第3課時(shí)必備知識(shí)——原電池和常見(jiàn)化學(xué)電源

［重要概念］①原電池；②一次電池；③二次電池；④燃料電池

知識(shí)清單［基本規(guī)律］①原電池的構(gòu)成條件；②原電池的工作原理；③原電池工作原理

的應(yīng)用

知識(shí)點(diǎn)1原電池的構(gòu)成及工作原理

國(guó)必備知識(shí)（和第知識(shí)為基主干梳理

i.原電池的概念

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)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。

2.原電池的形成條件

形成

具體分析

條件

反應(yīng)能給進(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個(gè)電極

閉合形成閉合回路的兩個(gè)條件：①電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）；②兩電極直接或

回路間接接觸，并插入電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）中

3.原電池的工作原理

以鋅銅原電池為例進(jìn)行分析，圖I是單液原電池裝置，圖H是雙液原電池裝置。

Zn

ZnS04溶液CuSO,溶液

（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+0?++2e:=Cu

反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電子流向由紅片沿導(dǎo)線流向QL片

鹽橋中離

鹽橋含飽和KC1溶液，K+移向正極，C「移向魚極

子移向

HI（1）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)。（2）無(wú)論在原電池中還是在電解池中，電子均不能通過(guò)

電解質(zhì)溶液。

(2)鹽橋的組成和作用

原電池裝置中鹽橋連接兩個(gè)“半電池裝置”，其中鹽橋的作用有三種：①隔絕正負(fù)極反

應(yīng)物，避免直接接觸，導(dǎo)致電流不穩(wěn)定；②通過(guò)離子的定向移動(dòng)，構(gòu)成閉合回路；③平衡電

極區(qū)的電荷。

國(guó)必備知識(shí)通湊全面自測(cè)基礎(chǔ)扎實(shí)

[通關(guān)1](易錯(cuò)排查)判斷正誤

(1)理論上，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計(jì)成原電池(V)

(2)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一定是負(fù)極(J)

(3)在鋅銅原電池中，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(X)

(4)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)(X)

(5)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑金屬一定作負(fù)極(X)

(6)實(shí)驗(yàn)室制備H2時(shí)，用粗鋅(含Cu、Fe等)代替純鋅與鹽酸反應(yīng)效果更佳(J)

[通關(guān)2](人教選修4P73,2題改編)課堂學(xué)習(xí)中，同學(xué)們利用鋁條、鋅片、銅片、導(dǎo)線、

電流表、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a極為鋁條、b極為鋅片時(shí)，導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生電流

D.圖中a極為鋅片、b極為銅片時(shí)，電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片

D[a極為負(fù)極，電子由負(fù)極(鋅片)流出，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]

「?方法指導(dǎo)<

判斷原電池的正極和負(fù)極的五種常用方法

較不活潑金

屬或非金屬

判判

還原反應(yīng)

斷

為電子流入為

正

電極增重或

極極

質(zhì)量不變

陽(yáng)離子移向

<?

［通關(guān)3］(2021.安徽合肥檢測(cè))鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離

子和水分子通過(guò)，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(SO7)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(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡

C［由鋅的活潑性大于銅，可知銅電極為正極，在正極上C/+得電子發(fā)生還原反應(yīng)生

成Cu,A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，故甲池的c(SO『)不變，

B項(xiàng)錯(cuò)誤；在乙池中Cu2++2b=Cu,同時(shí)甲池中的Zi?+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入乙池中，

由于M(Zn2+)>M(Cu2+),故乙池溶液的總質(zhì)量增加，C項(xiàng)正確；陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子

和水分子通過(guò)，電解過(guò)程中Zi?+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡，陰離子

是不能通過(guò)交換膜的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

「?歸納總結(jié)<

原電池的工作原理簡(jiǎn)圖

將e-沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生

氧化

反應(yīng)一還原

負(fù)極原電池已極

不

陽(yáng)反應(yīng)

斷

離移

溶

子向

解電解質(zhì)溶液

（或熔融鹽）

鬻注意若有鹽橋，鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)，陽(yáng)離子移

向正極區(qū)。若有交換膜，離子可選擇性通過(guò)交換膜，如陽(yáng)

