（浙江選考）2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 原電池 化學(xué)電源學(xué)案

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1、（浙江選考）2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 原電池 化學(xué)電源學(xué)案 [考試標準] 知識條目 必考要求 加試要求 1.原電池的概念 a a 2.銅－鋅原電池的原理及電極反應(yīng)式 b b 3.原電池的構(gòu)成條件 a b 4.常見化學(xué)電源 b c 5.原電池的構(gòu)造與工作原理，鹽橋的作用 b 6.判斷與設(shè)計簡單的原電池 c 7.原電池的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式 b 8.原電池的正、負極和電子流向的判斷 c 9.銀鋅電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理與應(yīng)用價值 b 考點　原電池的工作原理 1．

2、概念和反應(yīng)本質(zhì) 原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。 2．工作原理 (1)反應(yīng)原理 電極名稱 負極 正極 電極材料 鋅片 銅片 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 由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片 (2)原理歸納 3．原電池的構(gòu)成條件 (1)一看反應(yīng)：看是否有能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。 (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條件： ①電解質(zhì)溶液； ②

3、兩電極直接或間接接觸； ③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。 4．鹽橋原電池(加試) (1)構(gòu)造 (2)鹽橋的組成和作用 ①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的膠凍。 ②鹽橋的作用 a．連接內(nèi)電路，形成閉合回路； b．平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流。 ③鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負極。 (3)單池原電池和鹽橋原電池的對比 圖1和圖2兩裝置的相同點：正負極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。 負極：Zn－2e－===Zn2＋ 正極：Cu2＋＋2e－===Cu 總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 不同點：圖1中Zn在CuSO4

4、溶液中直接接觸Cu2＋，會有一部分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，裝置的溫度會升高。 圖2中Zn和CuSO4溶液分別在兩個池子中，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)時間長。 關(guān)鍵點：鹽橋原電池中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。 1．(2015·浙江9月選考，17)如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3＋ B．溶液中的H＋移向Fe電極 C．該裝置中能量轉(zhuǎn)化方式為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D．電子從鐵棒經(jīng)導(dǎo)

5、線流入石墨棒 答案　D 2．(2015·浙江10月選考，16)如圖所示進行實驗，下列說法不正確的是(　　) A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生 B．甲、乙裝置中的能量變化均為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．裝置乙中的鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計，可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．裝置乙中負極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－===Zn2＋ 答案　B 解析　本題考查化學(xué)能和電能知識。裝置甲為鋅片與稀硫酸反應(yīng)裝置，可觀察到鋅片上有氣泡產(chǎn)生；裝置乙為銅鋅原電池，鋅片、銅片和硫酸形成的原電池中，銅片為原電池正極，該極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，故裝置

6、乙的銅片上也可觀察到有氣泡產(chǎn)生。鋅片為原電池負極，鋅失電子，負極上的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，電子由負極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，整個電路形成回路，產(chǎn)生電流，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計，可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。故A、C、D正確；甲裝置不是原電池，能量變化不是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，沒有產(chǎn)生電流，而乙裝置是原電池，原電池中的能量變化為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B不正確；故選B。 3．(2016·浙江10月選考，17)在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進一步

7、被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖。下列說法正確的是(　　) A．鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕 B．鐵片腐蝕最嚴重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域 C．鐵片腐蝕中負極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕 答案　D 解析　A項，在鐵的吸氧腐蝕過程中，鐵片發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕；B項，鐵片負極腐蝕最嚴重，由于離子的移動，在正極區(qū)域生成鐵銹最多；C項，鐵片腐蝕中負極反應(yīng)式應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋。 備考導(dǎo)向　在學(xué)考中，考查原電池的形成條件和基本工作原理，以及根據(jù)原電池的工作原理探

8、究金屬的腐蝕。題目較簡單。 題組一　原電池裝置的判斷與應(yīng)用 1．下面裝置中，能構(gòu)成原電池的是________(填序號)。 答案?、冖堍蔻撷? 2．(2017·臺州市高三2月選考科目教學(xué)質(zhì)量評估測試)某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，設(shè)計了如圖所示的原電池裝置，下列說法正確的是(　　) A．Zn為負極，發(fā)生還原反應(yīng) B．b電極反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ C．電子流動方向是a電極→FeCl3溶液→b電極 D．電池的正極材料可以選用石墨、鉑電極，也可以用銅電極 答案　D 解析　根據(jù)氯離子移動方向，可知b是

