第二單元　原電池　化學(xué)電源
考綱定位
核心素養(yǎng)
1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能寫出電極反應(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。
1.變化觀念——認(rèn)識(shí)原電池的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。能多角度、動(dòng)態(tài)地分析原電池中物質(zhì)的變化及能量的轉(zhuǎn)換。
2．模型認(rèn)知——能利用典型的原電池裝置，分析原電池原理，建立解答原電池問題的思維模型，并利用模型揭示其本質(zhì)及規(guī)律。
3．科學(xué)態(tài)度——探究新型化學(xué)電源及綠色環(huán)?；瘜W(xué)電源，并評(píng)價(jià)化學(xué)電源的優(yōu)劣。
考點(diǎn)一| 原電池及其工作原理

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
反應(yīng)
能發(fā)生自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))
電極
一般是活潑性不同的兩電極(金屬或石墨)
閉合
回路
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)溶液中
3．工作原理
如圖是Cu-Zn原電池，請(qǐng)?zhí)羁眨?br />
(1)反應(yīng)原理
電極名稱
負(fù)極
正極
電極材料
Zn
Cu
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)
(2)原電池中的三個(gè)方向
①電子方向：從負(fù)極流出沿導(dǎo)線流入正極；
②電流方向：從正極沿導(dǎo)線流向負(fù)極；
③離子的遷移方向：電解質(zhì)溶液中，陰離子向負(fù)極遷移，陽離子向正極遷移。
(3)鹽橋作用
①連接內(nèi)電路，形成閉合回路；②平衡電荷(鹽橋中陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極)，使原電池不斷產(chǎn)生電流。
[深度歸納]
(1)兩種裝置的比較
圖Ⅰ中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2＋，會(huì)有一部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng)，該裝置中既有化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會(huì)升高，電能效率低。
圖Ⅱ中Zn和CuSO4溶液分別在兩個(gè)池中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與Cu2＋直接反應(yīng)的過程，所以僅是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，電流穩(wěn)定，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，電能效率高。
(2)原電池正、負(fù)極的判斷

注意：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)極的思維定式。如在Mg－NaOH(aq)－Al原電池中Al為負(fù)極；在Cu－濃硝酸－Fe(Al)原電池中Cu為負(fù)極。
4．原電池原理的兩個(gè)應(yīng)用
(1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱
兩種金屬分別作原電池的兩極時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。
(2)加快氧化還原反應(yīng)的速率
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)速率加快。例如，在Zn與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率加快。

1．正誤判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)在化學(xué)反應(yīng)中，所有自發(fā)的放熱反應(yīng)均可以設(shè)計(jì)成原電池。(　　)
(2)在Mg－NaOH(aq)－Al電池中負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。(　　)
(3)相同情況下，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)原電池反應(yīng)時(shí)，電子從負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流入正極，然后通過溶液流回負(fù)極。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
2．在如圖所示的5個(gè)裝置中，不能形成原電池的是____________(填序號(hào))。
③裝置發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________________
_______________________________________________________。

答案：②④　負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋，正極：2H＋＋2e－===H2↑

考法1　原電池的原理
1．(2018·濰坊一模)根據(jù)光合作用原理，設(shè)計(jì)如圖原電池裝置。下列說法正確的是(　　)

A．a(chǎn)電極為原電池的正極
B．外電路電流方向是a→b
C．b電極的電極反應(yīng)式為O2＋2e－＋2H＋===H2O2
D．a(chǎn)電極上每生成1 mol O2，通過質(zhì)子交換膜的H＋為2 mol
C　[根據(jù)圖示可知，a電極上H2O轉(zhuǎn)化為H＋和O2，發(fā)生氧化反應(yīng)，則a電極為原電池的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極為負(fù)極，b電極為正極，外電路電流方向應(yīng)從正極到負(fù)極，即b→a，B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示可知，b電極上O2得電子轉(zhuǎn)化為H2O2，電極反應(yīng)式為O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C項(xiàng)正確；a電極上每生成1 mol O2，轉(zhuǎn)移4 mol電子，則通過質(zhì)子交換膜的
H＋為4 mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．(2019·廈門模擬)將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。