離子交換膜，陽(yáng)離子可通過(guò)交換膜移向正極。

［通關(guān)4］（深度思考）分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是（）

空氣

Mg機(jī)AlMg1AA]Fe科]CuFe麗;

稀H2sO,NaOH溶液濃KN。？NaQ溶液

（f）②③④

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6H2。+6屋=6OJT+3H2t

C.③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe—2l=Fe2+

D.④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H++21=H2t

B［②中Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，而Al能和NaOH溶液反應(yīng)失去電子，故A1是負(fù)

極；③中Fe在濃硝酸中鈍化，Cu和濃HNC>3反應(yīng)失去電子作負(fù)極，A、C錯(cuò)；②中電池總

反應(yīng)為2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t,負(fù)極反應(yīng)式為2A1+8OH

=2A10r+4H2O,二者相減得到正極反應(yīng)式為6H20+6-—6OJT+3H2t,B正確；④

中Cu是正極，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e--4OH,D錯(cuò)。］

知識(shí)點(diǎn)2原電池原理的應(yīng)用

國(guó)必備知識(shí)（敏聚知識(shí)為基主干梳理

1.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)，形成原電池時(shí)會(huì)使反應(yīng)速率加快。例如，在鋅粉與稀

H2SO4反應(yīng)制取H2時(shí)，加入少量CuS04溶液，置換出的Cu能與Zn形成原電池，使產(chǎn)生

H2的反應(yīng)速率加快。

2.比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱

原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，正極一般是活動(dòng)性較弱的金屬（或非金屬）。

例如，用導(dǎo)線將金屬A和B連接后，插入到稀硫酸中，一段時(shí)間后，觀察到A溶解，而B

上有氣體放出，則說(shuō)明A作負(fù)極,B作正極,據(jù)此推知金屬活動(dòng)性:AX填“>”或“<”）B。

3.用于金屬的防護(hù)

被保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而得到保護(hù)。例如，要保護(hù)鋼鐵水閘，可用導(dǎo)線將其

與鋅塊相連，使鋅作原電池的魚極，鐵閘作正極而受到保護(hù)。

4.設(shè)計(jì)制作原電池裝置

例如，根據(jù)反應(yīng)Cu+2Ag+=Cu2++2Ag設(shè)計(jì)原電池:

一.7I亡二―

????S鹽橋三三三三

、一：一豐二二n、一二一申二，

AgN（）3溶液AgNO、溶液CuSO,溶液

I（不含鹽橋）II（含鹽橋）

|g必備知識(shí)其全面自測(cè)基礎(chǔ)扎實(shí)

［通關(guān)1］（2021?安徽蕪湖檢測(cè)）將兩份過(guò)量的鋅粉a、b分別加入一定量的稀硫酸，同時(shí)向

a中加入少量的CuSCU溶液，產(chǎn)生H2的體積V（L）與時(shí)間*min）的關(guān)系正確的是（）

B［加入CuSCU溶液，Zn置換出Cu,形成原電池加快反應(yīng)速率，由于H2so4定量,

產(chǎn)生H2的體積一樣多。］

［通關(guān)2］（人教選修4P73,4題改編）有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部

分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:

bC

aAbCAdaA（1

實(shí)驗(yàn)<r'

s__i.

裝置

LL—t.L1.—"t.-Li—L

稀硫酸

CuSO,溶液稀硫酸稀硫酸

部分

a極質(zhì)量減少；b極b極有氣體產(chǎn)生；cd極溶解；c極有氣電流從a極流向d

實(shí)驗(yàn)

質(zhì)量增加極無(wú)變化體產(chǎn)生極

現(xiàn)象

由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)順序是（）

A.a>b>c>dB.b>c>d>a

C.d>a>b>cD.a>b>d>c

C［把四個(gè)實(shí)驗(yàn)從左到右分別編號(hào)為①、②、③、④，則由實(shí)驗(yàn)①可知，a作原電池負(fù)

