新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案6.2原電池化學(xué)電源（含解析）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

1.了解原電池的工作原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。
2.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理。
考點(diǎn)一原電池工作原理
1知識(shí)梳理
1.概念和反應(yīng)本質(zhì)：原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是。
2.構(gòu)成條件
（1）能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)（原電池必備條件）。
（2）兩個(gè) 的電極（材料可以是金屬或?qū)щ姷姆墙饘伲?br>①負(fù)極：活潑性較強(qiáng)的金屬。
②正極：活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬。
（3）電極均插入電解質(zhì)溶液中。
（4）構(gòu)成（兩電極接觸或用導(dǎo)線連接）。
3.工作原理
（以鋅銅原電池為例）
[思考]
下圖是根據(jù)原電池原理設(shè)計(jì)的LED燈發(fā)光的裝置：
（1）該裝置中，存在怎樣的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程？
（2）如果將硫酸換成檸檬汁，導(dǎo)線中會(huì)不會(huì)有電子流動(dòng)？如果將鋅片換成鐵片，電路中的電流方向是否改變？
[判斷] （正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）
（1）在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng)（）
（2）在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負(fù)極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)（）
（3）帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)（）
（4）在“鋅－硫酸銅溶液－銅”原電池中，鋅為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)（）
（5）原電池工作時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)（）
（6）原電池放電時(shí)，電流方向由電源的負(fù)極流向正極（）
2對(duì)點(diǎn)速練
練點(diǎn)一原電池基礎(chǔ)判斷
1.如圖所示是一位同學(xué)在測(cè)試水果電池，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A.若金屬片A是正極，則該金屬片上會(huì)產(chǎn)生H2
B．水果電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
C．此水果發(fā)電的原理是電磁感應(yīng)
D．金屬片A、B可以一個(gè)是銅片，另一個(gè)是鐵片
2.原電池的電極名稱(chēng)不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說(shuō)法中正確的是（）
A.（1）（2）中Mg作負(fù)極，（3）（4）中Fe作負(fù)極
B．（2）中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．（3）中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋
D．（4）中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑
方法總結(jié)
正、負(fù)極的判斷方法
練點(diǎn)二鹽橋原電池
3.有關(guān)下圖所示原電池的敘述不正確的是（）
A.電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片
B．正極的電極反應(yīng)是Ag＋＋e－===Ag
C．Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)
D．反應(yīng)時(shí)鹽橋中的陽(yáng)離子移向Cu（NO3）2溶液
4.根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是（）
A．燒杯a中的溶液pH降低
B．燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)
C．燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑
D．燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑
練后歸納
兩種原電池裝置的比較
練點(diǎn)三創(chuàng)新型原電池
5.利用如圖所示原電池可測(cè)量空氣中Cl2含量，其中電解質(zhì)是Ag＋可以自由移動(dòng)的固體物質(zhì)。下列分析不正確的是（）
A.電子經(jīng)外電路流向Pt電極
B．電池工作時(shí)，電解質(zhì)中Ag＋數(shù)目減少
C．正極反應(yīng)：Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl
D．空氣中c（Cl2）越大，Ag極消耗速率越快
6.氣體的自動(dòng)化檢測(cè)中常常應(yīng)用原電池原理的傳感器。下圖為電池的工作示意圖：氣體擴(kuò)散進(jìn)入傳感器，在敏感電極上發(fā)生反應(yīng)，傳感器就會(huì)接收到電信號(hào)。下表列出了待測(cè)氣體及敏感電極上部分反應(yīng)產(chǎn)物。則下列說(shuō)法中正確的是（）
A.上述氣體檢測(cè)時(shí)，敏感電極均作電池正極
B．檢測(cè)分別含H2S和CO體積分?jǐn)?shù)相同的兩份空氣樣本時(shí)，傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同
C．檢測(cè)H2S時(shí)，對(duì)電極充入空氣，對(duì)電極上的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．檢測(cè)Cl2時(shí)，敏感電極的電極反應(yīng)式為Cl2＋2e－===2Cl－
練點(diǎn)四原電池的設(shè)計(jì)
7.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知氧化性：Cr2>Fe3＋，設(shè)計(jì)了鹽橋式的原電池，如圖。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是（）
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－===Cr2＋14H＋
C．外電路的電流方向是從b到a
D．電池工作時(shí)，鹽橋中的S移向乙燒杯
