高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題14 原電池 化學(xué)電源（含解析）

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專題14 原電池 化學(xué)電源 考點(diǎn)一　原電池的工作原理 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)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.原電池的構(gòu)造與工作原理，鹽橋的作用 b 5.判斷與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池 c 6.原電池的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式 b 7.原電池的正、負(fù)極和電子流向的判斷 c 1．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(fù)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(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)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(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(fù)極。 (3)單池原電池和鹽橋原電池的對(duì)比 圖1和圖2兩裝置的相同點(diǎn)：正負(fù)極、電極反應(yīng)、總反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象。 負(fù)極：Zn－2e－===Zn2＋ 正極：Cu2＋＋2e－===Cu 總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 不同點(diǎn)：圖1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。 圖2中Zn和CuSO4溶液分別在兩個(gè)池子中，Zn與Cu2＋不直接接觸，不存在Zn與Cu2＋直接反應(yīng)的過(guò)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)。 關(guān)鍵點(diǎn)：鹽橋原電池中，還原劑在負(fù)極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)。 正誤辨析 正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“” (1)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極 (√) (2)在原電池中，負(fù)極材料的活潑性一定比正極材料強(qiáng) () (3)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) () (4)其他條件均相同，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) (√) (5)在銅鋅原電池中，因?yàn)橛须娮油ㄟ^(guò)電解質(zhì)溶液，形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生 () (6)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) () 題組一　原電池裝置的判斷及應(yīng)用 1．下面裝置中，能構(gòu)成原電池的是________(填序號(hào))。 答案　②④⑥⑦⑨ 2．(2015浙江10月選考，16)如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)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(jì)，可觀察到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．裝置乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－===Zn2＋ 答案　B 3．在銅鋅原電池中，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為________極，電極上發(fā)生的是____________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為____________________ ________________________________________________________________________； 鋅片上觀察到的現(xiàn)象為____________________________________________________； 銅為________極，電極上發(fā)生的是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________； 銅片上觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________。 原電池總反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________。 答案　負(fù)　氧化　Zn－2e－===Zn2＋　鋅片溶解　正　還原　Cu2＋＋2e－===Cu　銅極變粗　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 題組二　原電池正、負(fù)極的判斷(加試) 4．下列有關(guān)原電池的說(shuō)法中正確的是(　　) A．在內(nèi)電路中，電子由正極流向負(fù)極 B．在原電池中，相對(duì)較活潑的金屬作負(fù)極，不活潑的金屬作正極 C．原電池工作時(shí)，正極表面一定有氣泡產(chǎn)生 D．原電池工作時(shí)，可能會(huì)伴隨著熱能變化 答案　D 解析　A項(xiàng)，內(nèi)電路中不存在電子的移動(dòng)；B項(xiàng)，若是由鋁、鎂、氫氧化鈉溶液構(gòu)成的原電池，則負(fù)極是鋁；C項(xiàng)，若是由鋅、銅、硫酸銅溶液構(gòu)成的原電池，則正極表面析出銅，沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。 5．分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(　　) 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↑ 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(fù)極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNO3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、C錯(cuò)；②中電池總反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，負(fù)極反應(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(cuò)。 1．規(guī)避原電池工作原理的3個(gè)失分點(diǎn) (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(gè)電極，也可以是兩電極相接觸。 (2)電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，與導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。 (3)無(wú)論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。 