2020届高考化学总复习专题六第二单元原电池化学电源教案苏教版.docx

第二单元原电池化学电源教材基础自热身1原电池(1)概念：原电池是把化学能转化为能的装置。(2)构成条件能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活动性强的金属与电解质溶液反应)。活动性不同的两电极(金属或石墨)。形成闭合回路。形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中。2原电池的工作原理图甲和图乙是铜锌原电池装置示意图。说明(1)图乙盐桥中通常装有含琼脂的KCl饱和溶液。(2)盐桥的作用：使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；平衡电荷；提高电池效率。电极名称负极正极电极材料Zn片Cu片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn片沿导线流向Cu片3原电池工作时导电粒子流向(如图)电子流向(外电路)：负极导线正极(电流方向与电子流向相反)。离子流向(内电路)：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。注意无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。知能深化扫盲点1一般情况下，常采用以下方法判断原电池的正极和负极判断方法负极正极电极材料较活泼金属较不活泼金属或石墨通入物通入还原剂的电极通入氧化剂的电极两极反应类型发生氧化反应的电极发生还原反应的电极电子流向(或电流方向)电子流出的电极(或电流流入的电极)电子流入的电极(或电流流出的电极)离子流向阴离子流向的电极阳离子流向的电极电极质量变化质量减小的电极质量增加的电极有无气泡有气泡产生的电极2特殊情况(1)金属的活动性受所处环境的影响。如Mg、Al的活动性：在中性或酸性溶液中活动性：MgAl；而在碱性溶液中，Al可以与OH反应，而Mg不反应，所以Mg与Al用导线连接后放入NaOH溶液中，Al是负极，Mg是正极。(2)Fe、Cu相连，浸入稀HNO3中，Fe作负极；浸在浓HNO3中，Cu作负极(Fe发生钝化)。对点练1分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是() A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2解析：选B中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子作负极；中Fe在浓HNO3中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，则Fe作正极，A、C错误；中电池总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错误。1一般电极反应式的书写(1)书写步骤 (2)常见介质常见介质注意事项中性溶液反应物若是H得电子或OH失电子，则H或OH均来自于水的电离酸性溶液反应物或生成物中均没有OH碱性溶液反应物或生成物中均没有H水溶液不能出现O22用总反应式书写电极反应式(1)书写三步骤步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne)。步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。步骤三：写电极反应式。负极反应：还原剂ne=氧化产物正极反应：氧化剂ne=还原产物(2)书写技巧若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。对点练2(1)有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂作电极，在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧的反应，则负极、正极的电极反应式为_。(2)CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式：CH3OCH33O2=2CO23H2O，则正极、负极的电极反应式为_。解析：(1)CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4CO2，生成的CO2与KOH反应生成K2CO3，碳元素的化合价升高，失去电子，即CH4在负极上发生氧化反应，电极反应式为CH410OH8e=CO7H2O；O2在正极上发生还原反应，得到电子，电极反应式为O22H2O4e=4OH。(2)得到电子的O2为正极，还原产物为H2O，正极反应式为3O212H12e=6H2O，失去电子的CH3OCH3为负极，氧化产物为CO2，CH3OCH32CO2，需要H2O提供O原子，负极反应式为CH3OCH33H2O12e=2CO212H，负极反应式也可以由总反应式减去正极反应式。答案：(1)负极：CH410OH8e=CO7H2O正极：O22H2O4e=4OH(2)正极：3O212H12e=6H2O负极：CH3OCH33H2O12e=2CO212H题点全练过高考题点一原电池的工作原理1有关下图所示原电池的叙述不正确的是()A电子沿导线由Cu片流向Ag片B正极的电极反应式是Age=AgCCu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应D反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液解析：选DA项，该装置是原电池，铜作负极，银作正极，电子从铜片沿导线流向银片，正确； B项，正极电极反应式为Age=Ag，正确； C项，铜片上失电子发生氧化反应，银片上得电子发生还原反应，正确； D项，原电池工作时，电解质溶液以及盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以反应时盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液，错误。2锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选CA项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的c(SO)基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn2e=Zn2，乙池反应为Cu22e=Cu，甲池中Zn2会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2为65 g，溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜。题点二原电池电极反应式的书写3.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 左右时供电，电池总反应为C2H5OH3O2=2CO23H2O，电池示意图如下所示。