8.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋（aq）＋Cu（s）===Cu2＋（aq）＋2Ag（s）設(shè)計(jì)的原電池如圖所示（鹽橋?yàn)槭⒂蠯NO3瓊脂的U形管）。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）電極X的材料是；電解質(zhì)溶液Y是（填化學(xué)式）。
（2）銀電極為電池的極，其電極反應(yīng)式為。
（3）鹽橋中的N移向溶液。
方法總結(jié)
原電池的設(shè)計(jì)和制作方法
①首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)。
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。
如：根據(jù)反應(yīng)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
設(shè)計(jì)的原電池為：
考點(diǎn)二常見(jiàn)化學(xué)電源的類(lèi)型
1知識(shí)梳理
1.一次電池
（1）堿性鋅錳干電池
總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn（OH）2。
負(fù)極材料：。
電極反應(yīng)：________________________________________________________________________。
正極材料：碳棒。
電極反應(yīng)：________________________________________________________________________。
（2）紐扣式鋅銀電池
總反應(yīng)：________________________________________________________________________。
電解質(zhì)是。負(fù)極材料：。
電極反應(yīng)：________________________________________________________________________。
正極材料：。
電極反應(yīng)：________________________________________________________________________。
（3）鋰電池
Li－SOCl2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LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。
①負(fù)極材料為，電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________________________________________。
②正極的電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________________________________________。
2.二次電池（以鉛蓄電池為例）
（1）放電時(shí)的反應(yīng)
①負(fù)極反應(yīng)：________________________________________________________________________；
②正極反應(yīng)：________________________________________________________________________；
③總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
（2）充電時(shí)的反應(yīng)
①陰極反應(yīng)：________________________________________________________________________；
②陽(yáng)極反應(yīng)：________________________________________________________________________；
③總反應(yīng)：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。
[提醒]
可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正、負(fù)極的連接應(yīng)符合以下特點(diǎn)：
3.燃料電池
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。
[提醒]
（1）在書(shū)寫(xiě)燃料電池的電極反應(yīng)時(shí)，要注意溶液的酸堿性，介質(zhì)的酸堿性對(duì)半反應(yīng)及總反應(yīng)書(shū)寫(xiě)的影響。
（2）書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)時(shí)應(yīng)注意：①“－ne－”相當(dāng)于正電荷，“＋ne－”相當(dāng)于負(fù)電荷，依據(jù)電荷守恒配平其他物質(zhì)的系數(shù)。②從原子守恒的角度還應(yīng)符合：電池總反應(yīng)式＝正極反應(yīng)式＋負(fù)極反應(yīng)式。
（3）根據(jù)移動(dòng)方向，陽(yáng)離子移向正極，在正極上參與反應(yīng)，在負(fù)極上生成（如H＋）；陰離子移向負(fù)極，在負(fù)極上參與反應(yīng)，在正極上生成（如OH－、O2－、C）。
[判斷] （正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）
（1）鉛蓄電池放電時(shí)，鉛做正極（）
（2）可充電電池充電時(shí)，外接電源正極，內(nèi)接它的負(fù)極（）
（3）鉛蓄電池放電時(shí)，正極與負(fù)極質(zhì)量均增加（）
（4）堿性鋅錳干電池是一次電池，其中MnO2是催化劑，可使鋅錳干電池的比能量高、可儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)（）
（5）氫氧燃料電池以KOH作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間，pH將變大（）
（6）氫氧燃料電池以H2SO4作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間，pH將變大（）
（7）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（）
（8）手機(jī)、電腦中使用的鋰電池屬于一次性電池（）
2對(duì)點(diǎn)速練
練點(diǎn)一化學(xué)電源中基本工作原理分析
1.全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為16Li＋xS8===8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4
B．電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02 ml電子，負(fù)極材料減重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性
D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多
2.如圖為一種微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖，關(guān)于該電池?cái)⑹稣_的是（）
A．分子組成為Cm（H2O）n的物質(zhì)一定是糖類(lèi)