9、負極，a是正極。Zn為負極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；b電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，B錯誤；電子流動方向是b電極→導(dǎo)線→a電極，C錯誤；正極材料的活潑性比負極材料弱，D正確。 3．(2017·浙江省余姚中學(xué)高三月考)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Zn(s)===Zn2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題： (1)X電極上電子________(填“流入”或“流出”)；電解質(zhì)溶液Y是________(填化學(xué)式)； (2)Ag電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為______________；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________； 答案　(1)流出

10、　AgNO3 (2)Ag＋＋e－===Ag　Zn－2e－===Zn2＋ 規(guī)避原電池工作原理的3個失分點 (1)原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導(dǎo)線連接兩個電極，也可以是兩電極相接觸。 (2)電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動，與導(dǎo)線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。 (3)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。 題組二　依據(jù)原電池的原理探究金屬的腐蝕 4．(2017·浙江省余姚中學(xué)高三月考)鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下說法正確的是(　　) A．負極發(fā)生的反應(yīng)為Fe－2

11、e－===Fe2＋ B．正極發(fā)生的反應(yīng)為2H2O＋O2＋2e－===4OH－ C．鋼鐵被腐蝕最后生成的鐵銹為Fe(OH)2 D．鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕 答案　A 題組三　原電池正、負極的判斷 5．下列有關(guān)原電池的說法中正確的是(　　) A．在內(nèi)電路中，電子由正極流向負極 B．在原電池中，相對較活潑的金屬作負極，不活潑的金屬作正極 C．原電池工作時，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生 D．原電池工作時，可能會伴隨著熱能變化 答案　D 解析　A項，內(nèi)電路中不存在電子的移動；B項，若是由鋁、鎂、氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池，則負極是鋁；C項，若是由鋅、銅、硫酸銅溶液構(gòu)成的

12、原電池，則正極表面析出銅，沒有氣泡產(chǎn)生。 6．分析下圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(　　) A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極 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↑ 答案　B 解析?、谥蠱g不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故Al是負極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負極，A、C錯；②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，負極

13、反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相減得到正極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正確；④中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D錯。 原電池正、負極判斷方法 說明　原電池的正極和負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“活潑電極一定作負極”的思維定式。 題組四　鹽橋原電池 7．(2016·紹興調(diào)研)根據(jù)右圖，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－=

14、==Cl2↑ 答案　B 解析　由題給原電池裝置可知，電子經(jīng)過導(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＋。 8．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其保持平衡，然后小心地向左邊水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮兩球的浮力變化)(　　) A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端高B端低 B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端低B端高 C．當(dāng)杠

15、桿為導(dǎo)體時，A端低B端高 D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端高B端低 答案　C 解析　當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負極，Cu作正極，電極反應(yīng)式分別為 負極：Fe－2e－===Fe2＋， 正極：Cu2＋＋2e－===Cu， 銅球質(zhì)量增加，鐵球質(zhì)量減少，杠桿A端低B端高。 題組五　原電池原理的應(yīng)用 應(yīng)用一　判斷金屬的活動性 9．有A、B、C、D、E五塊金屬片，進行如下實驗： (1)A、B用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極，活動性________。 (2)C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C，活動性________。 (3)A、C相

16、連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡，活動性________。 (4)B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)，活動性________。 (5)用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液，E先析出，活動性________。 綜上所述，這五種金屬的活動性從強到弱的順序為_________________________________。 答案　(1)A>B　(2)C>D　(3)A>C　(4)D>B (5)B>E　A>C>D>B>E 10．(2017·浙江省余姚中學(xué)高三第一次月考)有a、b、c、d四個金屬電極，有關(guān)的反應(yīng)裝置及部分反應(yīng)現(xiàn)象如下：

17、 a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加 b極有氣體產(chǎn)生，c極無變化 d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生 電流從a極流向d極 由此可判斷這四種金屬的活動性順序是(　　) A．d>a>b>c B．b>c>d>a C．a(chǎn)>b>c>d D．a(chǎn)>b>d>c 答案　A 比較金屬活動性順序的思維模型 (1)思路歸納 依據(jù)原理，判斷正、負極，比較活動性。 (2)方法歸納 ①根據(jù)原電池：一般情況下，負極大于正極。 ②根據(jù)電解池：易得電子的金屬陽離子，相應(yīng)金屬的活動性較弱。 ③根據(jù)金屬活動性順序表。 應(yīng)用二　設(shè)計原電池，畫出裝置圖 11．請運用原電池原理設(shè)計實驗，驗證Cu2＋、Fe3＋氧

