液中，氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為2H2-4e==4H+。()

答案：(1)X(2)J(3)X(4)7(5)X(6)X(7)X(8)7(9)X

考/點(diǎn)/演/練練考點(diǎn)，新疑惑

演練一根據(jù)圖示理解化學(xué)電源

1.普通鋅錦電池的簡圖如圖所示，它用鋅皮制成的鋅筒做電極，中間插一根石墨棒，

石墨棒頂端加一銅帽。在石墨棒底圍填滿二氧化鐳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長

纖維紙包裹做隔膜，隔膜外用氯化鋅、氯化鉉和淀粉等調(diào)成糊狀做電解質(zhì)溶液。該電池工作

時(shí)的總反應(yīng)為2+下列關(guān)于普通鋅缽電池

Zn+2NH4+2MnO2=[Zn(NH3)21+Mn2O3+H2O0

的說法中正確的是()

鋅缽中?池東膏圖

A.當(dāng)該電池電壓逐漸下降后，利用電解原理能重新充電復(fù)原

B.電池負(fù)極反應(yīng)式為2MnO2+2NH；+2e—=Mn2O3+2NH3+H2。

C.原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極通過外電路流向正極

D.外電路中每通過0.1mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g

解析：選C。普通鋅鎰電池是一次電池，不能充電復(fù)原，A項(xiàng)錯(cuò)誤：根據(jù)原電池的工作

原理，負(fù)極失電子，電極反應(yīng)式為Zn-21+2NH3=[Zn(NH3)2F+,B項(xiàng)錯(cuò)誤；由負(fù)極的電

極反應(yīng)式可知，外電路中每通過0.1mol電子，消耗鋅的質(zhì)量是65g?molr式()[:"⑺=3.25g,

D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.Li?FeS2電池是目前電池中綜合性能最好的一種電池，其結(jié)構(gòu)如I~~逛1―

圖所示。已知電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列說苗----------

法正確的是()

A.Li為電池的正極

B.電池工作時(shí)，Li'向負(fù)極移動(dòng)

C.正極的電極反應(yīng)式為FeS?+4e=Fe+2s2

D.將熔融的LiCF3so3改為LiCl的水溶液，電池性能更好

0+1

解析：選C。A項(xiàng)，由LifLi2s發(fā)生氧化反應(yīng)，可知Li為電池的負(fù)極；B項(xiàng)，電池工

作時(shí)，陽離子(Li,)移向正極；D項(xiàng)，由于2Li+2H2O=2LiOH+H2t,故不能用LiCl的水

溶液作為電解質(zhì)溶液0

演練二二次電池

3.(2020?安儆A10聯(lián)盟聯(lián)考)用氟硼酸(HBF4，屬于強(qiáng)酸)溶液代替硫酸溶液做鉛蓄電池

的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時(shí)的性能更優(yōu)良，反應(yīng)方程式為

Pb+PbO2+

4HBF2Pb(BFD2+2H2O,Pb(BF“2為可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，下列說法中正確的是

4允Hi

A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為PbO2+4HBFj-2e-=Pb(BF4)2+2BFi+2H2。

B.充電時(shí)，當(dāng)陽極質(zhì)量減少23.9g時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子

C.放電時(shí)，PbO2電極附近溶液的pH增大

D.充電時(shí)，Pb電極的電極反應(yīng)式為PbO2+4H++2-=Pb2++2H2O

解析：選C。放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Pb-2e"=Pb2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽極反應(yīng)為

2++

Pb-2e+2H2O=PbO2+4H,當(dāng)陽極質(zhì)量增加23.9g時(shí)轉(zhuǎn)移0.2mol電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

+-2+

放電時(shí)，正極反應(yīng)為PbO2+4H-F2e=Pb+2H2O,PbO2電極附近溶液的pH增大，C

項(xiàng)正確；充電時(shí)，Pb電極的電極反應(yīng)式為Pb2++2e~==Pb,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.銀鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某銀鎘電池的電解質(zhì)溶液為

