1．理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。
2．了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。
　原電池及其工作原理

[知識(shí)梳理]
一、概念
把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
二、構(gòu)成條件
1．一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生。
2．二看兩電極：一般是活潑性不同的兩電極。
3．三看是否形成閉合回路
形成閉合回路需三個(gè)條件：(1)電解質(zhì)溶液；(2)兩電極直接或間接接觸；(3)兩電極插入電解質(zhì)溶液。
三、工作原理(以銅-鋅原電池為例)

電極材料
鋅
銅
電極名稱
負(fù)極
正極
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
電子從負(fù)極流出經(jīng)外電路流入正極
離子移向
陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極
四、原電池原理的應(yīng)用
1．比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱
原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬作負(fù)極，而活動(dòng)性弱的金屬(或非金屬)作正極。
2．加快化學(xué)反應(yīng)速率
一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反應(yīng)速率增大，如Zn與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí)，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu-Zn原電池，加快反應(yīng)的進(jìn)行。
3．用于金屬的防護(hù)
使需要保護(hù)的金屬制品作原電池正極而受到保護(hù)，如要保護(hù)一個(gè)鐵質(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，使鋅作原電池的負(fù)極。
4．設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源
(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。
[自我檢測(cè)]
1．在如圖所示的8個(gè)裝置中，屬于原電池的是________。

解析：根據(jù)原電池的構(gòu)成條件可知：①中只有一個(gè)電極，③中兩電極材料相同，⑤中酒精不是電解質(zhì)，⑧中兩電極材料相同且未形成閉合回路，故①③⑤⑧均不屬于原電池。
答案：②④⑥⑦
2．一定量的稀鹽酸跟過量鋅粉反應(yīng)時(shí)，為了加快反應(yīng)速率又不影響生成H2的總量，可采取的措施是(　　)
A．加入少量稀NaOH溶液
B．加入少量CH3COONa固體
C．加入少量NH4HSO4固體
D．加入少量CuSO4溶液
解析：選D。A中加入NaOH溶液，消耗鹽酸，反應(yīng)速率減慢，且氫氣的生成量會(huì)減少，錯(cuò)誤；B中加入CH3COO－會(huì)結(jié)合H＋，生成醋酸，減慢反應(yīng)速率，錯(cuò)誤；C中加入NH4HSO4固體，增加了H＋的量，生成的氫氣會(huì)增多，錯(cuò)誤；D中加入少量CuSO4溶液，Zn置換出少量Cu附著在鋅表面，形成原電池可以加快反應(yīng)速率，并且沒有影響氫氣的生成量，正確。

(1)鹽橋的作用：①使整個(gè)裝置構(gòu)成通路。②平衡電荷。以帶有鹽橋的銅-鋅原電池為例，在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離子遷移完成的。Zn失去電子變成Zn2＋進(jìn)入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2＋增多而帶正電荷。同時(shí)，CuSO4溶液則由于Cu2＋得到電子變成Cu，使得SO相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。所以此時(shí)鹽橋在整個(gè)裝置中起到平衡電荷的作用。
(2)原電池中兩極材料活潑性要求：①當(dāng)電極材料參加反應(yīng)時(shí)，要求兩極材料活潑性不同；②當(dāng)電極材料只起到導(dǎo)電作用時(shí)，兩極材料可以相同也可以不同，如燃料電池兩極材料都是多孔石墨等。
(3)在原電池反應(yīng)中較活潑金屬不一定作負(fù)極。原電池反應(yīng)中的氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)的發(fā)生與電解質(zhì)溶液的組成有關(guān)。例如：鋁、鎂與NaOH溶液構(gòu)成的原電池中鋁是負(fù)極；Al和Cu、濃硝酸構(gòu)成的原電池中銅是負(fù)極，因?yàn)殇X在濃硝酸中易鈍化。
(4)在原電池放電過程中，在正極表面得電子的是氧化性物質(zhì)(不一定是陽離子)。

　(2015·高考天津卷)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B．電池工作一段時(shí)間后，甲池的c(SO)減小
C．電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加
D．陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡
[解析]　A．Cu作正極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；B.電池工作過程中，SO不參加電極反應(yīng)，故甲池的c(SO)基本不變，錯(cuò)誤；C.電池工作時(shí)，甲池反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，乙池反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中Zn2＋會(huì)通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池，以維持溶液中電荷平衡，由電極反應(yīng)式可知，乙池中每有64 g Cu析出，則進(jìn)入乙池的Zn2＋為65 g，溶液總質(zhì)量略有增加，正確；D.由題干信息可知，陰離子不能通過陽離子交換膜，錯(cuò)誤。
[答案]　C