下列說法不正確的是 (　　)
A．鹽橋中的K＋移向FeCl3溶液
B．反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
C．電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
D．電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負(fù)極
D　[A項(xiàng)，甲池中石墨電極為正極，乙池中石墨電極為負(fù)極，鹽橋中陽離子向正極移動(dòng)，所以向FeCl3溶液遷移，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)開始時(shí)，乙中I－失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，當(dāng)電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)達(dá)到平衡，正確；D項(xiàng)，當(dāng)加入
Fe2＋，導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)，則Fe2＋失去電子生成Fe3＋，作為負(fù)極，而乙中石墨成為正極，錯(cuò)誤。]


考法2　原電池原理的應(yīng)用
3．M、N、P、E四種金屬，已知：①M(fèi)＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用導(dǎo)線連接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量氣泡逸出；③N、E用導(dǎo)線連接放入E的硫酸鹽溶液中，電極反應(yīng)為E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。則這四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是 (　　)
A．P>M>N>E　　　 B．E>N>M>P
C．P>N>M>E D．E>P>M>N
A　[由①知，金屬活動(dòng)性：M>N；M、P用導(dǎo)線連接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量氣泡逸出，說明M作原電池的正極，故金屬活動(dòng)性：P>M；N、E構(gòu)成的原電池中，N作負(fù)極，故金屬活動(dòng)性：N>E。]
4．設(shè)計(jì)原電池裝置證明Fe3＋的氧化性比Cu2＋強(qiáng)。
(1)負(fù)極反應(yīng)式：_________________________________________。
(2)正極反應(yīng)式：_________________________________________。
(3)電池總反應(yīng)方程式：___________________________________。
(4)在框中畫出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液：
①不含鹽橋

②含鹽橋

答案：(1)Cu－2e－===Cu2＋
(2)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
(3)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(4)①　②

(1)正、負(fù)極材料的選擇：根據(jù)氧化還原關(guān)系找出正、負(fù)極材料，一般選擇活潑性較強(qiáng)的金屬作為負(fù)極；活潑性較弱的金屬或可導(dǎo)電的非金屬（如石墨等）作為正極。
(2)電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)（如溶解于溶液中的空氣）。但如果氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行（中間連接鹽橋），則兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。
(3)畫裝置圖：注明電極材料與電解質(zhì)溶液。但應(yīng)注意鹽橋不能畫成導(dǎo)線，要形成閉合回路。
考點(diǎn)二| 常見化學(xué)電源的分類及其工作原理


一次電池
1．銀鋅鈕扣電池
銀鋅鈕扣電池的負(fù)極是Zn，正極是Ag2O，電解質(zhì)是KOH，其電極反應(yīng)如下：
負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正極：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
2．堿性鋅錳電池
堿性鋅錳電池的負(fù)極是Zn，正極是MnO2，電解質(zhì)是KOH，其電極反應(yīng)如下：
負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正極：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。

二次電池
鉛蓄電池
總反應(yīng)式為
Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O

提醒：(1)二次電池充電時(shí)的電極連接
　
即正極接正極，負(fù)極接負(fù)極。
(2)充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)的電極反應(yīng)過程相反，充電時(shí)的陽極反應(yīng)與放電時(shí)的正極反應(yīng)相反，充電時(shí)的陰極反應(yīng)與放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)相反。