下列说法中正确的是()A电池工作时，质子向电池的负极迁移B电池工作时，电子由b极沿导线流向a极Ca极上发生的电极反应是C2H5OH3H2O12e=2CO212HDb极上发生的电极反应是4HO24e=2H2O解析：选D原电池中，阳离子向正极移动，所以质子向电池的正极迁移，故A错误；电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，在该电池中由a极沿导线流向b极，故B错误；a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO2和H，电极反应式为C2H5OH3H2O12e=2CO212H，故C错误；b极氧气得到电子被还原，电极反应式为4HO24e=2H2O，故D正确。4(1)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO的反应原理如图所示。作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。(2)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图所示：Pt电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)。写出NiO电极的电极反应式：_。答案：(1)铁NO8e10H=NH3H2O(2)还原NOO22e=NO2比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或可导电的非金属)作正极。如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：AB。对点练1M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()APMNEBENMPCPNMEDEPMN解析：选A由知，金属活动性：MN；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：PM；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：NE。加快化学反应速率由于形成原电池，而使氧化还原反应速率加快。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快化学反应速率。对点练2一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是()A加入少量稀NaOH溶液B加入少量CH3COONa固体C加入少量NH4HSO4固体D加入少量CuSO4溶液解析：选DA中加入NaOH溶液，消耗盐酸，H2的生成量会减少，错误；B中加入CH3COONa固体，在溶液中电离出CH3COO会结合H，生成醋酸，减慢反应速率，错误；C中加入NH4HSO4固体，增加了H的量，生成的H2会增多，错误；D中加入少量CuSO4溶液，Zn置换出少量Cu附着在锌表面，形成原电池可以加快反应速率，并且不影响H2的生成量，正确。用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。对点练3.利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。(1)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。(2)若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。解析：铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极。故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。答案：(1)N(2)牺牲阳极的阴极保护法设计原电池实例：根据Cu2Ag=Cu22Ag设计电池：对点练4某校化学兴趣小组进行探究性活动，将氧化还原反应：2Fe32I 2Fe2I2，设计成盐桥原电池。提供的试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其他用品任选。请回答下列问题：(1)请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料、电极名称及电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极反应式为_。(3)反应达到平衡时，外电路导线中_(填“有”或“无”)电流通过。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为_(填“正”或“负”)极。解析：(1)先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负极区电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，I失电子。(3)反应达到平衡时，无电子流动，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时FeCl2溶液失电子，正极变成负极。答案：(1)如图：(2)2I2e=I2(3)无(4)负教材基础自热身1一次电池(1)碱性锌锰干电池正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。2二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是，正极材料是PbO2。(1)放电时的反应负极：Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)(氧化反应)。正极：PbO2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)(还原反应)。总反应：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)。(2)充电时的反应阴极：PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)(还原反应)。阳极：PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO(aq)(氧化反应)。总反应：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)。3燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O知能深化扫盲点第一步：写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。第二步：写出电池的正极反应式根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H4e=2H2O。