高考化学大一轮学考复习考点突破第六章第21讲原电池化学电源课件新人教版.ppt

第21讲原电池化学电源,第六章化学反应与能量,考纲要求1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。,考点一原电池的工作原理,微专题21新型电源及电极反应式的书写,考点二化学电源,内容索引,考能提升探究高考明确考向,课时作业,考点一原电池的工作原理,1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是。2.原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，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。,知识梳理,氧化还原反应,3.工作原理以锌铜原电池为例,(1)反应原理,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,氧化反应,还原反应,正,负,(2)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。,正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()(4)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生(),(5)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(),解题探究,题组一原电池的形成条件及正负极的判断1.有关电化学知识的描述正确的是A.CaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成C.从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池D.原电池工作时，正极表面一定有气泡产生,答案,2.在如图所示的8个装置中，属于原电池的是。,答案,3.(2017信阳质检)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,答案,解析,中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；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。,1.规避原电池工作原理的3个失分点(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。,2.判断原电池正、负极的5种方法,说明原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。,题组二应用原电池原理比较金属活动性强弱4.有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：(1)A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极，活动性；(2)C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C，活动性；(3)A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡，活动性；,AB,CD,AC,答案,答案,答案,(4)B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，活动性；(5)用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性。综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为。,答案,答案,DB,BE,ACDBE,5.(2016襄阳一模)有A、B、C、D四种金属，做如下实验：将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀；将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是A.ABCDB.CDABC.DABCD.ABDC,答案,解析,A与B用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，B不易腐蚀，说明B为原电池的正极，说明金属活动性：AB；A、D与等物质的量浓度的盐酸反应，D比A反应剧烈，说明金属活动性：DA；根据置换反应规律，Cu不能置换出B，说明金属活动性：BCu，Cu能置换出C，说明金属活动性：CuC。则四种金属活动性的排列顺序是DABC。,题组三聚焦“盐桥”原电池6.根据右图，下列判断中正确的是A.烧杯a中的溶液pH降低B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2,答案,解析,由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高；烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn2e=Zn2。,7.控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C.电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D.电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极,答案,解析,由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成Fe2被还原，I失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项，在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。,8.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,答案,解析,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，C2上发生：AsO2e2OH=AsOH2O，电子沿导线到C1棒，I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。,当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。,考点二化学电源,1.日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极反应：；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池一次电池负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：。,知识梳理,Zn2OH2e=Zn(OH)2,ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag,(3)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。放电时的反应a.负极反应：；b.正极反应：；c.总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充电时的反应a.阴极反应：；b.阳极反应：；c.总反应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。注可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。,Pb,PbO2,2.“高效、环境友好”的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。,2H24OH4e=4H2O,O24e4H=2H2O,1.可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？,答案,2.(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将(填“减小”、“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH。(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将(填“减小”、“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH。,减小,减小,减小,增大,答案,答案,解题探究,1.镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是A.充电时阳极反应：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的OH向正极移动,答案,解析,放电时Cd的化合价升高，Cd作负极，Ni的化合价降低，NiOOH作正极，则充电时Cd(OH)2作阴极，Ni(OH)2作阳极，电极反应式为Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，A项正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，B项错误；放电时负极电极反应式为Cd2OH2e=Cd(OH)2，Cd电极周围OH的浓度减小，C项错误；放电时OH向负极移动，D项错误。