B．微生物所在電極區(qū)放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)
C．放電過(guò)程中，H＋從正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)
D．正極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O
練點(diǎn)二二次電池的充放電過(guò)程
3.水系鋰電池具有安全、環(huán)保和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。以釩酸鈉（NaV3O8）為正極材料的電極反應(yīng)式為NaV3O8＋xLi＋＋xe－===NaLixV3O8，該電池示意圖如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（）
A.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li－e－===Li＋
B．充電過(guò)程中Li＋從陽(yáng)極向陰極遷移
C．充電過(guò)程中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為NaLixV3O8－xe－===NaV3O8＋xLi＋，NaLixV3O8中釩的化合價(jià)發(fā)生變化
D．該電池可以用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液
4.“天宮一號(hào)”飛行器在太空工作期間必須有源源不斷的電源供應(yīng)。其供電原理是：白天太陽(yáng)能帆板發(fā)電，將一部分電量直接供給“天宮一號(hào)”，另一部分電量?jī)?chǔ)存在鎳氫電池里，供黑夜時(shí)使用。如圖為鎳氫電池構(gòu)造示意圖（氫化物電極為儲(chǔ)氫金屬，可看作H2直接參加反應(yīng)）。下列說(shuō)法正確的是（）
A．充電時(shí)陰極區(qū)電解質(zhì)溶液pH降低
B．在使用過(guò)程中此電池要不斷補(bǔ)充水
C．放電時(shí)NiOOH在電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
D．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為Ni（OH）2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O
練點(diǎn)三燃料電池的分析
5.液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。一種以液態(tài)肼（N2H4）為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是（）
A.b電極發(fā)生氧化反應(yīng)
B．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
C．放電時(shí)，電流從a電極經(jīng)過(guò)負(fù)載流向b電極
D．其中的離子交換膜需選用陽(yáng)離子交換膜
6.甲醇燃料電池具有容易攜帶、容易存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)，目前被認(rèn)為將會(huì)替代傳統(tǒng)的電池成為攜帶型設(shè)備的主要電源。如圖是甲醇的質(zhì)子交換膜型燃料電池模型，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）
A．Y極為電池的負(fù)極
B．X極的電極反應(yīng)式：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
C．若常溫下用該電池電解100 mL KCl溶液至pH＝12時(shí)，電池質(zhì)子交換膜遷移的A為0.01 ml
D．空氣以20%為氧氣計(jì)算，X極每消耗1 ml甲醇，Y極必消耗168 L空氣中的氧氣
方法總結(jié)
燃料電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的常用方法
第一步，寫(xiě)出電池總反應(yīng)式。
燃料電池的總反應(yīng)與燃料燃燒的反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。
如甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為NaOH溶液）的反應(yīng)如下：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①＋②可得甲烷燃料電池的總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步，寫(xiě)出電池的正極反應(yīng)式。
根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，因電解質(zhì)溶液不同，故其電極反應(yīng)也會(huì)有所不同：
（1）酸性電解質(zhì)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
（2）堿性電解質(zhì)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
（3）固體電解質(zhì)（高溫下能傳導(dǎo)O2－）：O2＋4e－===2O2－。
（4）熔融碳酸鹽（如熔融K2CO3）：O2＋2CO2＋4e－===2C。
第三步，電池的總反應(yīng)式－電池的正極反應(yīng)式＝電池的負(fù)極反應(yīng)式。
本講真題研練
1.[2020·全國(guó)卷Ⅰ，12]科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn－CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問(wèn)題提供了一種新途徑。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋4OH－===Zn
B.放電時(shí)，1 ml CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2 ml
C.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2Zn===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O
D.充電時(shí)，正極溶液中OH－濃度升高
2.[2020·全國(guó)卷Ⅲ，12]一種高性能的堿性硼化釩（VB2）-空氣電池如圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：VB2＋16OH－－11e－===V＋2B＋4H2O該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A.負(fù)載通過(guò)0.04 ml電子時(shí)，有0.224 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）O2參與反應(yīng)
B.正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高
C.電池總反應(yīng)為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B＋4V