極，b作原電池正極，金屬活動(dòng)性：a>b；由實(shí)驗(yàn)②可知，b極有氣體產(chǎn)生，c極無(wú)變化，

則活動(dòng)性：b>c；由實(shí)驗(yàn)③可知，d極溶解，則d作原電池負(fù)極，c作正極，活動(dòng)性：d>c；

由實(shí)驗(yàn)④可知，電流從a極流向d極，則d極為原電池負(fù)極，a極為原電池正極，活動(dòng)性：

d>a。綜上所述可知活動(dòng)性：d>a>b>c?］

［通關(guān)3］（新教材鏈接）（人教選擇性必修LP100,2題改編）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池（選

用相同的鹽橋）時(shí)，下列各項(xiàng)中合理的是（）

選項(xiàng)正極（金屬/電解質(zhì)溶液）負(fù)極（金屬/電解質(zhì)溶液）

AZn/ZnSO4溶液Fe/稀H2sCU溶液

BFe/FeCb溶液Zn/ZnSCU溶液

CZn/稀H2sCU溶液Fe/FeCb溶液

DFe/ZnSCU溶液Zn/FeCb溶液

B［原電池中，負(fù)極金屬的活動(dòng)性一般強(qiáng)于正極金屬，Zn比Fe活潑，形成原電池時(shí)

Zn作負(fù)極，A、C項(xiàng)均錯(cuò)誤；使用鹽橋，形成雙液原電池時(shí)，為得到穩(wěn)定電流，正極、負(fù)極

半電池中電解質(zhì)溶液一般是電極金屬材料形成的鹽溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。］

［通關(guān)4］（深度思考）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，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o

方案II：有人利用Fe、Cu做電極設(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。

正極反應(yīng)式:

負(fù)極反應(yīng)式:

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:

+2+

解析方案I：鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e+2H=Fe+H2t,而銅與酸不反應(yīng)。

方案II：設(shè)計(jì)原電池時(shí)以鐵、銅為電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸或鹽酸等溶液。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

是鐵溶解，而銅極上有無(wú)色氣泡產(chǎn)生。

在負(fù)極：Fe失去電子變?yōu)镕e2+,Fe-2e-=Fe2+；在正極，溶液中的H卡獲得電子變?yōu)?/p>

+

H2.2H+2e=H2to

方案m：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)時(shí)注意原理與方案i及方案n的原理不同，且現(xiàn)象明顯，操作簡(jiǎn)

單。

將鐵片置于CuSO4溶液，若鐵片表面覆蓋一層銅，說(shuō)明Fe比Cu活動(dòng)性強(qiáng)，離子方程

式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu。（合理即可）

答案方案I：Fe+2H+=Fe2++H2t

方案II：裝置如圖所示

Cuo____Fe

稀藕

2H++2e^^=H2tFe_2e-^=Fe2+

方案m：將鐵片置于CuSC>4溶液，若鐵片表面覆蓋一層銅，說(shuō)明Fe比Cu活動(dòng)性強(qiáng)Fe

+Cu2+=Fe2++Cu

廠?易錯(cuò)警示＜

原電池的設(shè)計(jì)方法及常見(jiàn)失分點(diǎn)

(1)設(shè)計(jì)制作原電池的方法

首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)，再根據(jù)原電池反應(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。

(2)“裝置圖”常見(jiàn)失分點(diǎn)提示

不注明電極材料名稱或元素符號(hào)。不畫出電解質(zhì)溶液(或畫

出但不標(biāo)注)。誤把鹽橋畫成導(dǎo)線。不能連成閉合回路。

知識(shí)點(diǎn)3常見(jiàn)化學(xué)電源

國(guó)必備知識(shí)數(shù)鬣

知識(shí)為基主干梳理

1.一次電池(只使用一次，不能重復(fù)使用)