2．原電池正、負(fù)極判斷方法 說(shuō)明　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”的思維定勢(shì)。 題組三　鹽橋原電池(加試) 6．(2016紹興調(diào)研)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↑ 答案　B 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＋。 7．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，然后小心地向水槽中滴入濃CuSO4溶液，一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不考慮兩球的浮力變化)(　　) A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端高B端低 B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端低B端高 C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端低B端高 D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高B端低 答案　C 解析　當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極，電極反應(yīng)式分別為 負(fù)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。 8．控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計(jì)成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是(　　) A．反應(yīng)開始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．反應(yīng)開始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋被還原 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，乙中的石墨電極為負(fù)極 答案　D 解析　由圖示結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得電子變成Fe2＋被還原，I－失去電子變成I2被氧化，所以A、B正確；電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，F(xiàn)e3＋得電子速率等于Fe2＋失電子速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確；在甲中溶入FeCl2固體，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2向左移動(dòng)，I2被還原為I－，乙中石墨為正極，D不正確。 　平衡移動(dòng)與鹽橋作用 當(dāng)氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，電流計(jì)示數(shù)為零；當(dāng)電流計(jì)指針往相反方向偏轉(zhuǎn)，暗示電路中電子流向相反，說(shuō)明化學(xué)平衡移動(dòng)方向相反。 題組四　原電池原理的應(yīng)用 應(yīng)用一　判斷金屬的活動(dòng)性 9．有A、B、C、D、E五塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： (1)A、B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極，活動(dòng)性________。 (2)C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C，活動(dòng)性________。 (3)A、C相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡，活動(dòng)性________。 (4)B、D相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)，活動(dòng)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(dòng)性________。 綜上所述，這五種金屬的活動(dòng)性從強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_________________________。 ________________________________________________________________________。 答案　(1)A>B　(2)C>D　(3)A>C　(4)D>B (5)B>E　A>C>D>B>E 10．(2016浙江樂(lè)清芙蓉中學(xué)高一5月月考)有A、B、C、D四塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，①A、B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)插入稀H2SO4中，A極為負(fù)極　②C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，電子由C→導(dǎo)線→D　③A、C相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4，C極產(chǎn)生大量氣泡?、蹷、D相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)，則四種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?　　) A．A＞B＞C＞D B．C＞A＞B＞D C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A 答案　C 　比較金屬活動(dòng)性順序的思維模型 (1)思路歸納 依據(jù)原理，判斷正負(fù)極，比較活動(dòng)性。 (2)方法歸納 ①根據(jù)原電池：一般情況下，負(fù)極大于正極。 ②根據(jù)電解池：易得電子的金屬陽(yáng)離子，相應(yīng)金屬的活動(dòng)性較弱。 ③根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表。 應(yīng)用二　設(shè)計(jì)原電池，畫出裝置圖 11．請(qǐng)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Cu2＋、Fe3＋氧化性的強(qiáng)弱。請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式，負(fù)極：________________________________________________________________________， 正極：________________________________________________________________________， 并在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖，要求用燒杯和鹽橋，并標(biāo)出外電路電子流向。 答案　Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 　“裝置圖”常見失分點(diǎn)提示 (1)不注明電極材料名稱或元素符號(hào)。 (2)不畫出電解質(zhì)溶液(或畫出但不標(biāo)注)。 (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(jì)成原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 考點(diǎn)二　常見化學(xué)電源 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)條目 必考要求 加試要求 1.