原电池及化学电源DOCWord文件下载.docx
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C．K闭合时，Ⅱ中SO42－向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
6．碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。
锌 锰碱性
电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn（OH）2＋2MnOOH
下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g
7．一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。
现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为：
2CO＋O2===2CO2。
则下列说法中正确的是（ ）
A．CO32－向正极移动
B．负极发生的电极反应是：
O2＋2CO2＋4e－===2CO32－
C．负极发生的电极反应是：
CO＋CO32－－2e－===2CO2
D．正极发生氧化反应
8．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：
2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是（ ）
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
9．普通锌锰干电池是用锌皮制成的锌筒作电极兼作容器，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。
在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；
该电池工作时的总反应为：
Zn＋2NH4＋＋2MnO2===[Zn（NH3）2]2＋＋Mn2O3＋H2O。
关于锌锰干电池的下列说法中正确的是（ ）
A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原
2MnO2＋2NH4＋＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O
D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
10．镁－H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质（加入一定量的酸），下列说法正确的是（ ）
A．电池总反应为：
Mg＋H2O2===Mg（OH）2
B．正极发生的电极反应为：
H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
C．电池工作时，正极周围海水的pH增大
D．电池工作时，溶液中的H＋向负极移动
2.【错因分析】 如果不理解“二次电池”的含义，会错选A项。
【正确解答】 本题考查电池原理，涉及电池分类、电子流向、能量转化形式、电极判断等。
二次电池也就是充电电池，A选项正确；
铜锌原电池中，铜为正极，锌为负极，锌失电子，电子通过外电路导线流向铜电极（正极），B选项错误；
燃料电池将化学能转化为电能，对外放电，C选项正确；
锌锰干电池中锌为负极，石墨为正极，D选项正确。
答案：
B
7．解析：
据题意知通入CO的一极为电源的负极，CO失去电子转变为CO2，发生氧化反应，CO32－由正极产生向负极移动，C正确。
C
易错起源1、原电池正负极的判断与电极反应式的书写
例1．铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（ ）
A．正极反应为：
Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为：
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
【解析】 本题考查原电池，意在考查考生对原电池工作原理的分析能力。
该电池中Zn为负极，电极反应为：
Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，电极反应为：
Cu2＋＋2e－===Cu，A项错误；
电池总反应为：
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B项正确；
原电池工作时，外电路中电子由负极流出经导线流向正极，C项正确；
负极上由于Zn放电，ZnSO4溶液中Zn2＋的浓度增大，故盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。
【答案】 BC
1．正负极的判断
判断依据
负极
正极
电极材料
活泼性较强的金属
活泼性较差的金属或导电的非金属
电子流动方向
电子流出极
电子流入极
阴阳离子移动方向
阴离子移向的极
阳离子移向的极
发生的反应
氧化反应
还原反应
反应现象
不断溶解或质量不断减少
有气体生成、电极的质量不断增加
2.书写电极反应式
（1）直接书写
在判断出原电池的正、负极后，再搞清正、负极发生反应的物质或
离子，结合得失电子数即可写出电极反应式。
注意，若是正、负极得失电子后的粒子能与电解质溶液继续反应，则应加和写出总的反应方程式。
（2）按要求书写
①若给出两电极方程式，只要依据得失电子守恒，将两极反应加和，即得总反应方程式。
②若给出某一电极反应式和总反应方程式，则依据得失电子守恒，用总反应方程式减去某一电极反应式，即得另一电极反应式。
③若根据给出的总反应方程式来分析两电极反应，只需根据氧化还原反应的知识，结合负极发生氧化反应（元素化合价升高），正极发生还原反应（元素化合价降低），即可作出分析。
书写原电池的电极反应式的注意事项：
（1）明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应
产物及化合价的变化；
（2）确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子，还是其他物质（如溶有或通入的氧气）；
（3）判断是否存在特定的条件（如介质中的粒子H＋、OH－非放电物质参加反应），进而推断电解质溶液的酸碱性的变化；
（4）总的反应
式是否满足质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。
易错起源2、原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用
例2．原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答以下问题：
（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。
肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。
肼—空气燃料电池放电时：
正极的电极反应式是________________；
负极的电极反应式是______________________。
（2）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。
试写出该电池的正极反应式__________________________。
（3）请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。
请画出实验装置图并写出电极反应式。