KOH溶液，其充放電按下式進(jìn)行：Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下

列有關(guān)該電池的說法正確的是()

A.充電時(shí)陽極反應(yīng)：Ni(OH)2+OH-e=H2O+NiO(OH)

B.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程

C.放電時(shí)負(fù)極附近溶液中的OH濃度不變

D.放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH向正極移動(dòng)

解析：選A。放電時(shí)Cd的化合價(jià)升高，Cd做負(fù)極，Ni的化合價(jià)降低，NiO(OH)做正

--

極，則充電時(shí)Cd(OH)2做陰極,Ni(OH)2做陽極，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2-OH-e=NiO(OH)

+比0,A項(xiàng)正確；充電過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)

式為Cd+2OH——2e-=Cd(OH)2,Cd電極周圍OFF的濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)OFF

向負(fù)極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

5.(2020?最新預(yù)測)“天宮二號(hào)”飛行器白天靠太陽能帆板產(chǎn)生電流向鍥氫電池充電，

夜間銀氫電池向飛行器供電。銀氫電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。電池總反應(yīng)為

2Ni(OH)22NiO(OH)+H2.下列說法正確的是()

太陽光

e-///

A.放電時(shí)，NiO(OH)發(fā)生氧化反應(yīng)

B.充電時(shí)，a電極附近的pH增大，K-移向b電極

C.充電時(shí)，a電極的電極反應(yīng)為2H20+2b=ht+2OH

D.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH

解析：選C。放電時(shí)，NiO(OH)在正極上得電子變成Ni(OH)2,發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤;

充也時(shí)，a電極做陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2「=H2f+2OH,pH增大，K*移向a電

極，B錯(cuò)誤，C正確；放電時(shí)，負(fù)極上比放電，D錯(cuò)誤。

演練三燃料電池

6.（2020?惠州模擬）金屬鋰燃料電池是一種新型電池，比鋰離子電池具有更高的能量密

度。它無電時(shí)也無需充電，只需更換其中的某些材料即可，其工作示意圖如下，下列說法正

確的是（）

A.放電時(shí)，通入空氣的一極為負(fù)極

B.放電時(shí)，電池反應(yīng)為4Li+Ch=2Li2O

c.有機(jī)電解液可?以是乙醇等無水有機(jī)物

D.在更換鋰電極的同時(shí)，要更換水性電解液

解析：選D。A.放電時(shí)，Li電極為負(fù)極，錯(cuò)誤；B.放電時(shí)，電池反應(yīng)為4Li+O2+

2H2O=4LiOH,錯(cuò)誤：C.因?yàn)橛袖嚧嬖?，就不能用乙醇，鋰和乙醇反?yīng)，錯(cuò)誤：D.水性電

解液中不斷消耗水并有LiOH生成，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，形成LiOH的飽和溶液，不利于Li卡

的流動(dòng)，所以在更換鋰電極的同時(shí)，要更換水性電解液，正確。

7.科學(xué)家設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜-H2s燃料電池，實(shí)現(xiàn)了利用H2s廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)

硫。質(zhì)子膜-H2s燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.電極a為電池的負(fù)極

+

B.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)：O2+4H+4C-=2H2O

C.電路中每通過4moi電子，正極消耗44.8LH2s

D.每17gH2s參與反應(yīng)，有1molPT經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)

解析：選C。該電池為燃料電池，根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，通入氧氣的一極為正極，故電

極b為包池的正極，電極a為電池的負(fù)極，A項(xiàng)正確；電極b為正極，氧氣得電子生成水，

B項(xiàng)正確；從裝置圖可以看出，電池總反應(yīng)為2H2s+O2=S2+2H2O,電路中每通過4moi

也子，正極應(yīng)該消耗1molCh,負(fù)極應(yīng)該消耗2moiH?S,但是題目中沒有給定氣體所處的

狀況，所以其體積不一定是44.8L,C項(xiàng)錯(cuò)誤；17gH2s即0.5molHzS,每0.5molH2s參

與反應(yīng)會(huì)消耗0.25molCh,根據(jù)正極反應(yīng)式02+4酎+41=2比0可知，有1molH，經(jīng)質(zhì)