18、化性的強弱。請寫出電極反應(yīng)式，負極：________________________________________________________________________， 正極：________________________________________________________________________， 并在方框內(nèi)畫出實驗裝置圖，要求用燒杯和鹽橋，并標出外電路電子流向。 答案　Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ “裝置圖”常見失分點提示 (1)不注明電極材料名稱或元素符號。 (2)不畫出電解質(zhì)溶液(或畫出但不標注)

19、。 (3)誤把鹽橋畫成導(dǎo)線。 (4)不能連成閉合回路。 提醒　只有放熱的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 微專題10　學(xué)考第17題——突破新型化學(xué)電源 1．堿性鋅錳電池——一次電池 電池組成：鋅、碳棒、二氧化錳、氫氧化鉀 特點：用途廣泛 正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 負極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 2．銀鋅鈕扣電池——一次電池 電池組成：鋅、氧化銀、氫氧化鉀溶液 特點：放電平穩(wěn)，電流大 負極反應(yīng)：Zn＋2OH－－

20、2e－===Zn(OH)2； 正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 3．鉛蓄電池——二次電池 電池組成：鉛、二氧化鉛、硫酸 特點：廣泛用于機動車輛 鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是Pb，正極材料是PbO2。 (1)放電時的反應(yīng) ①負極反應(yīng)：Pb＋SO－2e－===PbSO4； ②正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 (2)充電時的反應(yīng) ①陰極反應(yīng)：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； ②陽極反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋S

21、O； 總反應(yīng)：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 4．鎳氫電池——二次電池 電池組成：貯氫合金、泡沫氧化鎳、氫氧化鉀溶液 特點：壽命長，性能好，比能量高 (1)放電時的反應(yīng) 負極反應(yīng)：MH－e－＋OH－===M＋H2O 正極反應(yīng)：NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－ (2)充電時的反應(yīng) 陰極反應(yīng)：M＋H2O＋e－===MH＋OH－ 陽極反應(yīng)：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O 總反應(yīng)：NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M 說明　(1)MH表示貯氫合金M中吸收結(jié)合的氫。 (2)可逆電池的充、放電不能理解為

22、可逆反應(yīng)。 5．氫氧燃料電池 電池組成：鉑碳/氫氣、鉑碳/氧氣，氫氧化鉀溶液(或H2SO4溶液) 特點：用于航天飛機、牽引車等 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 1．(2017·浙江11月選考，17)金屬(M)-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是、 (　　) A．金屬M作電池負極 B．電

23、解質(zhì)是熔融的MO C．正極的電極反應(yīng)O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．電池反應(yīng)2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2 答案　B 解析　金屬(M)-空氣電池中M失電子作負極，故A正確；根據(jù)傳遞M2＋和OH－，可知電解質(zhì)是熔融的M(OH)2，故B錯誤；空氣得電子作正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故C正確；電池總反應(yīng)為2M＋O2＋2H2O===2M(OH)2，故D正確。 2．(2017·浙江4月選考，17)銀鋅電池是一種常見化學(xué)電源，其反應(yīng)原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意圖如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A

24、．Zn電極是負極 B．Ag2O電極發(fā)生還原反應(yīng) C．Zn電極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 D．放電前后電解質(zhì)溶液的pH保持不變 答案　D 解析　反應(yīng)中鋅失去電子，Zn電極是負極，A正確；Ag2O得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；電解質(zhì)溶液顯堿性，Zn電極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，C正確；根據(jù)方程式可知消耗水，且產(chǎn)生氫氧化鋅，氫氧根濃度增大，放電前后電解質(zhì)溶液的pH升高，D錯誤。 1．以甲烷燃料電池為例來分析不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫。 (1)酸性介質(zhì)(如H2SO4) 負極：_____________________

25、___________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式：_____________________________________________________________________。 答案　CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 2O2＋8e－＋8H＋===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O (2)堿性介質(zhì)(如KOH) 負極：______

26、__________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式：_____________________________________________________________________。 答案　CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O (3)