(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH。(3)固体电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O24e=2O2。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=2CO。第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式电池反应的总反应式电池正极反应式电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。对点练1写出不同环境下的甲烷燃料电池的正负极的电极反应式和总反应式。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_。(2)碱性介质(如KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极：_；正极：_；总反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：_；正极：_；总反应式：_。答案：(1)负极：CH48e2H2O=CO28H正极：2O28e8H=4H2O总反应式：CH42O2=CO22H2O(2)负极：CH48e10OH=CO7H2O正极：2O28e4H2O=8OH总反应式：CH42O22OH=CO3H2O(3)负极：CH48e4O2=CO22H2O正极：2O28e=4O2总反应式：CH42O2=CO22H2O(4)负极：CH48e4CO=5CO22H2O正极：2O28e4CO2=4CO总反应式：CH42O2=CO22H2O1可充电电池(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。首先应分清电池是放电还是充电。再判断出正、负极或阴、阳极。放电：阳离子正极，阴离子负极；充电：阳离子阴极，阴离子阳极；总之：阳离子发生还原反应的电极；阴离子发生氧化反应的电极。2离子交换膜电池离子交换膜是一种含离子基团的，对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。(1)膜的功能：使阴、阳离子选择性定向移动，使电解质溶液的电荷守恒。(2)类型：阳离子交换膜：只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。阴离子交换膜：只允许阴离子通过，阻止阳离子和气体通过。质子交换膜：只允许质子(H)通过。(3)作用：隔离某些物质，防止副反应，常用于物质的制备、分离和提纯。对点练2(2018江淮十校联考)LiFePO4电池广泛用于电动车。电池反应：FePO4LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li导电固体为电解质。下列说法正确的是()选项放电过程充电过程ALi向电池的正极迁移化学能转化成电能B可以加入磷酸以提高电解质的导电率阳极的电极反应式为LiFePO4e=FePO4LiC若正极增加7 g，则有NA个电子经电解质由负极流向正极阳极材料的质量不断减少D若有n mol Li迁移，则理论上负极失去 n mol 电子阴极的电极反应式为Lie=Li解析：选DA项，充电过程是电能转化为化学能的过程，错误；B项，Li属于活泼金属，加入磷酸，Li会与磷酸反应，错误；C项，根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电子不通过电解质，错误；D项，负极反应式为Lie=Li，迁移n mol Li，说明通过的电子物质的量为n mol，即Li失去电子n mol，充电时，电池的负极接电源的负极，即阴极反应式为Lie=Li，正确。3利用反应6NO28NH3=7N212H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是()A电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C电极A极反应式为2NH36e=N26HD当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 mol解析：选C电极反应式为负极：8NH324e24OH=4N224H2O，正极：6NO224e12H2O=3N224OH，因为为碱性介质，所以应选用阴离子交换膜；C项，应生成H2O，错误；D项，根据正极反应式转移电子为24 mol0.8 mol。题点全练过高考题点一燃料电池1(2015江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO解析：选DA选项，CH4中的C为4价，CO中的C为2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗 1 mol CH4失去6 mol电子，错误；B选项，熔融盐中没有OH，因此OH不能参与电极反应，电极反应式应为H2CO2CO4e=3CO2H2O，错误；C选项，2CO应向负极移动，即向电极A移动，错误；D选项，电极B上O2得电子和CO2结合生成CO，正确。2新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示，(已知NaBH4中H为1价)，有关该电池的说法正确的是()A电极B材料中含MnO2层，MnO2可增强导电性B电池负极区的电极反应：BH8OH8e=BO6H2OC放电过程中，Na从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为6NA个解析：选BA项，电极B采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH，MnO2既作电极材料又有催化作用，错误；B项，负极发生氧化反应，电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，正确；C项，放电时， Na向正极移动，错误；D项，在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA，错误。题点二可逆电池3某充电电池如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性，充电时左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。下列叙述正确的是()A放电时，a极是电池的负极B充电时，a极的电极反应式为VO2He=VO2H2OC氧化性：VOV3D放电时，H从左槽迁移进右槽解析：选C根据题意，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色，说明该电极反应失电子，所以a是阳极，则b是阴极。