負(fù)極材料：Zn

電極反應(yīng)：Zn+20H——2e-=Zn(OH)2

堿性-----鋅粉和K0H正極材料：碳棒

的混合物

鋅錦電極反應(yīng)：2MnO2+2H2O+2e-

----MnO2

電池=2MnOOH+2OH

_一一金屬外殼

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+

2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

負(fù)極材料：Zn

金屬外殼電極反應(yīng)：Zn+20IT—2屋=Zn(0H)2

"筆負(fù).極、正極材料：AgO

鋅銀2

.A&0正版J電極反應(yīng)：Ag2。+H2O+2e-=2Ag+

電池

2OH-

浸WKOH(aq)

的隔板

總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+

2Ag

2.二次電光h放電后充電復(fù)原繼續(xù)使用)

⑴鉛蓄電池的構(gòu)造

H2SO4(aq)

Pb()2(正極)

Pb(負(fù)極)

(2)工作原理

鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，電池總反應(yīng)為Pb⑸+PbO2(s)+2H2so4(aq)

放電

充電2Pbsc)*)+2H2O(1)

3.燃料電池

氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分成酸性和堿性兩種。

酸性堿性

負(fù)極2H2+4OIT—41

2H2—4e-^=4H+

反應(yīng)式=4H?Q

正極O2+4H++41O2+2H2O+4e-

反應(yīng)式=2氏0=4OIT

電池總

2H2+O2=2H2O

反應(yīng)式

隨連窗①燃料電池中通入。2(或空氣)的一極為正極，通入可燃物的一極為負(fù)極。②書

寫燃料電池的電極反應(yīng)時(shí)，要注意溶液的酸堿性，介質(zhì)的酸堿性對(duì)電極反應(yīng)和總反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)

生影響。

國(guó)必備知識(shí)域湊全面自測(cè)基礎(chǔ)扎實(shí)

［通關(guān)1］(人教選修4P78,1題改編)銀鋅電池是一種常見(jiàn)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(shuō)法不正確的是()

A.Zn電極是負(fù)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

D［由電池的總反應(yīng)Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag知，Zn從0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，化

合價(jià)升高，失去電子，故Zn電極為負(fù)極，A項(xiàng)正確；Ag2O中Ag從+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，化合

價(jià)降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)正確；在堿性條件下，Zi?+與OJT結(jié)合生成Zn(OH)2,

故Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn—2屋+20H-=Zn(0H)2,C項(xiàng)正確；根據(jù)總反應(yīng)可知，反應(yīng)

中H2O被不斷地消耗，電解質(zhì)溶液中OH一濃度增大，所以放電后電解質(zhì)溶液的pH增大，D

項(xiàng)錯(cuò)誤。］

［通關(guān)2］(新教材鏈接X(jué)人教選擇性必修1P100,3題改編)堿性鋅鎰電池的總反應(yīng)為Zn

+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)20下列有關(guān)該電池的說(shuō)法中不正確的是()

A.Zn作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn—2e-+20lT=Zn(C)H)2

B.MnCh作正極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.電池工作時(shí)，電流由MnCh經(jīng)外電路流向Zn

D.電池工作時(shí)，KOH沒(méi)有發(fā)揮作用

D［Zn作負(fù)極，被氧化生成Zn(0H)2,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-—Zn(0H)2,A

項(xiàng)正確；MnCh作正極，被還原生成MnO(OH),B項(xiàng)正確；電池工作時(shí)，電流由正極流向負(fù)

極，則電流由MnCh經(jīng)外電路流向Zn,C項(xiàng)正確；電池工作時(shí)，KOH未參與電池總反應(yīng)，

但起到導(dǎo)電作用，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

［通關(guān)3］(2021?湖北武漢檢測(cè))如圖為以Pt為電極的氫氧燃料電池的工作原理示意圖，稀

H2s04為電解質(zhì)溶液。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()

出|ab

A.a極為負(fù)極，電子由a極經(jīng)外電路流向b極

-+

B.a極的電極反應(yīng)式：H2-2e=2H

C.電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2so4)增大

D.若將H2改為CH4,消耗等物質(zhì)的量的CH4時(shí)，的用量增多

C［在氫氧燃料電池中，氫氣在負(fù)極失電子，生成氫離子，則a極為負(fù)極，電子由a

+

極流向b極，A項(xiàng)正確；a極的電極反應(yīng)式：H2-2e==2H,B項(xiàng)正確；在氫氧燃料電池

中，電池的總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O,則電池工作一段時(shí)間后，裝置中c(H2so4)減小，C