D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極
3.[2020·山東卷，10]微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3COO－的溶液為例）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋
B.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜
C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1 ml電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5 g
D.電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1
4.[2019·全國(guó)卷Ⅰ，12]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(shuō)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NH3
D.電池工作時(shí)質(zhì)子通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)
5.[2019·天津卷，6]我國(guó)科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅－碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。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（）
A.放電時(shí)，a電極反應(yīng)為I2Br－＋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0.65 g，溶液中有0.02 ml I－被氧化
D.充電時(shí)，a電極接外電源負(fù)極
6.[2018·全國(guó)卷Ⅱ，12]我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2＋4Na?2Na2CO3＋C。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A.放電時(shí)，Cl向負(fù)極移動(dòng)
B.充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2
C.放電時(shí)，正極反應(yīng)為：3CO2＋4e－===2C＋C
D.充電時(shí)，正極反應(yīng)為：Na＋＋e－ ===Na
第2講原電池化學(xué)電源
考點(diǎn)一
1知識(shí)梳理
1．電能氧化還原反應(yīng)
2．(2)活潑性不同 (4)閉合回路
3．鋅銅 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 氧化還原鋅銅負(fù)極正極 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
思考答案：(1)裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換。
(2)檸檬汁顯酸性也能作電解質(zhì)溶液，所以將硫酸換成檸檬汁，仍然構(gòu)成原電池，所以導(dǎo)線中有電子流動(dòng)；金屬性Cu比Zn、Fe弱，Cu作正極，所以電路中的電流方向不變。
判斷答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×
2對(duì)點(diǎn)速練
1．答案：C
2．解析：(1)中Mg作負(fù)極；(2)中Al作負(fù)極；(3)中銅作負(fù)極；(4)是鐵的吸氧腐蝕，F(xiàn)e作負(fù)極。
答案：B
3．解析：該裝置是原電池裝置，實(shí)質(zhì)上發(fā)生的是Cu與硝酸銀的反應(yīng)，所以Cu失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則Cu是負(fù)極，Ag是正極，電子從負(fù)極流向正極，A正確；正極是Ag＋發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子生成Ag，B正確；根據(jù)以上分析，Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以鹽橋中的陽(yáng)離子移向AgNO3溶液，D錯(cuò)誤。
答案：D
4．解析：由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線，由Zn電極流向Fe電極，則O2在Fe電極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，燒杯a中c(OH－)增大，溶液的pH升高。燒杯b中，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋。
答案：B
5．解析：Ag的金屬活潑性強(qiáng)于Pt，則Ag電極是負(fù)極，Ag失去電子，則電子經(jīng)外電路流向Pt電極，A正確；正極是Cl2得到電子，與Ag＋結(jié)合生成AgCl，即電極反應(yīng)式為Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl，但由于負(fù)極Ag失去電子轉(zhuǎn)化為Ag＋，所以電池工作時(shí)，電解質(zhì)中Ag＋數(shù)目不變，B錯(cuò)誤，C正確；空氣中c(Cl2)越大，則得到的電子數(shù)越多，因此消耗的銀越多，則Ag極消耗速率越快，D正確。
答案：B
6．解析：原電池中的正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子，元素的化合價(jià)降低，而待測(cè)氣體為CO時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物為二氧化碳，C元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以此時(shí)敏感電極作電池負(fù)極，同理，待測(cè)氣體為H2S時(shí)，S元素的化合價(jià)也升高，敏感電極作電池負(fù)極，A錯(cuò)誤；H2S和CO體積分?jǐn)?shù)相同，則二者物質(zhì)的量相同，二者失去的電子的物質(zhì)的量不同，CO失去2個(gè)電子，而H2S中S則失去8個(gè)電子，所以在氣體的擴(kuò)散速度相同的前提下，傳感器上產(chǎn)生的電流大小不同，B錯(cuò)誤；檢測(cè)H2S時(shí)，因?yàn)殡姌O產(chǎn)物為H2SO4，所以電解質(zhì)溶液為硫酸，對(duì)電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，充入空氣，則正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C錯(cuò)誤；檢測(cè)Cl2時(shí)，Cl元素的化合價(jià)降低，所以敏感電極作正極，則敏感電極的電極反應(yīng)式是Cl2＋2e－===2Cl－，D正確。
答案：D