常見化學(xué)電源 b c 2.銀－鋅電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理與應(yīng)用價(jià)值 b 1．堿性鋅錳電池——一次電池 電池組成：鋅、碳棒、二氧化錳、氯化鋅、氯化銨 特點(diǎn)：用途廣泛 正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 負(fù)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(diǎn)：放電平穩(wěn)，電流大 負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－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(diǎn)：廣泛用于機(jī)動(dòng)車輛 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。 (1)放電時(shí)的反應(yīng) ①負(fù)極反應(yīng)：Pb＋SO－2e－===PbSO4； ②正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 (2)充電時(shí)的反應(yīng) ①陰極反應(yīng)：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； ②陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO； 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(diǎn)：壽命長(zhǎng)、性能好，比能量高 (1)放電時(shí)的反應(yīng) 負(fù)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(shí)的反應(yīng) 陰極反應(yīng)：M＋H2O＋e－===MH＋OH－ 陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O 總反應(yīng)：NiO(OH)＋MHNi(OH)2＋M 說(shuō)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(diǎn)：用于航天飛機(jī)、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(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 正誤辨析 正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“” (1)在堿性鋅錳電池中，正極碳棒不參與電極反應(yīng)，起導(dǎo)電作用 (√) (2)銀鋅鈕扣電池工作一段時(shí)間后，溶液的pH不會(huì)發(fā)生很大變化 (√) (3)在原電池中，一般情況下，陰離子移向負(fù)極，陽(yáng)離子移向正極，而在鉛蓄電池中，SO向兩極均移動(dòng) (√) (4)燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強(qiáng)的催化活性，起導(dǎo)電作用 (√) 題組一　常見電池考查 1．(2016浙江樂(lè)清市芙蓉中學(xué)高一5月月考)人造地球衛(wèi)星用到的一種高能電池—銀鋅電池，它在放電時(shí)的電極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。據(jù)此判斷，氧化銀是(　　) A．負(fù)極，被氧化 B．負(fù)極，被還原 C．正極，被還原 D．正極，被氧化 答案　C 2．(2016杭州高一第二學(xué)期期末考試押題卷)氫氧燃料電池是一種新能源電池，如圖為氫氧燃料電池示意圖。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．A極是正極，B極是負(fù)極 C．電子由A極通過(guò)導(dǎo)線流向B極 D．產(chǎn)物為無(wú)污染的水，屬于環(huán)境友好電池 答案　B 題組二　燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 3．以甲烷燃料電池為例來(lái)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(fù)極：________________________________________________________________________； 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(fù)極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式： _______________________________________________________________。 答案　CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O===8OH－ CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O (3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－) 負(fù)極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式： _______________________________________________________________。 答案　CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O 2O2＋8e－===4O2－ CH4＋2O2===CO2＋2H2O (4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下 負(fù)極：________________________________________________________________________； 正極：________________________________________________________________________； 總反應(yīng)式： _______________________________________________________________。 答案　CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O 2O2＋8e－＋4CO2===4CO CH4＋2O2===CO2＋2H2O 題組三　可逆電池的考查 4．一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6 molL－1的KOH溶液。 (1)寫出放電時(shí)的正、負(fù)極電極反應(yīng)式。(2)寫出充電時(shí)的陰、陽(yáng)極電極反應(yīng)式。 答案　(1)負(fù)極：H2－2e－＋2OH－===2H2O； 正極：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。 (2)陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 陽(yáng)極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiO(OH)＋2H2O 技巧點(diǎn)撥　負(fù)極與陰極顛倒，正極與陽(yáng)極顛倒，即得各,自電極反應(yīng)式。 題組四　新型電池的考查 5．(2016浙江4月選考，17)Mg－H2O2電池是一種化學(xué)電源，以Mg和石墨為電極，海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．