在上述例題的鋅銅原電池中，外電路中電子的流向是______________________，電流的流向是_______________________________________。
答案：從負(fù)極(Zn)流向正極(Cu)　從正極(Cu)流向負(fù)極(Zn)

題組一　原電池的工作原理及正、負(fù)極的判斷
1．原電池的電極名稱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)。下列說法中正確的是(　　)

A．①②中Mg作負(fù)極，③④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↑
解析：選B。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，Cu作正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
2．(2018·泗洪模擬)如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的原電池裝置，下列敘述中正確的是(　　)

A．電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的負(fù)極
B．電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu
C．該原電池的總反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
D．鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞電子
解析：選C。該原電池的總反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，作原電池的正極，反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，電極Ⅱ?yàn)樵姵刎?fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋。鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞離子。

原電池正、負(fù)極的判斷方法

題組二　原電池原理的應(yīng)用
3．①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①；①③相連時(shí)，③為正極；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是(　　)
A．①③②④　　　　　　　　 B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
解析：選B。電流方向與電子流向相反，①②相連時(shí)，電流由②流向①，則金屬活動(dòng)性①>②；①③相連時(shí)，③為正極，則金屬活動(dòng)性①>③；②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出，則金屬活動(dòng)性④>②；③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少，則金屬活動(dòng)性③>④。綜上分析，可得金屬活動(dòng)性順序?yàn)棰?③>④>②。
4．某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu的金屬活動(dòng)性，他們提出了以下兩種方案。請(qǐng)你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
方案Ⅰ：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時(shí)放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動(dòng)性。該原理的離子方程式為________________________。
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定它們的活動(dòng)性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。

正極：______________________________________________________；
負(fù)極：_____________________________________________________。
方案Ⅲ：結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，幫助他們?cè)僭O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證Fe、Cu活動(dòng)性的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案(與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
用離子方程式表示其反應(yīng)原理：_________________________________________。
解析：方案Ⅰ：鐵可以和稀硫酸(或稀鹽酸)反應(yīng)生成H2，而Cu在金屬活動(dòng)性順序表中位于H的后面，不能置換出酸中的H。
方案Ⅱ：利用原電池原理證明金屬活動(dòng)性Fe>Cu，可以把鐵片作為原電池的負(fù)極，銅片作為原電池的正極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液，按要求組成閉合回路，畫出裝置圖，并
寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。也可以設(shè)計(jì)鹽橋組成原電池。
方案Ⅲ：可以利用金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)驗(yàn)證金屬的活動(dòng)性。把鐵片插入CuSO4溶液中，觀察現(xiàn)象。
答案：方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
方案Ⅱ：

2H＋＋2e－===H2↑(或Cu2＋＋2e－===Cu)
Fe－2e－===Fe2＋
方案Ⅲ：把一個(gè)光潔的鐵片插入CuSO4溶液中，觀察現(xiàn)象　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
5．把符合題意的圖像填在橫線上(用A、B、C、D表示)。

(1)將等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b分別加入過量的稀硫酸，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間 t(min)的關(guān)系是________。
(2)將過量的兩份鋅粉a、b分別加入定量的稀硫酸，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時(shí)間 t(min)的關(guān)系是________。
(3)將(1)中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他條件不變，則圖像是________。
解析：(1)加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu，形成原電池，加快反應(yīng)速率，a中Zn減少，H2體積減小；(2)由于鋅粉過量，H2SO4定量，產(chǎn)生H2的體積一樣多；(3)當(dāng)把CuSO4 溶液改成CH3COONa溶液時(shí)，由于CH3COO－＋H＋CH3COOH，a中c(H＋)減小，反應(yīng)速率減小，但產(chǎn)生H2的體積不變。
答案：(1)A　(2)B　(3)C

改變Zn與H＋反應(yīng)速率的方法
(1)加入Cu或CuSO4，形成原電池，加快反應(yīng)速率，加入Cu不影響Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量減少，是否影響產(chǎn)生H2的量，應(yīng)根據(jù)Zn、H＋的相對(duì)量多少進(jìn)行判斷。
(2)加入強(qiáng)堿弱酸鹽，由于弱酸根與H＋反應(yīng)，使c(H＋)減小，反應(yīng)速率減小，但不影響產(chǎn)生H2的總量。
　化學(xué)電源