子膜進(jìn)入正極區(qū)，D項(xiàng)正確。

8.(2020?試懣調(diào)研)Mg-次氯酸鹽燃料電池的工作原理為Mg+C10-4-H2O=Mg(OH)2

+C1,下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()

A.鎂做負(fù)極材料，發(fā)生氧化反應(yīng)

B.放電時(shí)，所有陰離子都向負(fù)極遷移

C.負(fù)極反應(yīng)式為Mg+20H-2e=Mg(OH)2

D.消耗12g鎂時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子

解析：選B。A項(xiàng)，從已知燃料電池的工作原理知，鎂發(fā)生氧化反應(yīng)，做負(fù)極材料，正

確；B項(xiàng)，正極反應(yīng)式為CKT+2e-+H2O=C「+2OH，次氯酸根離子在正極參加反應(yīng)，

所以C1CT不會(huì)向負(fù)極遷移，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由總反應(yīng)式知，負(fù)極上鎂被氧化生成氫氧化鎂，

正確；D項(xiàng)，12gMg完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子，正確。

練真題?明考向【

1.(2019?而考全國卷I,12,6分)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池

工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()

A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能

B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2，=2H'+2MV|

C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NE

D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)

解析：選B。由題圖和題意知，電池總反應(yīng)是3H2+N2==2NH3。該合成氨反應(yīng)在常溫

下進(jìn)行，并形成原電池產(chǎn)生電能，反應(yīng)不需要高溫、高壓和催化劑，A項(xiàng)正確；觀察題圖知,

左邊電極發(fā)生氧化反應(yīng)MV+-e-=MV2+,為負(fù)極，不是陰極，B項(xiàng)錯(cuò)誤：正極區(qū)N?在固

氮酶作用下發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3,C項(xiàng)正確；電池工作時(shí)，H卡通過交換膜，由左側(cè)(負(fù)極

區(qū))向右側(cè)(正極區(qū))遷移，D項(xiàng)正確。

2.(2019?高考全國卷III,13,6分)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)家近期利用三

維多孔海綿狀Zn(3D?Zn)可以高效沉積ZnO的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的

放中

3D-Zn-NiOOH二次電池，結(jié)構(gòu)如圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+HO(1)玄小

2允里

ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯(cuò)誤的是()

尼龍保護(hù)層

A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高

--

B.充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)+OH(aq)-e=NiOOH(s)4-H2O(1)

-

C.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn(s)-F2OH-(aq)-2e=ZnO(s)+H2O(l)

D.放電過程中OK通過隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)

解析：選D。該電池采用的三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，可以高效沉積ZnO,

且所沉積的ZnO分散度高，A正確；根據(jù)題干中總反應(yīng)可知，該電池充電時(shí)，Ni(OH)2在陽

極發(fā)生氧化反應(yīng)生成NiOOH,其電極反應(yīng)式為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+

H2O(1),B正確；放電時(shí)Zn在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成ZnO,電極反應(yīng)式為Zn(s)+2OH-(aq)

—2e~^ZnO(s)+H2O(1),C正確；電池放電過程中，OH一等陰離子通過隔膜從正極區(qū)移向

負(fù)極區(qū)，D錯(cuò)誤。

3.(2019?高考天津卷)我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘濱液流電池，其工作

原理示意圖如圖。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是

)

泵泵

A.放電時(shí)，a電極反應(yīng)為LBr+2e-^=2I+Br

B.放電時(shí)，溶液中離子的數(shù)目增大

C.充電時(shí)，b電極每增重0.65g,溶液中有0.02moll一被氧化

D.充電時(shí)，a電極接外電源負(fù)極

解析：選D。根據(jù)電池的工作原理示意圖可知，放電時(shí)a電極上LBr一轉(zhuǎn)化為Br一和「，

電極反應(yīng)為l2B「+2e-=2「+Br，A項(xiàng)正確：放電時(shí)正極區(qū)LBr一轉(zhuǎn)化為Br一和1一，負(fù)極

區(qū)Zn轉(zhuǎn)化為Z/+,溶液中離子的數(shù)目增大，B項(xiàng)正確；充電時(shí)b電極發(fā)生反應(yīng)Zn2++2e-