項(xiàng)錯(cuò)誤；111101112消耗0.51110102,111101(2114消耗21110102,所以若將H2改為等物質(zhì)的量

CH4,的用量增多，D項(xiàng)正確。］

廣?萬(wàn)法指導(dǎo)＜------------------------------------------

燃料電池中電極附近溶液的pH變化

（1）判斷正負(fù)極區(qū)溶液的酸堿性變化，要分析電極反應(yīng)式；

判斷電解質(zhì)溶液的酸堿性變化以及某些離子濃度的變化，

要分析電池總反應(yīng)式。

（2）若消耗H+,則pH增大，若消耗（）1「，則pH減小；若

生成OFT,則pH增大，若生成H+,則pH減小。若稀釋

酸溶液（或有H2O生成），則pH增大；若稀釋堿溶液（或

有卜12（）生成），則pH減小。

\__________________________________________________________/

［通關(guān)4］（2020?山東卷）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理

有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用如

圖裝置處理有機(jī)廢水（以含CH3coeT的溶液為例）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.負(fù)極反應(yīng)為CH3coeT+2H2O-8e-—2CO2t+7H+

B.隔膜1為陽(yáng)離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1

B［由裝置示意圖可知，負(fù)極區(qū)CH3coeT發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2和H+,A項(xiàng)正確；

隔膜1為陰離子交換膜，隔膜2為陽(yáng)離子交換膜，才能使模擬海水中的氯離子移向負(fù)極，鈉

離子移向正極，達(dá)到海水淡化的目的，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電路中有1mol電子通過(guò)，則電解質(zhì)溶液

中有1mol鈉離子移向正極，1mol氯離子移向負(fù)極，C項(xiàng)正確；負(fù)極產(chǎn)生C02：CH3COO

+-

+2H2O—8-—2CO2t+7廣，正極產(chǎn)生H2：2H+2e=H2t,根據(jù)電荷守恒，正、負(fù)

極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1,D項(xiàng)正確。］

［通關(guān)5］（深度思考X2020?全國(guó)卷I）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型ZnCO2水介質(zhì)電池。

電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CCh被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫

物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問(wèn)題提供了一種新途徑。

co.

<y>

雙極隔膜

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn—2e-+4OH--Zn(OH彳

B.放電時(shí)，ImolCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2moi

C.充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2Zn(0H)「=2Zn+02t+40JT+2H2。

D.充電時(shí)，正極溶液中OIT濃度升高

D［根據(jù)反應(yīng)原理可知，Zn為負(fù)極，電解質(zhì)溶液1顯堿性，放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn

-2e-+4OH-=Zn(OH)r,A項(xiàng)正確；放電時(shí)，1molCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,C的化合價(jià)

由+4降為+2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol,B項(xiàng)正確；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為2Zn(0H)7+4e「

=2Zn+8OH\陽(yáng)極反應(yīng)為2H2。-4e--4H++O2f，故電池總反應(yīng)為2Zn(0H)［=2Zn

+02f+4OH-+2H2O,C項(xiàng)正確；充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2H2。―4e=4H++C)2t,溶液

中OIT濃度降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

廣?方法指導(dǎo)＜-----------------------------------X

分析可充電電池電極反應(yīng)方法

(1)明確可充電電池在放電時(shí)，可看作原電池，利用原電池

的工作原理分析電極及電池變化；在充電時(shí)，可看作電解

池，利用電解原理分析電極及電池變化。

(2)掌握可充電電池在充電、放電時(shí)的原理及變化：

紗接電源負(fù)極同一電極

/1——I

還原反應(yīng)：陰極*---1充電可充電放電廠負(fù)極：氧化反應(yīng)

氧化反應(yīng)：陽(yáng)極~?百也二正極:還原反應(yīng)