27、固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－) 負極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式：_____________________________________________________________________。 答案　CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O 2O2＋8e－===4O2－ CH4＋2

28、O2===CO2＋2H2O (4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下 負極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式：_____________________________________________________________________。 答案　CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O 2

29、O2＋8e－＋4CO2===4CO CH4＋2O2===CO2＋2H2O 2．(2017·寧波市高三新高考選考適應(yīng)性考試)鋅－空氣電池(原理如圖)適宜用作城市電動車的動力電源。該電池放電時Zn轉(zhuǎn)化為ZnO。該電池工作時，下列說法正確的是(　　) A．Zn電極是該電池的正極 B．Zn電極的電極反應(yīng)：Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋ C．OH－向石墨電極移動 D．氧氣在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng) 答案　D 解析　A項，放電時Zn轉(zhuǎn)化為ZnO，發(fā)生氧化反應(yīng)，故Zn電極為該電池的負極，錯誤；B項，根據(jù)圖像可知，電解液為堿性，故Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－===Z

30、nO＋H2O，錯誤；C項，放電時，陰離子移向負極，即OH－向Zn電極移動，錯誤；D項，電池工作時，正極發(fā)生還原反應(yīng)，正確。 3．(2017·衢州市高三1月教學(xué)質(zhì)量檢測)某手機電池采用了石墨烯電池，可充電5分鐘，通話2小時。一種石墨烯鋰硫電池(2Li＋S8===Li2S8)工作原理示意圖如圖。已知參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小稱為該電池的比能量。下列有關(guān)該電池說法不正確的是 (　　) A．金屬鋰是所有金屬中比能量最高的電極材料 B．A電極為該電源的負極，發(fā)生氧化反應(yīng) C．B電極的反應(yīng)：2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8 D．電子從A電極經(jīng)過外電路流向B電極，再

31、經(jīng)過電解質(zhì)流回A電極 答案　D 解析　石墨烯鋰硫電池總反應(yīng)式為2Li＋S8===Li2S8，Li失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Li是負極材料；金屬鋰的摩爾質(zhì)量小，單位質(zhì)量的Li放出電能明顯比其他金屬大，故A正確；電池內(nèi)部陽離子向正極移動，則A電極為該電源的負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；B為電源的正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8，故C正確；原電池的外電路中有電子轉(zhuǎn)移，而電池的內(nèi)部只有陰、陽離子的移動，沒有電子的移動，故D錯誤；答案為D。 4．(2017·溫州市高三第二次選考模擬)有一種新型的固體氧化物型燃料電池，裝置如圖所示，在兩極上分別通入甲烷和空氣，電解質(zhì)是摻雜了Y2

32、O3的ZrO3固體。在高溫熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)處通入的是甲烷 B．工作時，在熔融電解質(zhì)中，O2－移向d電極 C．c電極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng) D．d電極的電極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－ 答案　B 解析　依據(jù)裝置圖中電流流向分析，c為正極，氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，d為負極，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。a處通入的是空氣，A錯誤；原電池中陰離子向負極移動，所以工作時，在熔融電解質(zhì)中，O2－移向負極，即移向d電極，B正確；c電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，C錯誤；d電極為電池負極，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在兩極上分別通入CH4和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻

33、雜了Y2O3的ZrO3固體，它在高溫下能傳導(dǎo)正極生成的O2－，負極電極反應(yīng)為CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，D錯誤；答案選B。 5．(2017·浙江省教育綠色評價聯(lián)盟高三3月適應(yīng)性考試)某化學(xué)電源的工作原理如圖。下列說法不正確的是(　　) A．采用多孔金屬作電極可增大電極接觸面積，提高對氣體的吸附能力 B．通H2的電極作負極，發(fā)生氧化反應(yīng) C．通O2的電極發(fā)生的電極反應(yīng)：O2＋4e－＋4H＋===2H2O D．該電池工作時發(fā)生的主要能量轉(zhuǎn)化形式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能 答案　C 解析　多孔活性金屬電極具有較強的吸附性，可增大電極接觸面積，提高對氣體的吸附能力，