燃料電池
燃料電池中的常見燃料有氫氣、烴(CH4、C2H6)、烴的衍生物(甲醇、乙醇)、CO、金屬(Al、Li等)，燃料在電池中的負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。
1．氫氧燃料電池
介質(zhì)
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＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
電池總反應(yīng)式
2H2＋O2===2H2O
注：①燃料電池的電極不參加電極反應(yīng)，通入的燃料發(fā)生負(fù)極反應(yīng)，O2發(fā)生正極反應(yīng)。
②書寫電極反應(yīng)式時(shí)，注意介質(zhì)參與的反應(yīng)。
[深度歸納]　化學(xué)電源中電極反應(yīng)書寫的一般方法思路
(1)明確兩極的反應(yīng)物；
(2)明確直接產(chǎn)物：根據(jù)負(fù)極氧化、正極還原，明確兩極的直接產(chǎn)物；
(3)確定最終產(chǎn)物：根據(jù)介質(zhì)環(huán)境和共存原則，找出參與的介質(zhì)粒子，確定最終產(chǎn)物；
(4)配平：根據(jù)電荷守恒、原子守恒配平電極反應(yīng)式。
注意：①H＋在堿性環(huán)境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結(jié)合H＋，生成H2O，在中性或堿性環(huán)境結(jié)合H2O，生成OH－；③若已知總反應(yīng)式時(shí)，可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。
2．以甲醇為燃料，寫出下列介質(zhì)中的電極反應(yīng)和總反應(yīng)


(3)固體氧化物(O2－可移動(dòng)



1．正誤判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)太陽能電池不屬于原電池。(　　)
(2)堿性鋅錳電池的負(fù)極附近的介質(zhì)的堿性增強(qiáng)。(　　)
(3)鉛蓄電池的兩極在電池工作時(shí)質(zhì)量均增加。(　　)
(4)氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式均為O2＋4e－＋4H＋===2H2O。(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
2．CO為燃料，O2為氧化劑，堿性溶液作電解質(zhì)溶液，電池工作時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為________________，正極反應(yīng)式為________________，總反應(yīng)式為___________________________________________________。
答案：CO－2e－＋4OH－===CO＋2H2O　O2＋2e－＋H2O===
2OH－　2CO＋O2＋4OH－===2CO＋2H2O

考法1　一次電池與二次電極
1．(2019·蘭州模擬)被稱為“軟電池”的紙質(zhì)電池，采用一個(gè)薄層紙片(在其一邊鍍鋅，在其另一邊鍍二氧化錳)作為傳導(dǎo)體。在紙內(nèi)的離子“流過”水和氧化鋅組成的電解液。電池總反應(yīng)為Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列說法正確的是(　　)
A．該電池的正極為鋅
B．該電池反應(yīng)中二氧化錳起催化劑作用
C．當(dāng)0.1 mol Zn完全溶解時(shí)，流經(jīng)電解液的電子個(gè)數(shù)約為
1.204×1023
D．電池正極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－
D　[A項(xiàng)，由電池反應(yīng)知，Zn元素化合價(jià)由0變?yōu)椋?，Zn失電子作負(fù)極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該電池中二氧化錳參加反應(yīng)且作氧化劑，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電子不進(jìn)入電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是通過離子定向移動(dòng)形成電流，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－，正確。]
2．(2019·湖南湘東五校聯(lián)考)高鐵電池具有比能量高、無污染的特點(diǎn)，用如圖裝置模擬其工作原理(放電時(shí)兩電極均有穩(wěn)定的金屬氫氧化物生成)，下列有關(guān)說法中正確的是(　　)

A．放電時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極
B．放電時(shí)，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2H2O===Zn(OH)2＋2H＋
C．充電時(shí)，電源的正極連接高鐵電池的Zn極
D．充電時(shí)，陽極上的電極反應(yīng)式為Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O
D　[放電時(shí)，電子由負(fù)極通過外電路流向正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，電源的正極應(yīng)連接石墨電極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陽極上Fe(OH)3轉(zhuǎn)化為FeO，發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O，D項(xiàng)正確。]
3．(2019·鄭州模擬)如圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前被膜隔開的電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是(　　)