=Zn,b電極增重0.65g時(shí)，轉(zhuǎn)移0.02mole,a電極發(fā)生反應(yīng)2e-^=l2Br,

根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，則有0.02moll一被氧化，C項(xiàng)正確；放電時(shí)a電極為正極，

充電時(shí)，a電極為陽極，接外電源正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.(2018?高考全國卷II,12,6分)我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CCh

二次電池。將NaClO』溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的銀網(wǎng)分別作為電極材

料，電池的總反應(yīng)為3coz+4Na2Na2CO3+Co下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)，C104向負(fù)極移動(dòng)

B.充電時(shí)釋放CCh，放電時(shí)吸收CO2

C.放電時(shí)，正極反應(yīng)為3co2+4e—=2CO「+C

D.充電時(shí)，正極反應(yīng)為Na'+e-^=Na

解析：選D。電池放電時(shí)，C1O1向負(fù)極移動(dòng)，A項(xiàng)正確；結(jié)合總反應(yīng)可知放電時(shí)需吸

收C6,而充電時(shí)釋放出CO?,B項(xiàng)正確：放電時(shí)，正極CCh得電子被還原生成單質(zhì)C,即

電極反應(yīng)式為3co2+4b=2CO『+C,C項(xiàng)正確；充電時(shí)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，即C被氧化

生成CO2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

課后達(dá)標(biāo)檢測

一、選擇題

1.（2020?廣州模擬）某小組為研究原電池原理，設(shè)計(jì)如圖裝置，下列敘述正確的是（）

A.若X為Fe,Y為Cu,則鐵為正極

B.若X為Fe,Y為Cu,則電子由銅片流向鐵片

C.若X為Fe,Y為C,則碳棒上有紅色固體析出

D.若X為Cu,Y為Zn,則鋅片發(fā)生還原反應(yīng)

解析：選C。Fe比Cu活潑，F(xiàn)e做負(fù)極，電子從Fe流向Cu,故A、B錯(cuò)誤；若X為

Fe,Y為C,電解質(zhì)為硫酸銅，則正極碳棒上析出Cu,故C正確；Zn比Cu活潑，Zn做負(fù)

極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

2.（新題預(yù)測）在超市里經(jīng)常會(huì)看到一種外殼為紙層包裝的電池，印有如圖所示的文字。

下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）

3

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A.該電池是一次電池

B.該電池工作時(shí)，電子由負(fù)極通過外電路流入正極

C.該電池含有的金屬元素中毒性最大的是Hg

D.該電池工作時(shí)，外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少3.25g

解析：選D。電池工作時(shí)，鋅失去電子，電極反應(yīng)式為Zn—2e-=Zn2+,所以外電路

中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上應(yīng)減少6.5g,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.根據(jù)下圖判斷,

A.裝置I和裝置H中負(fù)極反應(yīng)均是Fc-2e-=Fe2+

B.裝置I和裝置II中正極反應(yīng)均是O24-2H2O+4e=4OH

C.裝置I和裝置II中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動(dòng)

D.放電過程中，裝置I左快!燒杯和裝置I【右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大

解析：選D。裝置I中的負(fù)極為Zn,A項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置II中的正極反應(yīng)為2H++2C=H2

t,B項(xiàng)錯(cuò)誤；陽離子向正極移動(dòng)，裝置I中陽離子向左側(cè)燒杯移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

3+

4.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知氧化性：Cr20r>Fe,設(shè)計(jì)了鹽橋式的原電池,

如圖所示。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2s04溶液。下列敘述中正確的是()

b

W

石墨7%墨

Fe2(SO4)?.KGO,CMSO」％

卜'闋。溶液

4稀HSO,

甲乙

A.甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)