,2.有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应：H2CO2e=H2OCO2。下列说法正确的是A.电路中的电子经正极、熔融的K2CO3、负极后再到正极，形成闭合回路B.电池放电时，电池中CO的物质的量将逐渐减少C.正极反应为：2H2OO24e=4OHD.放电时CO向负极移动,答案,解析,电子不能通过熔融的K2CO3，故A项错误；该电池的正极反应为O24e2CO2=2CO，根据电子守恒，放电时负极消耗CO与正极生成CO的物质的量相等，电池中CO的物质的量不变，故B、C错误；放电时阴离子向负极移动，D项正确。,3.铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极板是惰性材料，电池总反应式为,请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时：正极的电极反应式是；电解液中H2SO4的浓度将变；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加g。,小,48,答案,解析,原电池里正极上得电子，负极上失电子。根据电池总反应式负极反应为,2mol96g1molm求得m48g。,(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成，B电极上生成，此时铅蓄电池的正极、负极的极性将。,答案,解析,Pb,PbO2,对换,电解池里与电源正极相连的电极(阳极)上失电子，与电源负极相连的电极(阴极)上得电子。则阳极反应为PbSO42H2O2e=PbO24HSO；阴极反应为PbSO42e=PbSO。根据图示，电解一段时间后，原PbO2极变成Pb，原Pb极变成PbO2，即铅蓄电池的正负极的极性对换。,可充电电池常考查内容(1)充、放电时电极的判断。(2)充、放电时电极反应及反应类型的判断。(3)充、放电时离子(外电路中电子的移动方向的判断)。(4)充、放电时电解质溶液离子浓度的变化，特别是酸、碱性的变化。,微专题21新型电源及电极反应式的书写,近几年高考中的新型电池种类繁多，“储氢电池”、“高铁电池”、“海洋电池”、“燃料电池”、“锂离子电池”等，这些新型电源常以选择题的形式呈现。解析这类考题，首先要理解常见的化学电源种类及原电池的工作原理，其次会判断正负电极或阴阳极，以及会书写电极反应式等。,1.电极反应式书写的一般步骤(类似氧化还原反应方程式的书写),2.已知总方程式，书写电极反应式(1)书写步骤步骤一：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时，可先写出较易的电极反应式，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。如：CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式：CH3OCH33O2=2CO23H2O正极：3O212H12e=6H2O负极：CH3OCH33H2O12e=2CO212H特别提醒简单电极反应中转移的电子数，必须与总方程式中转移的电子数相同。,3.氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结,负极,H22e=2H(酸作介质),H22e2OH=2H2O(碱作介质),H22eO2=H2O(熔融金属氧化物作介质),H22eCO=H2OCO2(熔融碳酸盐作介质),正极,O24e4H=2H2O(酸作介质),O24e2H2O=4OH(碱作介质),O24e=2O2(熔融金属氧化物作介质),O24e2CO2=2CO(熔融碳酸盐作介质),题组一判断正、负极，书写化学电源电极反应式1.LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为，发生的电极反应为。,答案,解析,锂,4Li4e=4Li,分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。负极材料为Li(还原剂)，4Li4e=4Li。,(2)电池正极发生的电极反应为。,答案,解析,2SOCl24e=4ClSSO2,正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。,2.MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgClMg=Mg22Ag2Cl试书写该电池的正、负极电极反应式。,答案,负极：Mg2e=Mg2正极：2AgCl2e=2Ag2Cl,3.铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3；负极：；正极：。,答案,4Al12e=4Al3,3O26H2O12e=12OH,题组二“一池多变”的燃料电池4.以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：；正极：；总反应式：。,答案,CH48e2H2O=CO28H,2O28e8H=4H2O,CH42O2=CO22H2O,(2)碱性介质(如KOH)负极：；正极：；总反应式：。,答案,2O28e4H2O=8OH,(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极：；正极：；总反应式：。,CH48e4O2=CO22H2O,2O28e=4O2,CH42O2=CO22H2O,答案,(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：；正极：；总反应式：。,答案,CH42O2=CO22H2O,题组三根据图示理解新型电源工作原理5.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是A.正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B.放电过程中，Li向负极移动C.每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPbD.常温时，在正负极间接上电流表，指针不偏转,答案,解析,正极发生还原反应，故为PbSO42e=PbSO，A项错误；放电过程为原电池，阳离子向正极移动，B项错误；每转移0.1mol电子，生成0.05molPb，质量为10.35g，C项错误；常温下，电解质不能熔化，不能形成原电池，故指针不偏转，D项正确。,6.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是A.反应CH4H2O3H2CO，每消耗1molCH4转移12mol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B电极移动D.电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO,答案,解析,A项，则该反应中每消耗1molCH4转移6mol电子，错误；B项，该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H22eCO=CO2H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为O24e2CO2=2CO，正确。,7.一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6molL1的KOH溶液。(1)写出放电时的正、负极电极反应式。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式。,答案,负极：H22e2OH=2H2O；正极：2NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH)22OH。,阴极：2H2O2e=H22OH；阳极：2Ni(OH)22OH2e=2NiO(OH)2H2O。,答案,8.锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：,(1)外电路的电流方向是由(填字母，下同)极流向极。,结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是ba。,答案,解析,b,a,(2)电池正极反应式为。,根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2eLi=LiMnO2。,MnO2eLi=LiMnO2,(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？(填“是”或“否”)，原因是。,否,电极Li是活泼金属，能与水反应,因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。,答案,解析,答案,解析,考能提升,探究高考明确考向,1.(2016全国卷，11)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,答案,解析,1,2,3,4,5,根据题意，Mg海水AgCl电池总反应式为Mg2AgCl=MgCl22Ag。