A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋
B．充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋
C．放電時(shí)，Na＋經(jīng)過離子交換膜，由b池移向a池
D．用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生2.24 L H2時(shí)，b池生成17.40 g Na2S4
C　[根據(jù)放電后Na2S2轉(zhuǎn)化為Na2S4，S元素化合價(jià)升高，知Na2S2被氧化，故負(fù)極反應(yīng)為2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，NaBr轉(zhuǎn)化為NaBr3，電極反應(yīng)為3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，故Na＋經(jīng)過離子交換膜，由b池移向a池，C項(xiàng)正確；放電時(shí)b池為負(fù)極區(qū)域，發(fā)生氧化反應(yīng)：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L H2時(shí)轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，生成0.1 mol Na2S4，其質(zhì)量為17.40 g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
考法2　形形色色的燃料電池
4．(2019·哈爾濱模擬)新型NaBH4/H2O2燃料電池(DBFC)的結(jié)構(gòu)如圖所示，(已知硼氫化鈉中氫為－1價(jià))，有關(guān)該電池的說法正確的是(　　)

A．電極B材料中含MnO2層，MnO2可增強(qiáng)導(dǎo)電性
B．電池負(fù)極區(qū)的電極反應(yīng)：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
C．放電過程中，Na＋從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移
D．在電池反應(yīng)中，每消耗1 L 6 mol·L－1 H2O2溶液，理論上流過電路中的電子數(shù)為6NA
B　[A項(xiàng)，電極B采用MnO2，為正極，H2O2發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH－，MnO2既作電極材料又有催化作用，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，正確；C項(xiàng)，放電時(shí)，Na＋向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，在電池反應(yīng)中，每消耗1 L 6 mol·L－1 H2O2溶液，理論上流過電路中的電子數(shù)為
6 mol·L－1×1 L×2×NA/mol＝12NA，錯(cuò)誤。]
5．(2019·西安八校聯(lián)考)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示，下列說法正確的是(　　)

A．HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反應(yīng)為HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋
B．電子從電極b流出，經(jīng)外電路流向電極a
C．如果將反應(yīng)物直接燃燒，能量的利用率不會(huì)變化
D．若該電池電路中有0.4 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.5 mol H＋通過質(zhì)子交換膜
A　[本題中微生物燃料電池的工作原理包括兩個(gè)階段：①引發(fā)反應(yīng)，有機(jī)物＋SOCO2↑＋HS－；②電池反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋，正極反應(yīng)為2O2＋8H＋＋8e－===4
H2O。根據(jù)題圖知，在硫氧化菌作用下HS－轉(zhuǎn)化為SO，發(fā)生氧化反應(yīng)：HS－＋4H2O－8e－===SO＋9H＋，A項(xiàng)正確；電子從電極a流出，經(jīng)外電路流向電極b，B項(xiàng)錯(cuò)誤；如果將反應(yīng)物直接燃燒，有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，能量的利用率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若該電池電路中有0.4 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則有0.4 mol H＋通過質(zhì)子交換膜，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
6．(2019·貴陽模擬)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電極是負(fù)極
B．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式：N2H4＋4OH－＋4e－===N2↑＋4H2O
C．放電時(shí)，電子從a電極經(jīng)過負(fù)載流向b電極
D．電池工作時(shí)，K＋從正極移向負(fù)極
C　[燃料電池中正極上通入空氣，故b電極為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極為負(fù)極，負(fù)極上N2H4發(fā)生氧化反應(yīng)：N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，電子從負(fù)極(a電極)經(jīng)過負(fù)載流向正極(b電極)，C項(xiàng)正確；該裝置交換膜為陰離子交換膜，電池工作時(shí)，OH－從正極移向負(fù)極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]