34、故A正確；氫氧燃料電池中，氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，通氫氣的電極為原電池的負極，故B正確；通入氧氣的電極是原電池的正極，在堿性條件下，氧氣得電子被還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故C錯誤；燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，該裝置也有部分的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，故D正確；故選C。 6．[2017·浙江省高三“超級全能生”3月聯(lián)考(選考科目)]鋰硫電池由于具有高比能量以及硫廉價易得等優(yōu)勢而受到人們的廣泛關(guān)注。鋰－硫電池的正極材料主要由單質(zhì)硫和一些高導(dǎo)電性材料復(fù)合而成，金屬鋰片作為負極，正、負極之間用浸有電解液的隔膜隔開，其電池結(jié)構(gòu)如圖，下列說法不正確的是(　　) A

35、．負極的電極反應(yīng)式為Li－ e－===Li＋ B．正極材料中的石墨顆粒主要用于增強導(dǎo)電性 C．電池工作時電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極，又經(jīng)高氯酸鋰介質(zhì)流向Li極 D．總反應(yīng)方程式為2Li＋S===Li2S 答案　C 解析　負極金屬鋰片失去電子生成Li＋，電極反應(yīng)為Li－e－===Li＋，A正確；正極材料中的硫粉和聚合物粘合劑都不導(dǎo)電，這樣會影響原電池的形成，所以摻入的石墨顆粒是增強正極材料的導(dǎo)電性，B正確；電池工作時，電子在外電路中從Li電極流出，經(jīng)過導(dǎo)線流向正極，而在高氯酸鋰介質(zhì)中則是通過離子的定向遷移形成閉合回路，C錯誤；硫粉作為正極，反應(yīng)原理為S＋2e－===S2－，因此總反應(yīng)為2Li＋

36、S===Li2S，D正確。 課時訓(xùn)練 1．關(guān)于如圖所示的原電池裝置，下列說法中不正確的是(　　) A．負極附近SO濃度逐漸增大 B．電子由Zn經(jīng)過導(dǎo)線流向Cu C．Zn為負極，發(fā)生還原反應(yīng) D．Cu為正極，在Cu上有氣泡產(chǎn)生 答案　C 解析　原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。溶液中陰離子向負極移動，A項正確；鋅為負極，銅為正極，電子由鋅經(jīng)過導(dǎo)線流向銅，B項正確；鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，C項錯誤；H＋在銅電極上得電子生成H2，D項正確。 2．如圖為番茄電池的示意圖，下列說法正確的是(　　) A．電流由鋅通過導(dǎo)線流向銅 B．負極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋ C．一

37、段時間后，銅片質(zhì)量會減少 D．一段時間后，鋅片質(zhì)量會增加 答案　B 解析　原電池工作時，電流由正極銅通過導(dǎo)線流向負極鋅，A項錯誤；負極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，B項正確；番茄電池的電解質(zhì)溶液呈酸性，一段時間后，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，則銅片質(zhì)量不變，C項錯誤；一段時間后，鋅片失去電子溶解，其質(zhì)量會減少，D項錯誤。 3．(2017·浙江省“七彩陽光”新高考研究聯(lián)盟高三下學(xué)期期初聯(lián)考)下列有關(guān)原電池的敘述中不正確的是(　　) A．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 B．在原電池中，電子流出的一極是負極，發(fā)生氧化反應(yīng) C．鋅、銅、硫酸組成的原電池中，溶液中的 Zn2

38、＋、 H＋均向正極移動 D．構(gòu)成原電池的兩個電極必須是活潑性不同的兩種金屬 答案　D 解析　原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在外電路中形成電流，故A正確；在原電池中，負極是電子流出的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；原電池工作時，溶液中的陽離子均向正極移動，故C正確；構(gòu)成原電池的兩極可以是兩種活潑性不同的金屬或金屬與非金屬導(dǎo)體(如石墨等)，故D錯誤；答案為D。 4．(2017·浙江省溫州中學(xué)高三3月高考模擬考試)將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是(　　) A．兩燒杯中溶液的pH均增大 B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極 C．兩燒杯中銅片表面均無氣

39、泡產(chǎn)生 D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢 答案　A 解析　甲燒杯中可以形成原電池，乙燒杯中不能形成原電池，但是兩燒杯中的反應(yīng)均為Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，隨著H2SO4的消耗，溶液酸性減弱，pH均增大，A正確。甲燒杯形成原電池，Zn失去電子作負極，Cu作正極；乙燒杯不能形成原電池，B錯誤。甲燒杯中Cu正極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，所以Cu表面有氣泡產(chǎn)生；乙燒杯Zn直接參加反應(yīng)產(chǎn)生H2，Cu表面無明顯現(xiàn)象，C錯誤。甲燒杯形成原電池使反應(yīng)更迅速，所以產(chǎn)生氣泡速度甲比乙快，D錯誤。 5．(2017·溫州市“十校聯(lián)合體”學(xué)年高二上學(xué)期期末聯(lián)考)如圖所示實驗裝置，下列說法不正確