[知識(shí)梳理]
1．堿性鋅錳干電池——一次電池
總反應(yīng)式為Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
正極反應(yīng)為2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；
負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。
2．銀鋅鈕扣電池——一次電池
銀鋅鈕扣電池的負(fù)極是Zn，正極是Ag2O，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，結(jié)構(gòu)示意圖如下：

負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正極反應(yīng)為Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
總反應(yīng)方程式為 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
3．二次電池(可充電電池)
鉛蓄電池是最常見的二次電池，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2。
鉛蓄電池放電時(shí)的反應(yīng)：
負(fù)極(Pb)：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)，氧化反應(yīng)；
正極(PbO2)：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)，還原反應(yīng)；
總方程式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
鉛蓄電池充電時(shí)的反應(yīng)：
陰極(Pb)：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)，還原反應(yīng)；
陽極(PbO2)：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)，氧化反應(yīng)；
總方程式：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。
鉛蓄電池充電和放電的電池反應(yīng)方程式：
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
4．燃料電池
氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分酸性和堿性兩種：
種類
酸性
堿性
負(fù)極反應(yīng)式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正極反應(yīng)式
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
電池總反應(yīng)式
2H2＋O2===2H2O
[自我檢測(cè)]
1．可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正、負(fù)極如何連接？
答案：可充電電池充電時(shí)正極與外接電源正極連接，負(fù)極與外接電源負(fù)極連接。
2．(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將________，溶液的pH將____________。(填“減小”“增大”或“不變”，下同)
(2)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時(shí)，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的濃度將________，溶液的pH將________。
答案：(1)減小　減小　(2)減小　增大

(1)可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的連接順序：

(2)燃料電池中，作為負(fù)極的材料本身并不參加反應(yīng)。

　(2017·高考全國(guó)卷Ⅲ，11，6分)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 0.02 mol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
[解析]　原電池工作時(shí)，正極發(fā)生一系列得電子的還原反應(yīng)，即：S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A項(xiàng)正確；該電池工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移0.02 mol電子，負(fù)極有0.02 mol Li(質(zhì)量為0.14 g)被氧化為L(zhǎng)i＋，則負(fù)極質(zhì)量減少0.14 g，B項(xiàng)正確；石墨烯能導(dǎo)電，用石墨烯作電極，可提高電極a的導(dǎo)電性，C項(xiàng)正確；充電過程中，Li2S2的量逐漸減少，當(dāng)電池充滿電時(shí)，相當(dāng)于達(dá)到平衡狀態(tài)，電池中Li2S2的量趨于不變，故不是電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
[答案]　D

(2016·高考全國(guó)卷Ⅲ，11，6分)鋅-空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列說法正確的是(　　)
A．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向陽極移動(dòng)
B．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小
C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
D．放電時(shí)，電路中通過2 mol電子，消耗氧氣22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
解析：選C。K＋帶正電荷，充電時(shí)K＋應(yīng)該向陰極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)該電池放電的總反應(yīng)可知，放電時(shí)消耗OH－，則充電時(shí)，OH－濃度應(yīng)增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤。放電時(shí)，Zn為負(fù)極，失去電子生成Zn(OH)，其電極反應(yīng)為Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)，C項(xiàng)正確。消耗1 mol O2轉(zhuǎn)移4 mol電子，故轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)消耗0.5 mol O2，0.5 mol O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
　(1)[2015·高考全國(guó)卷Ⅱ，26(1)]酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。該電池的正極反應(yīng)式為_________________，電池反應(yīng)的離子方程式為______________________。
(2)(2015·高考四川卷)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池。電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。正極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。
(3)(2015·高考廣東卷)一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)AlCl和Al2Cl兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。
[解析]　(1)酸性鋅錳干電池中正極上發(fā)生還原反應(yīng)，該電池放電過程中產(chǎn)生MnOOH，則正極反應(yīng)式為MnO2＋H＋＋e－===MnOOH。金屬鋅作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn2＋，則負(fù)極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，結(jié)合得失電子守恒可得電池反應(yīng)式為2MnO2＋2H＋＋Zn===2MnOOH＋Zn2＋。
(2)正極發(fā)生還原反應(yīng)：由總反應(yīng)式知FeS2(Fe顯＋2價(jià))Fe(Fe顯0價(jià))、FeS2(S顯－1價(jià))Li2S(S顯－2價(jià))，結(jié)合電解質(zhì)溶液中含Li＋，可知正極反應(yīng)式為FeS2＋4e－＋4Li＋===Fe＋2Li2S或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－。
(3)因?yàn)闆]有其他離子放電，因此負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl。
[答案]　(1)MnO2＋H＋＋e－===MnOOH　2MnO2＋Zn＋2H＋===2MnOOH＋Zn2＋[注：式中Zn2＋可寫為Zn(NH3)、Zn(NH3)2Cl2等，H＋可寫為NH]
(2)FeS2＋4e－＋4Li＋===Fe＋2Li2S(或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－)
(3)Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl

書寫原電池電極反應(yīng)式的思維模式
(1)一般電極反應(yīng)式書寫的“三步驟”

(2)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫,復(fù)雜電極,反應(yīng)式)＝－

題組一　新型電池的分析
1．(2016·高考海南卷改編)某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列說法正確的是(　　)
A．Zn為電池的負(fù)極，被還原
B．正極反應(yīng)式為2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O
C．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變
D．電池工作時(shí)OH－向負(fù)極遷移
解析：選D。A.根據(jù)化合價(jià)升降判斷，Zn化合價(jià)只能升高，故為負(fù)極材料，被氧化，錯(cuò)誤；B.KOH溶液為電解質(zhì)溶液，則正極電極反應(yīng)式為2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，錯(cuò)誤；C.該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度減小，錯(cuò)誤；D.電池工作時(shí)陰離子OH－向負(fù)極遷移，正確。
2．(2016·高考全國(guó)卷Ⅱ，11，6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋
B．正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag
C．電池放電時(shí)Cl－由正極向負(fù)極遷移
D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng) Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
解析：選B。該電池中Mg作負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Mg2＋，A項(xiàng)正確；正極反應(yīng)為AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池放電時(shí)，Cl－從正極向負(fù)極移動(dòng)，C項(xiàng)正確；在負(fù)極，Mg會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D項(xiàng)正確。
題組二　可充電電池的分析
3．(2018·湛江高三一模)如圖所示為水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．a(chǎn)為電池的正極
B．電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi
C．放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化
D．放電時(shí)，溶液中Li＋從b向a遷移
解析：選C。圖示所給出的是原電池裝置。A.由圖示分析，金屬鋰易失電子，由原電池原理可知，含有鋰的一端為原電池的負(fù)極，即b為負(fù)極，a為正極，故正確。B.電池充電時(shí)為電解池，反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，故正確。C.放電時(shí)，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)的是Mn元素，鋰元素的化合價(jià)沒有變化，故不正確。D.放電時(shí)為原電池，鋰離子為陽離子，應(yīng)向正極(a極)遷移，故正確。
4．如圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)。下列有關(guān)說法不正確的是(　　)

A．放電時(shí)正極反應(yīng)為NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
B．電池的電解液可為KOH溶液
C．充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為MH＋OH－－e－===H2O＋M
D．MH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高
解析：選C。A.在原電池的負(fù)極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，在原電池的正極發(fā)生的是還原反應(yīng)，分析化合價(jià)的升降，可知A選項(xiàng)正確；B.因?yàn)楸倦姵貫榻饘贇浠镦囯姵?，又有Ni(OH)2等產(chǎn)生，因此可用堿性溶液作電解質(zhì)溶液，B選項(xiàng)正確；C.該反應(yīng)為放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D.氫密度越大，單位體積內(nèi)放出的電量越多，電池的能量密度越高，D選項(xiàng)正確。
題組三　燃料電池的分析
5．(2018·蘭州高三診斷)科學(xué)家設(shè)想使用惰性電極材料，以N2和H2為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖所示，下列說法不正確的是(　　)

A．通入N2的電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為N2＋6e－＋8H＋=== 2NH
B．反應(yīng)過程中溶液的pH會(huì)變大，故需要加入鹽酸
C．該電池外電路電流從通入H2的電極流向通入N2的電極
D．通入H2的電極為負(fù)極，A為NH4Cl
解析：選C。N2與H2反應(yīng)生成NH3，由于以稀鹽酸為電解質(zhì)，所以總反應(yīng)為N2＋3H2＋2HCl===2NH4Cl。由“負(fù)氧正還”可知N2在正極反應(yīng)，電極反應(yīng)式為N2＋6e－＋8H＋=== 2NH，H2在負(fù)極反應(yīng)，電極反應(yīng)式為3H2－6e－===6H＋，A、B、D正確，C錯(cuò)誤。
6．(2015·高考江蘇卷)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(　　)