A项，负极反应式为Mg2e=Mg2，正确；B项，正极反应式为2AgCl2e=2Cl2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2，正确。,1,2,3,4,5,2.(2016全国卷，11)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2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况),答案,解析,1,2,3,4,5,A项，充电时，电解质溶液中K向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应方程式为2Zn(OH)2ZnO24OH2H2O，所以电解质溶液中c(OH)逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2将与OH结合生成Zn(OH)，正确；D项，O24e，故电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，在标准状况时体积为11.2L，错误。,1,2,3,4,5,3.(2015全国卷，11)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,答案,解析,1,2,3,4,5,由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H离子通过，则正极反应为O24e4H=2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。,1,2,3,4,5,4.(2015天津理综，4)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,1,2,3,4,5,答案,解析,A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO)不变，错误；C项，在乙池中Cu22e=Cu，同时甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2)M(Cu2)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2通过阳离子交换膜移向正极，保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。,1,2,3,4,5,5.(2014新课标全国卷，12)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是A.a为电池的正极B.电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC.放电时，a极锂的化合价发生变化D.放电时，溶液中Li从b向a迁移,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,图示所给出的是原电池装置。A项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，正确；B项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，正确；C项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，不正确；D项，放电时为原电池，锂离子应向正极(a极)迁移，正确。,课时作业,1.下面4种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,答案,解析,A项，通空气的电极作正极，正极反应式：O24e=2O2，不符合题意；B项，通入氧气的一极作正极，电解质溶液是碱性溶液，电极反应式：O22H2O4e=4OH，不符合题意；C项，通入空气的一极作正极，电解质传递H，正极反应式：O24H4e=2H2O，符合题意；D项，通入氧气一极作正极，依据电池内部传递CO，正极反应式：O22CO24e=2CO，不符合题意。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,2.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：N2H44OH4e=N24H2OC.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,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,根据装置图可知，通入空气的一极是正极，发生还原反应，通入肼的一极是负极，发生氧化反应，电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，故A正确；负极是肼失去电子生成氮气的反应，结合电解质溶液，所以电极反应式是N2H44OH4e=N24H2O，故B正确；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，C正确；放电时K从负极向正极迁移，但负极中结合氢氧根离子，正极产生氢氧根离子，所以需选用氢氧根离子交换膜。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,3.(2016信阳高三模拟)化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示，下列关于描述正确的是A.电池工作时H移向负极B.该电池用的电解质溶液是KOH溶液C.甲电极反应式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26HD.电池工作时，理论每净化1molCO(NH2)2，消耗33.6LO2,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A项，原电池中阳离子向正极移动，则电池工作时H移向正极，错误；B项，该原电池是酸性电解质，质子交换膜只允许氢离子通过，错误；C项，负极上是CO(NH2)2失电子生成二氧化碳和氮气，则负极反应式：CO(NH2)2H2O6e=CO2N26H，正确；D项，电池的总反应式：2CO(NH2)23O2=2CO22N24H2O，每净化1molCO(NH2)2，消耗1.5molO2，则在标准状况下氧气为33.6L，由于没说明是标准状况，所以氧气的体积不能求算，错误。,4.乙烯催化氧化成乙醛可设计成如下图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应：2CH2=CH2O22CH3CHO。下列有关说法正确的是A.该电池为可充电电池B.每有0.1molO2反应，则迁移H0.4molC.正极反应式：CH2=CH22e2OH=CH3CHOH2OD.电子移动方向：电极a磷酸溶液电极b,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A项，充电时，不能生成乙烯和氧气，不是充电电池，错误；B项，通入氧气的一极是正极，发生的反应是O24H4e=2H2O，所以每有0.1molO2反应，则迁移H0.4mol，正确；C项，正极发生还原反应，电极反应是O24H4e=2H2O，错误；D项，a极通入乙烯，是电池的负极，b极通入氧气，是电池的正极，电子从负极经外电路流向正极，不会通过磷酸溶液，错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,5.“神舟7号”宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCPC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾，已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为H2CO2e=CO2H2O，则下列推断中，正确的是A.电池工作时，CO向负极移动B.电池放电时，外电路电子由通氧气的正极流向通氢气的负极C.正极的电极反应：4OH4e=O22H2OD.通氧气的电极为阳极，发生氧化反应,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A项，电池放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以CO向负极移动，正确；B项，原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极，错误；C项，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O22CO24e=2CO，错误；D项，燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，所以该燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，错误。,6.目前科学家已开发出一种新型燃料电池固体氧化物电池，该电池用辛烷(C8H18)作燃料，电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子，下列说法正确的是A.电池工作时，氧气发生氧化反应B.电池负极的电极反应：O22H2O4e=4OHC.电池负极的电极反应：C8H1825O250e=8CO29H2OD.