\----------------1

外接電源正極同一電極

\______________________________________________________/

訓(xùn)練(二十九)原電池和常見(jiàn)化學(xué)電源

4基礎(chǔ)性田若睡

1.(2021?河南平頂山質(zhì)檢)下圖是鹽橋中吸附有飽和KC1溶液的原電池示意圖。下列說(shuō)

法錯(cuò)誤的是()

8

CuSO4

溶液

甲乙

A.該原電池的負(fù)極反應(yīng)式為Cu—2屋=QJ2'

B.電子流向：Cu棒一鹽橋一Pt棒一電流表一Cu棒

C.甲燒杯中的c（NO；）逐漸減小

D.鹽橋中的K+移向甲燒杯

B［Cu比Pt活潑，則Cu作原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2

十,A項(xiàng)正確；電子只能在電極和導(dǎo)線中移動(dòng)，不能進(jìn)入電解質(zhì)溶液，故電子流向?yàn)镃u棒

一電流表fPt棒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Pt電極是正極，電極反應(yīng)式為NO；+4H++3e^=NOt+

2H2O,反應(yīng)消耗NO1,則甲燒杯中c（NO；）逐漸減小，C項(xiàng)正確；鹽橋中陽(yáng)離子向正極移

動(dòng)，則K+移向甲燒杯，D項(xiàng)正確。］

2.（2021?重慶南川中學(xué)檢測(cè)）有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述中正確的是（）

Pb（負(fù)極）

I.堿性鋅鎰電池II.鉛蓄電池

金屬外冗

鋅負(fù)極

氧化銀正極

Zn應(yīng)

浸有KOH溶液

ZnSO4(aq)的隔板

in.銅鋅原電池IV.銀鋅電池

A.I所示電池工作中，MnCh的作用是催化劑

B.II所示電池放電過(guò)程中，硫酸濃度不斷增大

C.III所示電池工作過(guò)程中，鹽橋中K+移向硫酸鋅溶液

D.IV所示電池放電過(guò)程中，Ag2O是氧化劑，電池工作過(guò)程中被還原為Ag

D［堿性鋅鎰電池中二氧化鎰為氧化劑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鉛蓄電池放電時(shí)電池反應(yīng)為Pb+

PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,H2sCU濃度減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng),

故鹽橋中K+移向硫酸銅溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該原電池中，正極上氧化銀得電子生成銀，所以

Ag?。作氧化劑，D項(xiàng)正確。］

3.（2021?廣東廣州六區(qū)聯(lián)考）某化學(xué)興趣小組利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2,

設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，下列說(shuō)法正確的是（）

A.Zn為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe3++e「=Fe2+

C.電子流動(dòng)方向?yàn)槭姌O一電流表一鋅電極

D.鹽橋中K+向ZnCL溶液移動(dòng)，C「向FeCb溶液移動(dòng)

B［由電池總反應(yīng)可知，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)生成ZnCb,則Zn為負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨

電極是正極，F(xiàn)e3+發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe2+,電極反應(yīng)式為Fe3++e—―Fe2+,B項(xiàng)正確；原

電池中電子由負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極，則電子流動(dòng)方向?yàn)殇\電極一電流表一石墨電極，C

項(xiàng)錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，故鹽橋中K+向FeCb溶液移動(dòng),

C「向ZnCb溶液移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

4.（2021.山東青島期初調(diào)研）我國(guó)某科研機(jī)構(gòu)研究表明，利用K2&2O7可實(shí)現(xiàn)含苯酚廢

水的有效處理，其工作原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

領(lǐng)

微

生

物

A.N為該電池的負(fù)極

B.該電池可以在高溫下使用

C.一段時(shí)間后，中間室中NaCl溶液的濃度減小

D.M的電極反應(yīng)式為C6H5OH+28e-+llH2O=6CO2+28H+

C［由圖中信息可知，N電極上CnO歹被還原生成Cr（OH）3,則N電極是正極，A項(xiàng)

錯(cuò)誤；該電池內(nèi)部有微生物參與，不能在高溫下使用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；左室產(chǎn)生H+由陽(yáng)離子交

+

換膜進(jìn)入中間室，右室產(chǎn)生OJT由陰離子交換膜進(jìn)入中間室，H+OH-=H2O,中間室中

NaCl溶液的濃度減小，C項(xiàng)正確；M極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,電極反應(yīng)式應(yīng)為

C6H5OH+IIH2O—28e-=6CCht+28H+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

⑨綜合性考查■

5.（2020?天津卷）熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電池

放.