A项，根据上述分析，充电时，a是阳极，b是阴极，则放电时，a极是电池的正极，错误；B项，充电时，a极为阳极，发生氧化反应，a极的反应式应为VO2eH2O=VO2H，错误；C项，放电时，负极反应为V2eV3，正极反应为VO2He=VO2H2O，总反应为V2VO2H=VO2H2OV3，因此氧化性：VOV3，正确；D项，放电时，a极是原电池正极，b极是原电池负极，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以H移向左槽，错误。4全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，该电池性能优良，其电池总反应为V3VO2H2OVO2HV2。下列叙述正确的是()A放电过程中电解质溶液中阴离子移向正极 B放电时每转移0.5 mol电子，负极有0.5 mol V2被氧化C充电时阳极附近溶液的酸性减弱D充电时阳极反应式为VO2He=VO2H2O解析：选B放电时发生的反应为VO2HV2=V3VO2H2O，阴离子移向负极，A错误；负极V2被氧化成V3，每转移0.5 mol电子，负极有0.5 mol V2被氧化，B正确；充电时的总反应为V3VO2H2O = VO2HV2，阳极反应为VO2H2Oe = VO2H，阳极附近溶液的酸性增强，C、D错误。题点三膜电池5.如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量监测与控制的功能，下列有关说法正确的是()A电流由呼气所在的铂电极流出BH通过质子交换膜流向氧气所在的铂电极C电路中流过2 mol电子时，消耗11.2 L O2D该电池的负极反应为CH3CH2OH3H2O12e=2CO212H解析：选B呼气所在电极发生乙醇转化为醋酸的反应，故为负极，而电流由正极流出，A项错误；H通过质子交换膜流向正极(氧气所在的铂电极)，B项正确；正极反应为O24e4H=2H2O，电路中流过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，在标准状况下体积为11.2 L，但题中未指明是否为标准状况，C项错误；该电池的负极反应为CH3CH2OHH2O4e=CH3COOH4H，D项错误。6科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。下列关于该电池叙述错误的是()A电池工作时，是将太阳能转化为电能B铜电极为正极，电极反应式为CO28e8H=CH42H2OC电池内部H透过质子交换膜从左向右移动D为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硝酸溶液解析：选DA项，根据图示可知，该装置将太阳能转化为电能，正确；B项，根据电子流向知，Cu是正极，正极上CO2得电子和H反应生成甲烷，电极反应式为CO28e8H=CH42H2O，正确；C项，放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的H由左向右移动，正确；D项，可向装置中加入少量的酸作电解质，由于硝酸易挥发，生成的甲烷中会混有HNO3气体，应加入硫酸，错误。课堂真题集训明考向1(2016江苏高考节选)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O转化为Cr3，其电极反应式为_。解析：由题意知，正极上Cr2O得电子生成Cr3，其电极反应式为Cr2O6e 14H=2Cr37H2O。答案：Cr2O6e14H=2Cr37H2O2(2013江苏高考)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。该电池工作时，下列说法正确的是()AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正极移动解析：选C根据题意可知电池的总反应为MgH2O22H=Mg22H2O。Mg电极是该电池的负极，A错误。H2O2在正极发生还原反应，B错误。石墨电极的电极反应式为H2O22H2e=2H2O，由于水电离出的H不断被消耗，所以该电极附近溶液的pH增大，C正确。在原电池中，阴离子Cl向负极移动，D错误。3(2017全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是( )A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多解析：选D 原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2，其中可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。4(2016全国卷)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：选BMgAgCl电池的电极反应：负极Mg2e=Mg2，正极2AgCl2e=2Ag2Cl，A项正确，B项错误；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确；Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。5(2016全国卷)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析：选CA项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动；B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大；C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)；D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。6(双选)(2016海南高考)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是()AZn为电池的负极B正极反应式为2FeO10H6e=Fe2O35H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时OH向负极迁移解析：选ADA根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；B.KOH 溶液为电解质溶液，则正极电极方程式为2FeO6e8H2O =2Fe(OH)310OH，错误；C.由电池总反应式3Zn2K2FeO48H2O=3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH可得，电解质溶液浓度变大，错误；D.电池工作时阴离子OH向负极迁移，正确。7(2016浙江高考)金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4MnO22nH2O=4M(OH)n已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)nD在Mg空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析：选C金属M失电子作负极，由总反应式4MnO22nH2O=4M(OH)n推出正极反应物是O2。