40、的是(　　) A．裝置為鐵的吸氧腐蝕實驗 B．一段時間后，向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入NaOH溶液，即可觀察到鐵釘附近的溶液有沉淀產(chǎn)生 C．向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入石蕊溶液，可觀察到石墨附近的溶液變紅 D．若將裝置中飽和食鹽水換成稀硫酸，裝置為析氫腐蝕 答案　C 解析　食鹽水顯中性，裝置為鐵的吸氧腐蝕實驗，A正確；一段時間后，有亞鐵離子產(chǎn)生，向插入鐵釘?shù)牟Ａ矁?nèi)滴入NaOH溶液，即可觀察到鐵釘附近的溶液有沉淀產(chǎn)生，B正確；石墨棒是正極，氧氣得到電子轉(zhuǎn)化為氫氧根，滴入石蕊溶液，可觀察到石墨附近的溶液變藍，C錯誤；若將裝置中飽和食鹽水換成稀硫酸，裝置為析氫腐蝕，D正確，答案選C。

41、6．(2017·浙江省臺州中學(xué)高三上學(xué)期第四次統(tǒng)練)如圖所示，以稀土金屬材料作惰性電極，在兩極上分別通入甲烷與空氣，電解質(zhì)為摻雜了Y2O3的 ZrO3固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－。下列說法正確的是(　　) A．c電極名稱為負極，氣體A為空氣 B．d電極上發(fā)生反應(yīng)：CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O C．O2－向c電極移動 D．電池工作時，電子流動方向：d電極→c電極→d電極 答案　B 解析　根據(jù)電子的流向可知d是負極，c是正極，空氣在正極通入，A項錯誤；d電極是負極，甲烷在負極放電，由于電解質(zhì)為摻雜了Y2O3的ZrO3固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－，所以負極電極反應(yīng)式

42、為CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O，B項正確；陰離子向負極移動，即O2－向d電極移動，C項錯誤；電子在導(dǎo)線上流動，而電解質(zhì)中O2－負責(zé)導(dǎo)電，D項錯誤。 7．(2017·浙江省“七彩陽光”新高考研究聯(lián)盟高三上學(xué)期考試)干電池模擬實驗裝置如圖。下列說法不正確的是(　　) A．鋅片作負極，碳棒作正極 B．電子從鋅片流向碳棒，電流方向則相反 C．NH4Cl是電解質(zhì)，在鋅片逐漸消耗過程中MnO2不斷被氧化 D．該電池是一次性電池，該廢舊電池中鋅可回收 答案　C 解析　鋅是活潑金屬，則鋅片作負極，碳棒作正極，A項正確；原電池中電子從負極沿導(dǎo)線流向正極，電流從正極流向負極，B

43、項正確；以糊狀NH4Cl作電解質(zhì)，其中加入MnO2氧化吸收H2，C項錯誤；該電池是一次性電池，該廢舊電池中鋅可回收，D項正確；答案選C。 8．(2017·浙江杭州市學(xué)軍中學(xué)高三選考模擬)氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應(yīng)原理示意圖如圖。下列有關(guān)氫氧燃料電池的說法不正確的是(　　) A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．為了增加燈泡亮度，可以將電極碳棒變得多粗糙多孔 C．電子遷移方向：電極a→燈泡→電極b→電解質(zhì)溶液→電極a D．該電池的總反應(yīng)：2H2＋O2===2H2O 答案　C 解析　該裝置能自發(fā)的進行氧化還原反應(yīng)，屬于原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故A正確；將電極

44、碳棒變得多粗糙多孔可增大反應(yīng)接觸面積，能增加燈泡亮度，故B正確；電子從負極沿導(dǎo)線流向正極，a是負極、b是正極，則電子由電極a通過導(dǎo)線流向電極b，電解質(zhì)溶液中無電子轉(zhuǎn)移，只有陰、陽離子的移動，故C錯誤；氫氧燃料電池總反應(yīng)式與氫氣燃燒方程式相同，電池總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O，故D正確；故選C。 9．熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電池。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-Cl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池的總反應(yīng)方程式為PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。(　　) 下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．正極