A．反應(yīng)CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子
B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－===2H2O
C．電池工作時(shí)，CO向電極B移動(dòng)
D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－===2CO
解析：選D。A選項(xiàng)，甲烷中的C為－4價(jià)，一氧化碳中的C為＋2價(jià)，每個(gè)碳原子失去6個(gè)電子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol電子，所以錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，熔融鹽中沒有氫氧根離子，因此氫氧根離子不能參與電極反應(yīng)，電極反應(yīng)式應(yīng)為H2＋CO＋2CO－4e－===3CO2＋H2O，所以錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，碳酸根離子應(yīng)向負(fù)極移動(dòng)，即向電極A移動(dòng)，所以錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，電極B上氧氣和二氧化碳得電子生成碳酸根離子，所以正確。

燃料電池電極反應(yīng)式的書寫步驟
　寫出電池總反應(yīng)式。
燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加和后的反應(yīng)。
例如：甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的反應(yīng)式為
CH4＋2O2===CO2＋2H2O　①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O?、?br /> ①式＋②式得燃料電池總反應(yīng)式為
CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
　寫出電池的正極反應(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，電解質(zhì)溶液不同，其電極反應(yīng)有所不同，其實(shí)，我們只需熟記以下四種情況：
(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下電極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－。
(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：
O2＋2CO2＋4e－===2CO。
　根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式。
電池的總反應(yīng)式－電池正極反應(yīng)式＝電池負(fù)極反應(yīng)式，注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)，要約去正極的反應(yīng)物O2。
[課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)]
一、選擇題
1．下列過程屬于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是(　　)
A．行人踩踏發(fā)電瓷磚(原理是利用行人踩踏地板產(chǎn)生的振動(dòng)來發(fā)電)
B．iPhone 7手機(jī)電池放電
C．汽車發(fā)電機(jī)中汽油燃燒
D．氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)
解析：選B。A選項(xiàng)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，正確；C選項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，錯(cuò)誤。
2．下列電池工作時(shí)，O2在正極放電的是(　　)




A.鋅錳電池
B.氫燃料電池
C.鉛蓄電池
D.鎳鎘電池
解析：選B。鋅錳電池，正極反應(yīng)：MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－，MnO2在正極放電，A錯(cuò)誤。氫燃料電池，正極反應(yīng)(酸性條件下)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，O2在正極放電，B正確。鉛蓄電池，正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，PbO2在正極放電，C錯(cuò)誤。鎳鎘電池，正極反應(yīng)：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，NiOOH在正極放電，D錯(cuò)誤。
3．(2016·高考上海卷)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示(　　)

A．銅棒的質(zhì)量　　　　　　　 B．c(Zn2＋)
C．c(H＋) D．c(SO)
解析：選C。該裝置構(gòu)成原電池，Zn是負(fù)極，Cu是正極。A.在正極Cu上溶液中的H＋獲得電子變?yōu)闅錃?，Cu棒的質(zhì)量不變，錯(cuò)誤；B.由于Zn是負(fù)極，不斷發(fā)生反應(yīng)Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中 c(Zn2＋)逐漸增大，錯(cuò)誤；C.由于反應(yīng)不斷消耗H＋，所以溶液中c(H＋)逐漸減小，正確；D.SO不參加反應(yīng)，其濃度不變，錯(cuò)誤。
4．(2018·泉州模擬)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)，鋅片作負(fù)極，電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片，D錯(cuò)誤。
5．(教材改編)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↑
解析：選B。據(jù)圖示鋅電極失去電子，該極上發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；燒杯a中O2得到電子，發(fā)生反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，使pH升高，故A、C錯(cuò)；鋅為負(fù)極，失去電子，發(fā)生反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋，故D錯(cuò)。
6．燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、無污染等特點(diǎn)，如圖為Mg-NaClO燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法正確的是(　　)