(1)首先寫出正極反應(yīng)式
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固體氧化物電解質(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。
(2)根據(jù)總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式確定負(fù)極反應(yīng)式。
專項(xiàng)突破(十三)　新型化學(xué)電源試題的解答突破
1．命題分析
命題人常常根據(jù)新型化學(xué)電池的裝置特點(diǎn)，以新介質(zhì)、新燃料、輕金屬為背景，涉及下列命題角度。
(1)電極的判斷及其電極反應(yīng)式的書寫或判斷。
(2)兩極產(chǎn)物及兩極反應(yīng)類型的判斷。
(3)兩極附近溶液的pH變化或計(jì)算。
(4)電子、電流、離子移動(dòng)方向，交換膜的判斷。
(5)電子守恒的相關(guān)計(jì)算。
2．常考新型電源的原理分析
(1)鎳氫電池(KOH溶液)：NiOOH＋MHNi(OH)2＋M
負(fù)極反應(yīng)式：MH－e－＋OH－===M＋H2O；
正極反應(yīng)式：NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－。
(2)鋰離子電池總反應(yīng)式為xLi＋Li1－xMn2O4LiMn2O4
負(fù)極反應(yīng)式：xLi－xe－===xLi＋；
正極反應(yīng)式：Li1－xMn2O4＋xe－＋xLi＋===LiMn2O4。
(3)研究人員研制出一種可快速充放電的超性能鋁離子電池，Al、Cn為電極，有機(jī)陽離子與陰離子(AlCl、Al2Cl)組成的離子液體為電解質(zhì)，如圖為該電池放電過程示意圖。

負(fù)極反應(yīng)式：Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl；
正極反應(yīng)式：3Cn[AlCl4]＋3e－===3Cn＋3AlCl。
[典例導(dǎo)航]
(2017·全國(guó)卷Ⅲ，T11)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
[思路點(diǎn)撥]　(1)16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)
　　　　　　　　　　?
Li作負(fù)極，電極反應(yīng)式為16Li－16e－===16Li＋
S8作正極，電極反應(yīng)式為xS8＋16e－＋16Li＋===8Li2Sx
?放電時(shí)
電極a作正極，放電時(shí)間越長(zhǎng)，Li2Sx中x越小
?充電時(shí)
電極a作陽極，充電時(shí)間越長(zhǎng)，Li2Sx中x越大
(2)負(fù)極Li生成Li＋移向正極，減重×7 g·mol－1＝0.14 g
答案：D

(1)放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為______________，正極反應(yīng)式(當(dāng)x＝6時(shí))為___________，放電過程中Li2S8―→Li2S6的正極反應(yīng)式為__________。
(2)充電時(shí)，陽極反應(yīng)式(Li2S2―→Li2S4)____________________。
答案：(1)Li－e－===Li＋　6S8＋16e－＋16Li＋===8Li2S6　3Li2S8＋2e－＋2Li＋===4Li2S6
(2)2Li2S2－2e－===Li2S4＋2Li＋
[綜合體驗(yàn)]
1．(2019·山西八校聯(lián)考)硼化釩(VB2)—空氣電池是目前儲(chǔ)電能力最高的電池，電池示意圖如圖，該電池工作時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5。下列說法不正確的是(　　)

A．電極a為電池正極
B．圖中選擇性透過膜為陰離子透過膜
C．電池工作過程中，電極a附近區(qū)域pH減小
D．VB2極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O
C　[根據(jù)電池反應(yīng)，O2發(fā)生還原反應(yīng)，故通入空氣的電極a為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A項(xiàng)正確；根據(jù)電池反應(yīng)，VB2發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為V2O5、B2O3，VB2極的電極反應(yīng)式為2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O，D項(xiàng)正確；根據(jù)負(fù)極反應(yīng)和正極反應(yīng)可知，正極上生成OH－，負(fù)極上消耗OH－，故該選擇性透過膜為陰離子透過膜，B項(xiàng)正確；由正極反應(yīng)式可知，電池工作過程中，電極a附近c(diǎn)(OH－)增大，pH增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．(2019·石家莊聯(lián)考)某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時(shí)電池的總反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－xCoO2＋LixC6
===LiCoO2＋C6(x

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