B.乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cr3++7H2O—6e-^=Cr20r+14H

C.外電路的電流方向?yàn)閺腷到a

D.電池工作時(shí)，鹽橋中的SOr移向乙燒杯

解析：選C。A項(xiàng)，甲燒杯中發(fā)生的反應(yīng)為Fe2+-eFe3+,為氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤：B

項(xiàng)，乙燒杯中Cr20r發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，a極為負(fù)極，b極為正極，外

業(yè)路的電流方向?yàn)閺腷到a,正確：D項(xiàng)，SO/向負(fù)極移動(dòng)，即移向甲燒

杯，錯(cuò)誤。

5.（2020?濟(jì)南質(zhì)檢）如圖為以Pl為電極的氫氧燃料電池的工作原理示

意圖，稀H2s04為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說法不正確的是（）

A.a極為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極

B.a極的電極反應(yīng)式：H2-2e=2H+

C.電池工作一段時(shí)間后，裝置中c（H2so4）增大

D.若將Hz改為CH1,消耗等物質(zhì)的量的CFh時(shí)，Ch的用量增多

解析：選C。a極通入的H2發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極；以

稀H2s04為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極的H?被氧化為H+;電池總反應(yīng)為2H2+。2=2比0,電池

工作一段時(shí)間后，裝置中c（H2so4）戒?。焊鶕?jù)電池總反應(yīng)2H2+O2=2H2O,CH4+2O2=CO2

+2比0可知，等物質(zhì)的量的CK比H2消耗。2多。

6.可充電氟鎂動(dòng)力電池比鋰電池具有更高的能量密度和安全性，其電池反應(yīng)為Mg+

2MnF3=2MnF2+MgFz0下列有關(guān)說法不正確的是（）

A.鎂為負(fù)極材料

B.正極的電極反應(yīng)式為MnFj+e=MnF2+F

C.電子從鎂極流出，經(jīng)電解質(zhì)流向正極

D.每生成1molMnFz時(shí)轉(zhuǎn)移1mol電子

解析：選C。由電池反應(yīng)可知，鎂失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，A項(xiàng)正確；電池

反應(yīng)中，三氟化鉉發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，B項(xiàng)正確；電子由負(fù)極（鎂極）流出經(jīng)外電路流向

正極，C項(xiàng)不正確；鎰元素由+3價(jià)降至+2價(jià)，每生成1molMnFz轉(zhuǎn)移1mol電子，D項(xiàng)

正確。

7.（新題預(yù)測）三元電池成為我國電動(dòng)汽車的新能源，其正極材料可表示為Lid&

二。2，且x+），+z=l。充電時(shí)電池總反應(yīng)為LiNiKOvM%O2+6C（石勘=LiL“NiK0vMnq2

+Li￡6,其電池工作原理如圖所示，兩極之間有一個(gè)允許特定的離子X通過的隔膜。下列

說法正確的是（）

A.允許離子X通過的隔膜屬于陰離子交換膜

B.充電時(shí)，A為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.可從無法充電的廢舊電池的石墨電極中回收金屬鋰

-

D.放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Li?-oNi.rCoyMnzOz+aLi*+tze=LiNi.rCoyMn.Oz

解析：選D。根據(jù)充電時(shí)電池總反應(yīng)可知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Li“C6—優(yōu)一==6（2（石墨）

+〃Li+,正極反應(yīng)式為Lii-aNixC6MnQ2+aLi++4e-=LiNhCo、Mnq2,將放電時(shí)負(fù)極、正

極反應(yīng)式左右顛倒，即分別得到充電時(shí)陰極、陽極反應(yīng)式。放電時(shí)，A是負(fù)極、B是正極，

Li+向正極移動(dòng)，則X是L/，允許陽離子通過的隔膜為陽離子交換膜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，

A是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，石墨電極發(fā)生C-Li￡6的反應(yīng)，充電后才

能從中回收鋰，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

8.（2020?雅安模擬）某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2cCh、K2CO3

為電解質(zhì)，以CH4為燃料時(shí)，該口池工作原理如圖所示，下列說法正

確的是（）

A.a為空氣，b為CH4

B.COr向正極移動(dòng)