A．鎂作Y電極
B．電池工作時(shí)，Na＋向負(fù)極移動(dòng)
C．廢液的pH大于NaClO溶液的pH
D．X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO－＋ 2H2O － 4e－===ClO＋4H＋
解析：選A。圖中 OH－向Y電極移動(dòng)，那么Y為負(fù)極，故鎂作Y電極，故A正確；電池工作時(shí)，Na＋向正極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；X電極上發(fā)生的反應(yīng)為ClO－ ＋ H2O＋2e－===Cl－ ＋ 2OH－，OH－移向負(fù)極與Mg2＋反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，廢液 NaCl 溶液的pH小于 NaClO 溶液的pH，故C、D錯(cuò)誤。
7．二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，降低了成本，提高了效益，其原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)

A．Pt1電極附近發(fā)生的反應(yīng)為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋
B．Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為O2＋4e－===2O2－
C．該電池放電時(shí)電子從Pt1電極經(jīng)過外電路流到Pt2電極
D．相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1
解析：選B。電池總反應(yīng)是2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，Pt1為負(fù)極，電極反應(yīng)為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，Pt2為正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A、C、D正確，B錯(cuò)誤。
8．銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說法正確的是(　　)
A．處理過程中銀器一直保持恒重
B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀
C．該過程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl
解析：選B。鋁質(zhì)容器、變黑的銀器及食鹽溶液構(gòu)成原電池裝置，鋁作負(fù)極，變質(zhì)的銀器作正極。負(fù)極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，正極反應(yīng)式為Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－。Al3＋與S2－在溶液中不能共存，能發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原電池總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。A項(xiàng)，原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，銀器中Ag2S被還原成Ag，質(zhì)量減輕，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng)，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
9．(2018·淮北高三模擬)高溫鈉硫電池是一種新型可充電電池，其工作原理如圖所示，圖中固體電解質(zhì)是Na＋導(dǎo)體。下列敘述正確的是(　　)

A．放電時(shí)，石墨電極a為正極
B．放電時(shí)，Na＋從石墨b向石墨a方向遷移
C．充電時(shí)， b極反應(yīng)為Na2Sx－2e－===xS＋2Na＋
D．可將裝置中的固體電解質(zhì)改成NaCl溶液
解析：選C。放電時(shí)，石墨電極a為負(fù)極，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，Na＋從石墨a向石墨b方向遷移，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，b極反應(yīng)為Na2Sx－2e－===xS＋2Na＋，C選項(xiàng)正確；固體電解質(zhì)不能改成NaCl溶液，因?yàn)殁c單質(zhì)會(huì)與水反應(yīng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、非選擇題
10．(1)理論上任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可以設(shè)計(jì)成原電池。根據(jù)氧化還原反應(yīng)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋設(shè)計(jì)的原電池如圖所示，其中鹽橋內(nèi)裝瓊脂-飽和KNO3溶液。

請(qǐng)回答下列問題：
①電解質(zhì)溶液X是______；電解質(zhì)溶液Y是______。
②寫出兩電極的電極反應(yīng)式。
鐵電極：________________________________；
碳電極：________________________________。
③外電路中的電子是從________電極流向________電極。(填“鐵”或“碳”)
④鹽橋中向X溶液中遷移的離子是________(填字母)。
A．K＋　　　　　　　　　　B．NO
(2)請(qǐng)將下列氧化還原反應(yīng)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O設(shè)計(jì)成原電池，在方框中畫出類似(1)中的裝置圖，并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。

正極：___________________________________________；
負(fù)極：_____________________________________________。
解析：(1)①根據(jù)反應(yīng)，F(xiàn)e作負(fù)極，C作正極，負(fù)極電解質(zhì)溶液中應(yīng)含有鐵的陽離子且不與鐵反應(yīng)，所以X為含F(xiàn)e2＋的電解質(zhì)溶液；正極反應(yīng)式為Fe3＋＋e－===Fe2＋，因而Y為含F(xiàn)e3＋的電解質(zhì)溶液。②負(fù)極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋，正極反應(yīng)式：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。③外電路電子由負(fù)極(Fe)流向正極(C)。④Fe是負(fù)極，因而向X溶液中遷移的是鹽橋中的陰離子，即為NO。(2)見答案中的裝置圖及電極反應(yīng)式。
答案：(1)①FeCl2(或FeSO4)　FeCl3[或Fe2(SO4)3]
②Fe－2e－===Fe2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
③鐵　碳?、蹷
(2)
NO＋3e－＋4H＋===NO↑＋2H2O　Cu－2e－===Cu2＋
11．化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。
Ⅰ.氫氣是一種新型的綠色能源，又是一種重要的化工原料。氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)(圖中所用電極均為惰性電極)：