7．解析：因?yàn)檠趸裕篊r2>Fe3＋，所以該原電池反應(yīng)是Cr2將Fe2＋氧化為Fe3＋，所以甲燒杯發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；乙燒杯發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cr2＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，B錯(cuò)誤；根據(jù)以上分析，a是負(fù)極，b是正極，則電流方向是從正極向負(fù)極流動(dòng)，C正確；原電池中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以S向甲燒杯移動(dòng)，D錯(cuò)誤。
答案：C
8．答案：(1)Cu AgNO3 (2)正 Ag＋＋e－===Ag (3)Cu(NO3)2
考點(diǎn)二
1知識(shí)梳理
1．(1)Zn Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
(2)Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
KOH Zn Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 Ag2O Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
(3)鋰 8Li－8e－===8Li＋ 3SOCl2＋8e－===2S＋S＋6Cl－
2．(1)Pb＋S－2e－===PbSO4 PbO2＋4H＋＋S＋2e－===PbSO4＋2H2O (2)PbSO4＋2e－===Pb＋S PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋S
3．2H2＋4OH－－4e－===4H2O O2＋4H＋＋4e－===2H2O
判斷答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)×
2對(duì)點(diǎn)速練
1．解析：A項(xiàng)，原電池電解質(zhì)中陽(yáng)離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li＋移動(dòng)方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的還原反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，電池工作時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為：Li－e－===Li＋，當(dāng)外電路中流過(guò)0.02 ml電子時(shí)，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02 ml，其質(zhì)量為0.14 g，正確；C項(xiàng)，石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電能力，正確；D項(xiàng)，電池充電時(shí)為電解池，此時(shí)電解總反應(yīng)為8Li2Sx eq \(=====,\s\up7(通電)) 16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量會(huì)越來(lái)越少，錯(cuò)誤。
答案：D
2．解析：分子組成為Cm(H2O)n的物質(zhì)不一定是糖類(lèi)，例如醋酸(CH3COOH)，A錯(cuò)誤；微生物所在電極區(qū)是負(fù)極，放電時(shí)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；放電過(guò)程中，H＋從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，C錯(cuò)誤；正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則電極反應(yīng)式為MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，D正確。
答案：D
3．解析：放電時(shí)是原電池，電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；充電時(shí)是電解池，充電過(guò)程中陽(yáng)離子從陽(yáng)極向陰極遷移，B正確；充電過(guò)程中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；鋰能與水反應(yīng)，該電池不能用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液，D錯(cuò)誤。
答案：D
4．解析：充電時(shí)，陰極的反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH升高，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題意可知該電池的總反應(yīng)為2NiOOH＋H2===2Ni(OH)2，沒(méi)有消耗水，無(wú)需補(bǔ)充水，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，NiOOH在電極上得電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)原電池的正極作陽(yáng)極，故陽(yáng)極反應(yīng)式為Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，D項(xiàng)正確。
答案：D
5．解析：燃料電池燃料(N2H4)在負(fù)極(a電極)發(fā)生氧化反應(yīng)：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，總反應(yīng)為N2H4＋O2===N2＋2H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；放電時(shí)電流由正極流向負(fù)極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；OH－在正極生成，移向負(fù)極，所以離子交換膜應(yīng)讓OH－通過(guò)，故選用陰離子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：B
6．解析：根據(jù)X極、Y極所通入的物質(zhì)，可以判斷，X極為負(fù)極，Y極為正極，其電極反應(yīng)式為X極(負(fù)極)：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋；Y極(正極)O2＋6e－＋6H＋===3H2O；C項(xiàng)，2KCl＋2H2O eq \(=====,\s\up7(電解)) 2KOH＋H2↑＋Cl2↑，n(OH－)＝0.01 ml·L－1×0.1 L＝10－3ml，所以電池質(zhì)子交換膜遷移的A(H＋)應(yīng)為0.001 ml；D項(xiàng)，沒(méi)有給出氧氣所處的條件，不能求出氧氣的體積。
答案：B
本講真題研練
1．解析：A項(xiàng)，放電時(shí)Zn極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Zn－2e－＋4OH－===Zn，正確；B項(xiàng)，放電時(shí)，正極反應(yīng)為CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH，每轉(zhuǎn)化1 ml CO2，轉(zhuǎn)移2 ml電子，正確；C項(xiàng)，充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，陰極反應(yīng)式為2Zn＋4e－===2Zn＋8OH－，將兩極電極反應(yīng)式相加得總反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，充電時(shí)，正極溶液中OH－濃度降低，錯(cuò)誤。