多孔电极主要是增大接触面积，有利于气体的扩散与反应，A项正确；单位质量释放电能最大也就是转移电子数最多，转移相同电子数所需Al的质量最小，也就是理论比能量最高，B项正确；中间是阴离子交换膜，所以Mn不会转移到正极参与反应，正极反应式应为O22H2O4e=4OH，C项错误；Mg空气电池中，容易在负极生成Mg(OH)2沉淀，采用阳离子交换膜，则Mg2转移到正极反应生成沉淀，同时负极区不能显碱性，D项正确。8(2015全国卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O解析：选A图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O24e4H=2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，负极上有CO2产生，故A不正确；B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确；C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确；D.正极的电极反应式为6O224e24H12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，故D正确。课下能力测评查缺漏1原电池中，B极逐渐变粗，A极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的()AA是Zn，B是Cu，C为稀硫酸BA是Cu，B是Zn，C为稀硫酸CA是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液DA是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液解析：选C在原电池中，一般活泼金属作负极，失去电子发生氧化反应(金属被氧化)而逐渐溶解(或质量减轻)；不活泼金属(或导电的非金属)作正极，发生还原反应有金属析出(质量增加)或有气体放出；依据题意可知A为负极、B为正极，即活泼性A大于B，且A能从电解质溶液中置换出金属单质。所以，只有C选项符合题意。2镁次氯酸盐燃料电池，具有比能量高、安全方便等优点。该电池的正极反应式为ClOH2O2e=Cl2OH，关于该电池的叙述正确的是()A该电池中镁为负极，发生还原反应B电池工作时，OH向正极移动C该电池的总反应为MgClOH2O=Mg(OH)2ClD电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小解析：选C次氯酸盐在正极发生反应，则Mg为负极，发生氧化反应，A项错误；电池工作时，阴离子向负极移动，B项错误；负极反应式为Mg2e2OH=Mg(OH)2，将正、负极反应式相加可得总反应，C项正确；根据正极反应式可知，电池工作时，正极周围溶液的c(OH)增大，pH将增大，D项错误。3由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受人欢迎。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是()Aa处通入氧气，b处通入氢气B该装置中只涉及两种形式的能量转化C电池正极电极反应式为O22H2O4e=4OHDP型半导体连接的是电池负极解析：选C根据电子移向，a处应通H2，b处应通O2，A错误；在该装置中化学能转化为电能，电能转化为光能、热能等，B错误；P型半导体连接的是电池正极，D错误。4一种新型钠硫电池结构示意图如图，下列有关该电池的说法正确的是()AB极中填充多孔的炭或石墨毡，目的是为了增加导电性B电池放电时，A极电极反应为2NaxS2e=Na2SxC电池放电时，Na向电极A极移动D电池放电的总反应为2NaxS=Na2Sx，每消耗1 mol Na 转移2 mol电子解析：选A根据图可知，放电时，Na发生氧化反应，所以A作负极，B作正极，负极反应式为2Na2e=2Na，正极反应式为xS2e=S，充电时A为阴极，B为阳极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，放电时，电解质中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；B极中填充多孔的炭或石墨毡，目的是为了增加导电性，A正确；放电时，A为负极，电极反应为2Na2e=2Na，B错误；放电时，Na向正极移动，即由A向B移动，C错误；由电池放电的总反应知，每消耗1 mol Na转移1 mol电子，D错误。5肼(N2H4)空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的KOH溶液。下列说法中，不正确的是()A该电池放电时，通入肼的一极为负极B电池每释放1 mol N2转移的电子数为4NAC通入空气的一极的电极反应式是O22H2O4e=4OHD电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将不变解析：选D该电池中肼是燃料，在负极通入，A正确；肼中氮元素的化合价是2价，氧化产物是N2，负极反应为N2H44OH4e=4H2ON2，所以每释放1 mol N2 转移的电子数为4NA ，B正确；通入空气的一极为正极，正极上O2发生还原反应，反应式是O22H2O4e=4OH，C正确；电池总反应为N2H4O2=N22H2O，反应生成水，溶液浓度降低，电解质溶液的pH将降低，D错误。6某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是()Ab电极上发生还原反应B外电路电子的流向是从a到bC电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯Da电极上发生的反应为MnO8H5e=Mn24H2O解析：选D根据化学方程式和图示判断，b极是FeSO4发生氧化反应，为负极，A错误；b为负极，a为正极，电子从b流向a，B错误；盐桥中的SO移向乙烧杯，C错误；a极上发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为MnO8H5e=Mn24H2O，D正确。7下图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2作正极D乙组操作时，C1上发生的电极反应为I22e=2I解析：选D装置中的反应，AsO2I2HAsOI2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置B烧杯中加入NaOH溶液中，AsO2eH2O=AsO2H，电子沿导线到C1棒，I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。8.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li