若消耗的O2为11.2L(标准状况)，则电池中有1mol电子发生转移,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A项，该电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，错误；B项，负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C8H1825O250e=8CO29H2O，错误；C项，负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应，电极反应为C8H1825O250e=8CO29H2O，正确；D项，标况下11.2L氧气的物质的量为0.5mol，根据O24e=2O2，当消耗0.5mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍，所以转移电子的物质的量为2mol，错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,7.如图所示，装置()是一种可充电电池的示意图，装置()为电解池的示意图；装置()的离子交换膜只允许Na通过。已知电池充、放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr。当闭合开关K时，X极附近溶液先变红色。下列说法中正确的是A.闭合K时，装置()中Na从右到左通过离子交换膜B.闭合K时，A电极的电极反应为NaBr32Na2e=3NaBrC.闭合K时，X电极的电极反应式为2Cl2e=Cl2D.闭合K时，当有0.1molNa通过离子交换膜，则X电极上析出气体在标准状况下的体积为1.12L,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A为负极，B为正极，阳离子移向原电池正极，所以Na从左到右通过离子交换膜，故A错误；A为负极，负极发生氧化反应，A电极的电极反应式：2Na2S22e=Na2S42Na，故B错误；X为阴极，发生还原反应，X极附近溶液先变红色，X电极的电极反应式为2H2e=H2，故C错误；当有0.1molNa通过离子交换膜，说明有0.1mol的电子转移，X电极上析出氢气0.05mol，故D正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,8.大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池(NiMH电池)正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确的是A.放电电池内部H向负极移动B.充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连C.充电时阳极反应为Ni(OH)2OHe=NiOOHH2OD.放电时负极的电极反应式为MHnne=MnH,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A项，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，错误；B项，充电时电池的负极要接电源的负极，电池的正极要接电源的正极，错误；C项，根据电池工作原理图，电池正极的电极反应式：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，充电是电解池，发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的，即阳极电极反应式：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O，正确；D项，该电池的环境是碱性环境，不能有大量H存在，电极反应式：MHnnOHne=MnH2O，错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,9.蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法中正确的是A.放电时电解质溶液显强酸性B.充电时阳极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2OC.放电时正极附近溶液pH减小D.充电时阴极附近溶液的碱性保持不变,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,方程式有氢氧化物生成，所以电解质溶液一定是碱性的，A错误；充电时Ni(OH)2在阳极发生反应生成NiO2，电极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2O，B正确；放电时正极的反应为NiO22H2O2e=Ni(OH)22OH，有OH生成，溶液碱性增强，pH增大，C错误；D项，充电时阴极反应：Fe(OH)22e=Fe2OH，溶液的碱性增强，D错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,10.(2017贵州高三质检)铁镍蓄电池充放电时的总反应：FeNi2O33H2OFe(OH)22Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB.电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A项，根据方程式可知，生成物是氢氧化亚铁和氢氧化镍，则电池的电解液为碱性溶液，原电池中正极得到电子，则根据方程式可知正极为Ni2O3、负极为Fe，正确；B项，电池放电时，负极铁失去电子转化为氢氧化亚铁，电极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2，正确；C项，电池充电过程中，阴极是氢氧化亚铁得到电子转化为铁和氢氧根离子，因此阴极附近溶液的pH升高，错误；D项，电池充电时，阳极失去电子，根据方程式可知该是氢氧化镍失去电子转化为Ni2O3，即电极反应式为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,11.高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，充放电时的总反应式为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。下列叙述正确的是A.放电时，负极反应式为3Zn6e6OH=3Zn(OH)2B.放电时，正极区溶液的pH减小C.充电时，每转移3mol电子，阳极有1molFe(OH)3被还原D.充电时，电池的锌电极接电源的正极,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A项，根据总方程式可知，在放电时，负极反应为3Zn6e6OH=3Zn(OH)2，正确；B项，放电时，正极区不断消耗水，产生OH，所以溶液的pH增大，错误；C项，充电时，每转移3mol电子，阳极有1molFe(OH)3被氧化，错误；D项，充电时，电池的锌电极接电源的负极，错误。,12.(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，理论消耗Zng(已知F96500Cmol1)。,0.2,答案,解析,放电时高铁酸钾为正极，正极发生还原反应，电极反应式为FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为11060965000.0062176mol。理论消耗Zn的质量0.0062176mol2650.2g(已知F96500Cmol1)。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向(填“左”或“右”)移动。,答案,解析,电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,右,左,图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有。,答案,解析,图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,使用时间长、工作电压稳定,(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示，电池正极的电极反应式是，A是。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,氯化铵,该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为N28H6e=2NH，氨气与HCl反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如下图所示。该电池中O2可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2的移动方向(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,从b到a,COO22e=CO2,工作时电极b作正极，O2由电极b移向电极a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应，电极反应式为COO22e=CO2。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,13.(1)某研究性学习小组为探究Fe3与Ag反应，进行如下实验