45、反應(yīng)式：Ca ＋2Cl－－2e－===CaCl2 B．放電過程中，Li＋向鈣電極移動 C．外電路中，電子由硫酸鉛電極經(jīng)導(dǎo)線流向鈣電極 D．常溫時，在正、負極間接上電流計，指針不偏轉(zhuǎn) 答案　D 解析　該電池的負極為鈣電極，正極為硫酸鉛電極，電解質(zhì)為無水LiCl-Cl混合物，電池工作時，負極Ca ＋2Cl－－2e－===CaCl2，外電路中，電子由鈣電極經(jīng)導(dǎo)線流向硫酸鉛電極，電解質(zhì)中的Li＋向正極(硫酸鉛電極)移動，常溫下LiCl－KCl混合物未熔融，電池不工作。故D正確。 10．(2017·溫州市“十五校聯(lián)合體”學(xué)年高二下學(xué)期期中聯(lián)考)SO2是大氣污染物，是造成酸雨的主要原因，用如圖

46、所示裝置可以既吸收工廠排放的廢氣中的SO2，又可以生成一定量的硫酸，下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)為正極，b為負極 B．生產(chǎn)過程中氫離子由右移向左 C．從左下口流出的硫酸的質(zhì)量分數(shù)一定大于50% D．負極反應(yīng)式為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ 答案　D 解析　a電極上SO2發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸，則a為負極，b為正極，故A錯誤；質(zhì)子膜只允許H＋通過，H＋向正極移動，即氫離子由左向右移動，故B錯誤；負極區(qū)有硫酸生成，但同時在增加水的量，則硫酸的質(zhì)量分數(shù)不一定大于50%，甚至還可能小于50%，故C錯誤；負極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為SO2＋2H2O－2e－===

47、SO＋4H＋，故D正確。 11．(2017·杭州市五縣七校高二上學(xué)期期中聯(lián)考)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅－錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為 Zn＋2MnO2＋H2O===Zn(OH)2＋Mn2O3。下列說法正確的是(　　) A．電池工作時，鋅失去電子，發(fā)生還原反應(yīng) B．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極 C．電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－ D．當(dāng)鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g時，溶液中通過0.2 mol電子 答案　C 解析　電池工作時，鋅失去電子，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；電子

48、的移動方向與電流的移動方向相反，因此電池工作時，電子由負極通過外電路流向正極，B錯誤；電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－，C正確；溶液中無電子通過，D錯誤。 12．(2017·臺州市高二上學(xué)期期末質(zhì)量評估)乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計成如圖所示的電化學(xué)裝置，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．該電化學(xué)裝置是電解池 B．a(chǎn)極反應(yīng)式為CH2 ==CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋ C．氧氣在b極被氧化 D．電子移動方向：電極a→負載→電極b→磷酸溶液→電極a 答案　B 解析　由總反應(yīng)式可知CH2==CH2被氧化，應(yīng)為原電

49、池的負極反應(yīng)，因電解質(zhì)溶液呈酸性，則負極電極方程式為CH2 ==CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋，正極通入氧氣，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。A項，該電池屬于燃料電池，是原電池，錯誤；B項，a極為負極，反應(yīng)式為CH2==CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋，正確；C項，氧氣在b極被還原，錯誤； D項，電子只能經(jīng)過導(dǎo)線，不能經(jīng)過溶液，錯誤；故選B。 13．[2017·杭州市七縣(市、區(qū))高二上學(xué)期期末]柔性電子產(chǎn)品因具有獨特的柔性、延展性等優(yōu)點在信息、醫(yī)療、能源等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。下圖為中科院張新波課題組受中國傳統(tǒng)書法藝術(shù)啟發(fā)，直

50、接將用毛筆書寫后的紙張和鋰箔作為電極材料組裝成的鋰空氣電池。下列說法不正確的是(　　) A．紙張電極是該電池的正極 B．鋰箔電極發(fā)生的電極反應(yīng)：Li－e－===Li＋ C．電池工作時，電子從鋰箔電極經(jīng)導(dǎo)線流向紙張電極，再從紙張電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向鋰箔電極 D．該電池具有輕型、柔性且可折疊的特點，有望應(yīng)用于柔性電子器件 答案　C 14．(加試題)按要求回答下列問題 (1)某學(xué)生利用下面的實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理。按照實驗步驟依次回答下列問題： ①導(dǎo)線中電子流向為________(用a、b表示)； ②寫出裝置中鋅電極上的電極反應(yīng)式：____________