(1)對(duì)于氫氧燃料電池，下列敘述不正確的是________。A.a電極是負(fù)極，OH－移向負(fù)極
B．b電極的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．電池總反應(yīng)式為2H2＋O22H2O
D．電解質(zhì)溶液的pH保持不變
E．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
(2)上圖右邊裝置中盛有100 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)，此時(shí)AgNO3溶液的pH＝________(溶液體積變化忽略不計(jì))。
Ⅱ.已知甲醇的燃燒熱ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，在直接以甲醇為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為_____________，正極的反應(yīng)式為______________。
理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。
解析：Ⅰ.(1)C項(xiàng)，反應(yīng)條件不是點(diǎn)燃，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，隨著燃料電池的不斷反應(yīng)，水越來越多，KOH溶液濃度逐漸減小，pH逐漸降低，錯(cuò)誤。
(2)右池為電解池，其電極反應(yīng)為陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，陰極：4Ag＋＋4e－===4Ag，當(dāng)氫氧燃料電池中消耗氫氣112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol OH－，故生成0.01 mol H＋，c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝1。
Ⅱ.該燃料電池的理論效率＝×100%≈96.6%。
答案：Ⅰ.(1)CD　(2)1
Ⅱ.CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O　96.6%
12．某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng)：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 mol·L－1，溶液的體積均為200 mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。

回答下列問題：
(1)此原電池的正極是石墨________(填“a”或“b”)，發(fā)生________反應(yīng)。
(2)電池工作時(shí)，鹽橋中的SO移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。
(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為
甲________________________________________________________________________；
乙________________________________________________________________________。
(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5 mol·L－1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為________mol。
解析：(1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極。(2)電池工作時(shí)，SO向負(fù)極移動(dòng)，即向乙燒杯移動(dòng)。(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2＋－5e－===5Fe3＋。(4)溶液中的MnSO4濃度由1 mol·L－1變?yōu)?.5 mol·L－1，由于溶液的體積未變，則反應(yīng)過程中生成的MnSO4的物質(zhì)的量為0.5 mol·L－1×0.2 L＝0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol×5＝0.5 mol。
答案：(1)a　還原　(2)乙　(3)MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O　5Fe2＋－5e－===5Fe3＋　(4)0.5
13．全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。下圖是釩電池基本工作原理示意圖。

請(qǐng)回答下列問題：
(1)硫酸在電池技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是____________，實(shí)驗(yàn)室中配制硫酸亞鐵時(shí)需要加入少量硫酸，硫酸的作用是________________________________。
(2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價(jià)態(tài)的釩離子(V2＋、V3＋、VO2＋、VO)為正極和負(fù)極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2＋＋V3＋＋H2OV2＋＋VO＋2H＋。放電時(shí)的正極反應(yīng)式為___________，充電時(shí)的陰極反應(yīng)式為___________________。
放電過程中，電解液的pH________(填“升高”“降低”或“不變”)。
(3)釩電池基本工作原理示意圖中“正極電解液”可能是________(填字母)。
a．VO、VO2＋混合液 b．V3＋、V2＋混合液
c．VO溶液 d．VO2＋溶液
e．V3＋溶液 f．V2＋溶液
(4)能夠通過釩電池基本工作原理示意圖中隔膜的離子是____________。
解析：(1)傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，鋅與酸反應(yīng)生成氫氣，故硫酸為電解質(zhì)溶液；硫酸亞鐵容易水解，且水解顯酸性，加入少量硫酸，可以抑制其水解變質(zhì)。
(2)正極反應(yīng)是還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)可知放電時(shí)的正極反應(yīng)為VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為還原反應(yīng)，故為V3＋得電子生成V2＋的反應(yīng)。
(3)充電時(shí)陽極反應(yīng)式為VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋，故充電完畢的正極電解液為VO溶液，而放電
完畢的正極電解液為VO2＋溶液，故正極電解液可能是選項(xiàng)a、c、d。
(4)充電和放電過程中，正極電解液與負(fù)極電解液不能混合，起平衡電荷作用的是加入的酸，故H＋可以通過隔膜。
答案：(1)電解質(zhì)溶液　抑制硫酸亞鐵的水解
(2)VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O　V3＋＋e－===V2＋　升高　(3)acd　(4)H＋

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