答案：D
2．解析：由題給信息知VB2電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則VB2電極為負(fù)極，復(fù)合碳電極為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，電池總反應(yīng)方程式為：4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B＋4V。由上述分析知，正極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，則電路中通過(guò)0.04 ml e－時(shí)，正極有0.01 ml O2參加反應(yīng)，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.224 L，A項(xiàng)正確；由正、負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，該電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液的pH降低，正極區(qū)溶液的pH升高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由上述分析知，該電池的總反應(yīng)方程式為4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B＋4V，C項(xiàng)正確；電流與電子的流動(dòng)方向相反，電流從正極出發(fā)，沿負(fù)載流向負(fù)極，再經(jīng)過(guò)溶液最終回到正極，D項(xiàng)正確。
答案：B
3．解析：結(jié)合圖示可知放電時(shí)的電極反應(yīng)如下：
根據(jù)上述分析可知，A項(xiàng)正確；該電池工作時(shí)，Cl－向a極移動(dòng)，Na＋向b極移動(dòng)，即隔膜1為陰離子交換膜，隔膜2為陽(yáng)離子交換膜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電路中轉(zhuǎn)移1 ml電子時(shí)，向a極和b極分別移動(dòng)1 ml Cl－和1 ml Na＋，則模擬海水理論上可除鹽58.5 g，C項(xiàng)正確；電池工作時(shí)負(fù)極產(chǎn)生CO2，正極產(chǎn)生H2，結(jié)合正、負(fù)極的電極反應(yīng)知，一段時(shí)間后，正極和負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1，D項(xiàng)正確。
答案：B
4．解析：A項(xiàng)，現(xiàn)有工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件是高溫、高壓、催化劑，則題述方法合成氨條件更為溫和，同時(shí)可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，正確；B項(xiàng)，陰(正)極區(qū)，在固氮酶催化作用下發(fā)生反應(yīng)N2＋6H＋＋6MV＋===2NH3＋6MV2＋，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由B項(xiàng)分析可知正極區(qū)N2被還原為NH3，正確；D項(xiàng)，原電池工作時(shí)，質(zhì)子(H＋)通過(guò)交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)，正確。
答案：B
5．解析：由工作原理示意圖中Zn2＋遷移的方向可判斷放電時(shí)a為正極，b為負(fù)極。放電時(shí)，a極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，使溶液中離子數(shù)目增大，A、B項(xiàng)正確；充電時(shí)，a極接外接電源的正極，D項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，b極為陰極，電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－===Zn，每增重0.65 g，轉(zhuǎn)移0.02 ml電子，a極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2I－＋Br－－2e－===I2Br－，轉(zhuǎn)移0.02 ml電子，有0.02 ml I－被氧化，C項(xiàng)正確。
答案：D
6．解析：電池放電時(shí)，ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 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CO2，而充電時(shí)釋放出CO2，B項(xiàng)正確；放電時(shí)，正極CO2得電子被還原生成單質(zhì)C，即電極反應(yīng)式為3CO2＋4e－===2C＋C，C項(xiàng)正確；充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，即C被氧化生成CO2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：D裝置圖
電極名稱(chēng)
負(fù)極
正極
電極材料
片
片
電極反應(yīng)

反應(yīng)類(lèi)型
反應(yīng)
反應(yīng)
電子流向
由片沿導(dǎo)線流向片
離子遷移方向
陰離子向遷移；
陽(yáng)離子向遷移
電池反應(yīng)方程式

名稱(chēng)
單液原電池
雙液原電池
裝
置
圖
兩類(lèi)
裝置
的不
同點(diǎn)
還原劑Zn與氧化劑Cu2＋直接接觸，既有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，又有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，造成能量損耗
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，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)
備注
鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍，有導(dǎo)電和平衡電荷作用。
待測(cè)氣體
部分電極反應(yīng)產(chǎn)物
NO2
NO
Cl2
HCl
CO
CO2
H2S
H2SO4
酸性
堿性
負(fù)極反應(yīng)式
2H2－4e－===4H＋

正極反應(yīng)式

O2＋2H2O＋4e－===4OH－
電極總反應(yīng)式
2H2＋O2===2H2O
電極名稱(chēng)
電極反應(yīng)
負(fù)極(a極)
CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋
正極(b極)
2H＋＋2e－===H2↑

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