51、_________________________________； ③若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64 g，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為________(用“NA”表示)； ④裝置的鹽橋中除添加瓊脂外，還要添加KCl的飽和溶液，電池工作時，下列對鹽橋中的K＋、Cl－的移動方向的表述正確的是__________(填字母)。 A．鹽橋中的K＋向左側(cè)燒杯移動、Cl－向右側(cè)燒杯移動 B．鹽橋中的K＋向右側(cè)燒杯移動、Cl－向左側(cè)燒杯移動 C．鹽橋中的K＋、Cl－都向左側(cè)燒杯移動 D．鹽橋中的K＋、Cl－幾乎都不移動 (2)科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如圖的人工光合系統(tǒng)，利用該裝置成功地實現(xiàn)了以

52、CO2和H2O合成CH4。 ①寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式：______________________________________________； ②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量__(填“氫氧化鈉”或“硫酸”)。 答案　(1)①由a流向b?、赯n － 2e－===Zn2＋ ③0.02NA?、蹷 (2)①CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O　②硫酸 解析　(1)①鋅銅原電池中，鋅比銅活潑，故鋅為負極，銅為正極。原電池中，電子由負極流向正極，故電子的流向為a→b；②Zn為負極，鋅電極上的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋；③0.64 g銅的物

53、質(zhì)的量為0.01 mol，由電極反應(yīng)式Cu2＋＋2e－===Cu可知，生成1 mol銅，轉(zhuǎn)移2 mol電子，故生成0.01 mol銅，導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.02 mol電子，電子數(shù)目為0.02NA；④左側(cè)燒杯中鋅失電子變成鋅離子，使得鋅電極附近帶正電荷，吸引陰離子向左側(cè)燒杯移動，右側(cè)燒杯中銅離子得到電子變成銅，使得銅電極附近帶負電荷，吸引陽離子向右側(cè)燒杯移動，故鹽橋中的K＋向右側(cè)燒杯移動、Cl－向左側(cè)燒杯移動，故答案為B。 15．(加試題)(2017·紹興市第一中學(xué)高二上學(xué)期期中)(1)利用反應(yīng)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2設(shè)計成如圖所示原電池，回答下列問題： ①寫出電極反

54、應(yīng)式：正極_________________________；負極____________________。 ②圖中X溶液是________，Y溶液是________。 ③原電池工作時，鹽橋中的________(填“陽”或“陰”)離子向X溶液方向移動。 (2)控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，設(shè)計成如圖所示的原電池。請回答下列問題： ①反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為________________________。甲中石墨電極上發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為____

55、_____________________________________________________。 ②電流計讀數(shù)為0時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，此時在甲中加入FeCl2固體，則乙中的石墨作________(填“正”或“負”)極，該電極的電極反應(yīng)式為__________________________。 (3)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池，其正極電極反應(yīng)式為__________________________________________________________。 答案　(1)①2Fe3＋＋2e－===

56、2Fe2＋　Cu－2e－===Cu2＋?、贔eCl3溶液　CuCl2溶液?、坳? (2)①氧化　2I－－2e－===I2　還原　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋?、谡2＋2e－===2I－　(3)O2＋4e－＋4H＋===2H2O 解析　(1)①原電池中正極得到電子，則根據(jù)方程式可知正極是鐵離子得到電子，電極反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋；負極是銅失去電子，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋。 ②圖中碳棒是正極，銅棒是負極，因此X溶液是FeCl3溶液，Y溶液是CuCl2溶液。 ③原電池工作時溶液中的陽離子向正極移動，因此鹽橋中的陽離子向X溶液方向移動。 (2)①碘離子失去電子，則乙中石墨是負極，所以反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2I－－2e－===I2。甲中石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。 ②電流計讀數(shù)為0時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，此時在甲中加入FeCl2固體，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則乙中的石墨為正極，該電極的電極反應(yīng)式為I2＋2e－===2I－。 (3)根據(jù)方程式可知氧氣得到電子，所以氧氣在正極放電，溶液顯酸性，則電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O。