反應(yīng)為2Na+xS充電Na2Sx（%=5?3,難溶于熔融硫）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

廣［/密封

下升不銹鋼容器

-二—Na-B-AlzOs固體

---熔融鈉

盟六熔融硫（含碳粉）

-c上Na+［:W：S：S：S：］2-Na+

A.Na2s4的電子式為............

B.放電時(shí)正極反應(yīng)為xS+2Na++2e-^=Na2Sx

C.Na和Na2sx分別為電池的負(fù)極和正極

D.該電池是以Naf-AbCh為隔膜的二次電池

C［A對(duì)，四硫化二鈉屬于離子化合物，其中硫達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其電子式為

Na+C：-S：-S：-S：-S：？NJ;B對(duì)，根據(jù)總反應(yīng)可知，S在正極發(fā)生反應(yīng)，電極反應(yīng)為

+

xS+2Na+2e-=Na2Sx；C錯(cuò)，電池正極是含碳粉的熔融硫；D對(duì)，因?yàn)樵撾姵乜梢猿潆姡?/p>

所以為二次電池，其中Naf-AbCh是隔膜，防止鈉與硫直接反應(yīng)。］

3+

6.（2021?天津?yàn)I海聯(lián)考）某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱相關(guān)資料知氧化性：Cr2Of>Fe,設(shè)

計(jì)了鹽橋式的原電池，如圖所示。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2s04溶液。下列敘述中正確的

是（）

領(lǐng)

，鹽橋

石墨三會(huì))石墨

（、三

F%S0,）3,K3Cr,O7,Cr2(SO4)3

FeSO,溶液匕工

稀H2so

甲乙4

A.甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應(yīng)

B.乙燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cr3++7H2O—6e-=Cr2。廣+14H+

C.外電路的電流方向?yàn)閺腷到a

D.電池工作時(shí)，鹽橋中的S01移向乙燒杯

C［甲燒杯中發(fā)生的反應(yīng)為Fe2+—-=Fe3+,為氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；乙燒杯中發(fā)生

還原反應(yīng)，得到電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a極為負(fù)極，b極為正極，外電路的電流由b-a,C項(xiàng)正

確；SOf向負(fù)極移動(dòng)，即移向甲燒杯，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

7.（2021?廣東深圳質(zhì)檢）JohnB.Goodenough是鋰離子電池正極材料鉆酸鋰的發(fā)明人。

某種鉆酸鋰電池的電解質(zhì)為L(zhǎng)iPFa放電過(guò)程反應(yīng)式為xLi+Li,xCoO2=LiCoO2,其工作原

理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

戶負(fù)載或電源巨

LiPF

Li6

混合LiCoO

石墨2

有機(jī)物

A.放電時(shí)，電子由R極流出，經(jīng)電解質(zhì)流向Q極

B.放電時(shí)，正極反應(yīng)式為無(wú)Li++Lii-xCoC）2+xe—^=LiCoO2

C.充電時(shí)，Q極與外加電源的負(fù)極相連

D.充電時(shí)，R極電極反應(yīng)為L(zhǎng)i+一屋一"

B［放電時(shí)，Li/石墨是負(fù)極，則電子由R極流出經(jīng)負(fù)載流向Q極，不能進(jìn)入電解質(zhì)，

A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，LiCoCh是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為xLi++LiiCoO2+xe-

=LiCoO2,B項(xiàng)正確；充電時(shí)，Q極是陽(yáng)極，與外加電源的正極相連，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí),

R極是陰極，Li+得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i++e-=Li,D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

⑨應(yīng)用性考查際運(yùn)踹

8.（2021?河南南陽(yáng)一中檢測(cè)）如圖所示裝