石墨電極是該電池的正極 B．石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng) C．Mg電極的電極反應(yīng)式：Mg－2e－===Mg2＋ D．電池工作時(shí)，電子從Mg電極經(jīng)導(dǎo)線流向石墨電極，再出石墨電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向Mg電極 答案　D 解析　Mg易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，石墨電極是該電池的正極，故A正確；H2O2在石墨電極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；Mg易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，電極反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋，故C正確；電池工作時(shí)，電子從負(fù)極Mg電極經(jīng)導(dǎo)線流向石墨電極，但是電子不會(huì)經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液，故D錯(cuò)誤。 6．(2016紹興第一中學(xué)高一下學(xué)期期末考試)如圖為某種甲醇燃料電池示意圖，工作時(shí)電子流向如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A．X為氧氣 B．電極A反應(yīng)式：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋ C．B電極附近溶液pH增大 D．電池工作時(shí)，溶液中電子由電極B流向電極A 答案　C 解析　根據(jù)圖示中電子的流向可知左邊A電極通入的是燃料甲醇；右邊B電極通入的是氧氣，A錯(cuò)誤；電極A是負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液為堿性，所以電極反應(yīng)式：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，B錯(cuò)誤；B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是O2＋4e－＋2H2O===4OH－，由于反應(yīng)產(chǎn)生OH－，所以附近溶液堿性增強(qiáng)，溶液的pH增大，C正確；電子只能通過(guò)導(dǎo)線傳遞，不能在溶液中傳遞，D錯(cuò)誤。 專題強(qiáng)化練 1．(2016紹興選考適應(yīng)性考試)某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置，示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．鋅是負(fù)極，電子從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片 B．氫離子在銅片表面被還原 C．鋅質(zhì)量減少65 g時(shí)，銅電極表面析出氫氣是22.4 L D．裝置中存在“化學(xué)能→電能→光能”的轉(zhuǎn)換 答案　C 解析　該裝置組成原電池，Zn為負(fù)極，Cu為正極，電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，A項(xiàng)正確；H＋在銅片上得電子被還原，產(chǎn)生H2，B項(xiàng)正確；電池工作時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，LED燈發(fā)光，則是電能轉(zhuǎn)換為光能，D項(xiàng)正確；未標(biāo)明狀態(tài)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．(2016寧波效實(shí)中學(xué)高一下學(xué)期期中)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是(　　) A．銅鋅組成的原電池中電子是從鋅經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅 B．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡 C．把銅片插入FeCl3溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵 D．把鋅片放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴CuCl2溶液，氣泡放出速率加快 答案　C 3．(2016浙江樂(lè)清芙蓉中學(xué)高二5月月考)某原電池裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．石墨棒為負(fù)極 B．鐵片的質(zhì)量減少 C．硫酸被氧化 D．電子從石墨棒流向鐵片 答案　B 4．(2016金華十校9月高三模擬)下列裝置都伴隨有能量變化，其中是由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖?　　) 答案　D 解析　電解水是電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；水力發(fā)電是機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能；太陽(yáng)能熱水器是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能；干電池是化學(xué)電源，工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 5．(2016溫州8月選考模擬)某氫氧燃料電池，以多孔碳棒為電極，電解質(zhì)為H2SO4溶液，示意圖如下。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)電極是該電池的負(fù)極 B．b電極的電極反應(yīng)式：H2－2e－===2H＋ C．b電極上發(fā)生還原反應(yīng) D．電池工作時(shí)，SO移向a電極 答案　B 解析　由題圖可知，a電極通O2為電池的正極；b電極為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為H2－2e－===2H＋；電池工作時(shí)，SO由a極(正極)移向b極(負(fù)極)。 6．下圖所示的裝置能夠組成原電池并產(chǎn)生電流的是(　　) 答案　B 解析　依據(jù)構(gòu)成原電池的必要條件分析：A中兩電極相同；C中沒(méi)有構(gòu)成閉合回路；D中酒精是非電解質(zhì)。在B裝置中雖然鐵與NaCl溶液不能反應(yīng)，但NaCl溶液中溶有O2，鐵在其中可以發(fā)生吸氧腐蝕，因此B裝置可以構(gòu)成原電池并產(chǎn)生電流。 7．(2016臺(tái)州9月選考質(zhì)量評(píng)估)下圖為水果電池的示意圖，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．鋅片作負(fù)極，質(zhì)量逐漸減少 B．電子由銅片沿導(dǎo)線流向鋅片 C．銅電極逐漸溶解 D．該裝置能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能 答案　A 解析　A項(xiàng)，鋅比銅活潑，所以Zn作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，生成的Zn2＋進(jìn)入溶液中，所以質(zhì)量減少，正確；B項(xiàng)，Zn作負(fù)極，則Cu作正極，所以電子從鋅片沿導(dǎo)線流向銅片，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，銅極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的氫離子在銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，所以Cu不溶解，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該裝置是原電池，工作時(shí)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，錯(cuò)誤。 