【方法总结】 原电池的设计关键是负极材料和电解质溶液的成分，一般来说，在总反应中失电子的物质作负极或在负极上失电子发生氧化反应，溶液的某离子或物质在正极上得电子，发生还原反应。
1．加快氧化还原反应的速率：
一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。
例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
2．比较金属活动性强弱：
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
3．用于金属的防护：
使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。
例如，要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。
4．设计制作化学电源
设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。
具体方法是：
（1）首先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应；
（2）根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液。
①电极材料的选择：
在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；
氧化性较强的物质作为正极。
并且，原电池的电极必须导电。
电池中的负极必须能够与电解质溶液或其中溶解的物质反应。
②电解质溶液的选择：
电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如空气中的氧气）。
但如果两个半反应分别在两个容器中进行（中间连接盐桥），则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。
如在铜—锌—硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。
应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原反应的电池，但有的电流相当微弱。
同时要注意电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加入NaOH、H2SO4或Na2SO4等。
1．将表面发黑（黑色物质为Ag2S）的银器按下图方法处理，一段时间后银器光亮如新。
下列说法正确的是
A．铝质容器为正极，银器为负极
B．反应前后银器质量不变
C．Ag2S被还原生成单质银
D．总反应为2Al+3Ag2S→6Ag+Al2S3
2．银制器皿表面日久因生成Ag2S而变黑，可进行如下处理：
将表面发黑的银器浸入盛有食盐水的铝质容器中（如图），一段时间后黑色褪去。
有关说法正确的是
A．该处理过程中电能转化为化学能
B．银器为正极，Ag2S还原为单质银
C．Ag2S溶解于食盐水生成了AgCl
D．铝质容器为阳极，其质量变轻
3．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；
①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出；
③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是
A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④
4．一种新型燃料电池，是用两根金属铂做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入CH3OH和O2，下解说法不正确的是
A．通入CH3OH的电极为负极
B．随着放电的进行，负极附近pH上升
C．每消耗1molCH3OH可以向外电路提供6mole－
D．通入O2的一极电极反应为4H2O+2O2-8e-=8OH-
5．下列关于下图装置的说法正确的是
A．银电极是负极
B．铜电极上发生的反应为Cu-2e－=Cu2＋
C．外电路中的电子是从银电极流向铜电极。
D．该装置能将电能转化为化学能
6．如图是一电池，下列有关说法正确的是
A．该电池负极反应为：
2Fe2+-2e-
2Fe3+
B．当有6.02×
1023电子转移时，Fe电极减少56g
C．石墨电极上发生氧化反应
D．盐桥中K+移向FeCl3溶液
7．如图为番茄电池，下列有关说法中不正确的是
A．一段时间后，铜电极附近会出现蓝色
B．一段时间后，锌片质量会变少
C．锌电极是该电池的负极
D．电流由铜通过导线流向锌
8．生物燃料电池（BFC）是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。
已知C1极的电极反应方程式为：
C2H5OH+3H2O－12e－=2CO2+12H+。
下列说法不正确的是（）
A．C1极为电池负极，C2极为电池正极
B．C2极的电极反应式为O2+4H++4e－=2H2O
C．该生物燃料电池的总反应方程式为
C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O
D．电池放电过程中电解质溶液的pH不变
9．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强
D．催化剂b表面的反应是CO2＋2H＋＋2e－====HCOOH
10．用气体传感器可以检测汽车尾气中CO的含量。
传感器是以燃料电池为工作原理，其装置如下图所示，该电池中电解质为氧化钇−氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。
A．燃料电池工作时，电极b作负极
B．工作时，电流由负极通过传感器流向正极
C．b电极的电极反应式为：
O2+2H2O+4e-=4OH-
D．当消耗11.2L（标准状况下）CO时，理论上传感器中会通过NA个电子
11．根据下图，下列判断中正确的是（）
A．向烧杯a中加入少量K3[Fe（CN）6]溶液，有蓝色沉淀生成
B．烧杯a中发生反应O2+4H++4e－＝2H2O，溶液pH降低
C．电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极
D．烧杯b中发生反应为Zn－2e－＝Zn2+
12．我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。
下列有关说法不正确的是
A．电池工作时，锂离子向正极移动
B．有机电解质可用水溶液代替
C．电池总反应为2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
D．该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气
13．下列事实解释准确的是
A．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为:
Fe-2e-=Fe2+
B．酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为:
2H2O十O2+4e-=4OH-
C．用石墨电极电解CuC12溶液:
阳极上发生的反应:
2C1-—2e一=C12↑
D．铅蓄电池的正极反应为:
PbO2+4H++2e一=Pb2++2H2O
14．理论上不能设计为原电池的化学反应是（）
A．CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O
（1）；