8．(2016浙江省名校協(xié)作體高三試題)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(shuō)法正確的是(　　) A．電子由Zn電極流出，經(jīng)KOH溶液流向正極 B．正極反應(yīng)式為2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C．該電池放電過(guò)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 答案　D 解析　A項(xiàng)，電子由負(fù)極(Zn)流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解液為KOH溶液，故正極電極反應(yīng)式為2FeO＋6e－＋5H2O===Fe2O3＋10OH－，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，該電池的總反應(yīng)為3Zn＋2FeO＋5H2O===Fe2O3＋3Zn(OH)2＋4OH－，由方程式可知KOH濃度增大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電池工作時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正確。 9．(2016浙江選考測(cè)試)兩電極用導(dǎo)線連接插入電解質(zhì)溶液中(不考慮溶液中溶解的氧氣的影響)，你認(rèn)為不能構(gòu)成原電池的是(　　) 選項(xiàng) A B C D 電極材料 Zn Fe Cu Al 電極材料 Cu Zn Ag C 電解質(zhì)溶液 CuCl2 溶液 H2SO4 溶液 CuSO4 NaOH 溶液 答案　C 10．(2016溫州市十校聯(lián)合體高二下學(xué)期期末)將一張濾紙剪成四等份，用銅片、鋅片、發(fā)光二極管、導(dǎo)線在玻璃片上連接成如圖所示的裝置，在四張濾紙上滴入稀H2SO4直至全部潤(rùn)濕。下列敘述正確的是(　　) A．鋅片上有氣泡，銅片溶解 B．Zn片發(fā)生還原反應(yīng) C．電子都是從銅片經(jīng)外電路流向鋅片 D．該裝置至少有兩種形式的能量轉(zhuǎn)換 答案　D 解析　A項(xiàng)，鋅為負(fù)極，銅為正極，正極上生成氫氣，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電子從鋅極經(jīng)外電路流向銅極，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該裝置存在電能與化學(xué)能、電能與光能的轉(zhuǎn)化，正確。 11．(2016杭州西湖高級(jí)中學(xué)高二5月月考)下列銅－鋅原電池裝置中，電極材料、燈光、燒杯等均相同，能使小燈泡最亮且持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的是(　　) 答案　C 12．(加試題)(2016紹興第一中學(xué)高二下學(xué)期期末考試)甲醇、空氣和強(qiáng)堿溶液作電解質(zhì)的手機(jī)燃料電池中所發(fā)生的反應(yīng)為2CH3OH＋3O2＋4OH－2CO＋6H2O，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．放電時(shí)，CH3OH參與反應(yīng)的電極為正極 B．放電時(shí)，每通入標(biāo)況下11.2 L O2完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1 mol C．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH逐漸增大 D．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O 答案　D 解析　A項(xiàng)，放電時(shí)，CH3OH被氧化變?yōu)镃O，因此其反應(yīng)的電極為負(fù)極，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)，每通入標(biāo)況下11.2 L O2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量：(11.2 L22.4 Lmol－1)4＝2 mol，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，放電時(shí)，由于消耗OH－，溶液中c(OH－)減小，因此電解質(zhì)溶液的pH逐漸減小，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，放電時(shí)，通入CH3OH的電極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，正確。 13．(加試題)下圖所示的裝置不是原電池的是(　　) 答案　D 解析　選項(xiàng)D的裝置中，兩個(gè)電極活潑性不同，且有導(dǎo)線相連，又有電解質(zhì)溶液，但沒(méi)有形成閉合回路，所以不能構(gòu)成原電池。 14．(加試題)高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)式為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列敘述不正確的是(　　) A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O C．放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移3 mol 電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化 D．放電時(shí)，正極附近溶液堿性增強(qiáng) 答案　C 解析　該電池放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，A正確；正極發(fā)生還原反應(yīng)：FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，電極附近溶液堿性增強(qiáng)，D正確，C不正確；充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O，B正確。 15．(加試題)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列問(wèn)題： (1)外電路的電流方向是由________極流向________極(填字母)。 (2)電池正極反應(yīng)式為______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)b　a (2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 (3)否　電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng) 解析　(1)活潑金屬鋰作電池負(fù)極，失去的電子由負(fù)極(a極)經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向正極(b極)，電流方向由b極流向a極。(2)負(fù)極上Li失去電子生成Li＋：Li－e－===Li＋；正極上MnO2得到電子同時(shí)結(jié)合遷入的Li＋生成LiMnO2：MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。(3)Li是活潑金屬，易與水反應(yīng)，因此不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。