△H＜0
B．HNO3
（1）＋NaOH
（1）＝NaNO3
（1）＋H2O
（1）；
C．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O
（1）；
D．2FeCl3
（1）＋Fe（s）＝3FeCl2
（1）；
15．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；
当A、D组成原电池时，A为正极；
B与E构成原电池时，电极反应式为：
E2++2e-=E，B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为（）
A、D﹥A﹥B﹥EB、D﹥E﹥A﹥B
C、A﹥B﹥D﹥ED、A﹥B﹥E﹥D
16．某同学设计在KOH溶液中用铂作电极，利用CH3OH和O2的反应来构成原电池。
下列说法正确的是（）：
①正极上O2得到电子，发生还原反应②每消耗1molCH3OH可以向外电路提供6mole-③该电池的总反应为：
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O④电池放电后，溶液
的pH不断升高
A．①②B．①③C．②③D．③④
17．下图为Mg—NaClO燃料电池结构示意图。
下列说法正确的是（）
A．镁作Y电极
B．电池工作时Na+向负极移动
C．废液的pH大于NaClO溶液的pH
D．X电极上发生的反应为：
ClO－+2H2O－4e－=ClO3－+4H＋
18．
原电池正、
负电极的极性不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关
。
下列由不同材料组成的原电池，电极反应正确的是
A．由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为Fe－3e－＝Fe3＋
B．由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为:
Mg－2e－＋2OH－＝Mg（OH）2
C．Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，其正极反应式为Cu－2e－＝Cu2＋
D．Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为Cu－2e－＝Cu2＋
19．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：
2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O。
有关此电池的推断正确的是（）
A．负极反应为：
14H2O+7O2+28e—=28OH—
B．放电一段时间后，负极周围的pH升高
C．理论上消耗1molC2H6，电路上转移的电子为14mol
D．放电过程中，K+向负极移动
20．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。
一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示。
该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。
下列关于该燃料电池的叙述不正确的是
A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．负极发生的电极反应式为N2H
4+4OH--4e-=N2+4H2O
C．该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触
D．该燃料电池持续放电时，K+从负极向正极迁移，因而离子交换膜需选用阳离子交换膜
21．Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。
该电池反应的化学方程式为：
2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O，则下列说法正确的是（）
A．当电极上析出0.54gAg时，电路中转移的电子为0.01mol
B．该隔膜是阳离子交换膜
C．Al电极的反应式为：
Al－3e－＋3OH－=Al（OH）3
D．正极的电极反应式为：
AgO＋2e－＋2H+=Ag＋H2O
22．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。
用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，可制得在650℃下工作的燃料电池。
已知该电池总反应为：
2CO+O2＝2CO2。
则下列说法中正确的是（）
A．通CO的一极是电池的正极
B．该电池工作过程中需不断补充CO和O2，CO2可循环利用
C．负极反应式为：
O2+2CO2+4e－→2CO32－
D．正极反应式为：
2CO+2CO32－→4CO2+4e－
23．绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如下图所示下列说话正确的是：
A．氧气应从c处通入，电极Y上发生的反应为O2+4e-+2H2O==4OH-
B．电池在放电过程中，电极X周围溶液的pH增大
C．二甲醚应从b处加入，电极X上发生的反应为（CH3）2O—12e-+3H2O=2CO2+1
2H+
D．当该电池向外电路提供2mol电子时消耗O2约
为11.2L
24．电池是应用广泛的能源。
（1）设计两种类型的原电池，比较其能量转化效率。
限选材料：
ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq）；
铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见右图），并作相应标注。
要求：
在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙。
③甲、乙两种原电池中乙的能量转化效率较低，其原因是。
（2）Al-A
gO电池可作用水下动力电源，其原理如图所示。
其中的隔膜属于（填“阴”或“阳”）离子交换膜。
2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O，写出该电池正负极电极反应：
负极，正极。
6．D【解析】该原电池中，铁作负极，石墨作正极，A．负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：
Fe-2e－═Fe2＋，A错误；
1023电子转移时，Fe电极减少的质量=
×
56g·
mol－1=28g，B错误；
C．石墨作正极，正极上铁离子得电子发生还原反应，C错误；
D．盐桥中K＋移向正极电解质溶液，即移向FeCl3溶液，D正确；
选D．
15．A【解析】当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B，则金属活泼性为A＞B；
当A、D组成原电池时，A为正极，则金属活泼性为D＞A；
E2-+2e-→E，B-2e-→B2+，B失去电子，则金属活泼性为B＞E，综上所述，金属活泼性为D＞A＞B＞E。
23．C【解析】A、氧气应从c处通入，C为正极，反应式为O2+4e－+4H＋=2H2O，A错误；
B．电池在放电过程中，二甲醚应从b处加入，电极X上发生的反应为（CH3）2O-12e－+3H2O=2CO2+12H＋，电极X周围溶液的pH减小，B错误；
C正确，D、O2没有指明状态，D错误，选C。
24．
（1）①如图（2分）
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