2025年高考化学全国一轮复习：原电池及其应用

第19讲原电池及其应用

备考导航

1.能辨识简单原电池的构成要素，从氧化还原反应的角度认识原电池的

工作原理，能举出化学能转化为电能的实例。

2.了解常见化学电源的工作原理，能写出电极反应式和总反应式。

复习3.了解燃料电池的应用。体会研制新型电池的重要性。

目标4.掌握离子交换膜的三个作用：平衡电荷、避免两极产物反应、形成浓

差电池。

5.了解金属发生电化学腐蚀的本质、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀

的措施。

从近几年高考来看，电化学知识属于高考必考内容。

1.由于能源问题是社会热点，要关注新型电池。

2.着重原电池电极的判断及电极反应方程式的书写（要注意溶液的酸、碱

复习

性关系）；掌握电子、电流的和离子流动方向，以及电极反应对电解质溶

策略

液浓度的影响。

3.要关注各种新型燃料电池的电极反应。

4.注意离子交换膜的作用及应用。尤其要注意浓差电池的原理。

修《点|~

熟记.---------.―^化学电源-----------------次电池

0工皿—_________

电极反应^--------------------------------

网络........-^金属的腐蚀与防护

［电池反应］-------

问题1原电池正、负极判断方法有哪些？

【答案】（1）由原电池的电极材料判断：如果两极是由活动性不同的金

属作电极，一般情况下相对活泼的金属是负极，活动性较弱的金属是正极

（要注意特殊条件，如Mg—Al—NaOH电池，Al是负极；ALCu一浓硝

课刖

酸电池，Cu是负极）；如果两个电极是由金属和非金属导体（或金属氧化物

思考

导体）作电极，金属是负极，非金属导体（或金属氧化物导体）是正极。（2）根

据氧化还原反应判断：发生氧化反应的电极为负极；发生还原反应的电极

为正极。（3）根据电子或电流的流向判断：电子流出或电流流入的电极为

负极，反之为正极。（4）根据原电池里电解质溶液中离子的流动方向判断：

阳离子移向的电极为正极，阴离子移向的电极为负极。(5)根据原电池的

两极发生的现象判断：一般溶解或质量减轻的电极为负极，有气体生成或

金属析出的电极为正极。

问题2分别写出酸性和碱性氢氧燃料电池的电极反应式：

氢氧燃料

电池总反应：2H2+O2=2H2O

电池

电极负极反应式正极反应式

—-++-

酸性电池H22e=2HO2+4H+4e=2H2O

碱性电池H2+2OH-—2为=2氏00,+2H，0+4e-=4OH"

课前8min

1.判断正误(正确的画“J”，错误的画“X”)。

(1)(2018・江苏卷)氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能(x)

+

(2)图1所示装置中石墨电极反应：O2+4H+4e-=2H2O(x)

图1图2

-

(3)(2019・江苏卷)氢氧燃料电池的负极反应：02+2H2O+4e=4OH-(x)

(4)(2019・江苏卷)常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2)转移

电子的数目为6.02X1023(X)

-+

(5)(2020・海南卷)图2中a电极的反应式为O2+4e-4H=2H2O(x)

(6)(2021•浙江卷6月)将生铁进一步炼制，减少含碳量，能得到耐腐蚀的钢(J)

(7)(2023•武汉武昌5月)铅酸蓄电池的正极质量增加3.2g时，电路中通过的

电子数目为01NA(

(8)(2023•湛江二模)铜和银在任何条件下都不能形成原电池(x)

(9)(2023•深圳二调)将铁钉浸没在NaCl溶液中可验证铁的析氢腐蚀(x)

(10)(2023•武汉4月模拟)青铜中的锡会加快铜腐蚀(x)

(11)(2022•江苏卷)铅蓄电池放电时的正极反应：Pb-2e-+SOF=PbSO4(x)

(12)(2023・安徽师大附中)电热水器用镁棒防止内胆腐蚀是牺牲阳极法(J)

(13)铅蓄电池放电时Pb是负极，PbCh是正极；充电时外电源的正极与PbO2

相连接(J)

2.(2023•福建漳州一模)甲烷燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，该电池工作原

理如图所示。下列说法错误的是(B)

co2

H,0

A,电池工作时，COM向通入a的一极迁移

B.通入a的一极为原电池的负极，发生还原反应

-

C.正极上的电极反应式为O2+2CO2+4e=2COr

D.标准状况下，消耗22.4LCH4转移的电子数目为8NA

【解析】该电池为原电池，甲烷为燃料，通入a的一极为原电池的负极，负

极发生氧化反应，B错误。

3.(2023・安徽合肥一模)某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如

图所示。下列叙述正确的是(C)

多孔

石墨棒

HNO3,NOW

质子交换膜

A.a电极为电池负极

B.电池工作时H+透过质子交换膜从右向左移动

C.b电极的电极反应式：

+

NO-3e-+2H2O=4H+NO?

D.当外电路中通过0.2mol电子时，a电极处消耗O21.12L

【解析】燃料电池燃料作负极，则b极为负极，a极为正极，A错误；阳离

子移向正极，因此电池工作时H+透过质子交换膜从左向右移动，B错误；a电极

为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2。，当外电路中通过0.2mol电子时,

a电极处消耗020.05mol,未说明标准状况，无法计算消耗氧气的体积，D错误。

4.(2023・广东卷)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除C「实现废酸的纯

化，其工作原理如图。下列说法正确的是(B)

:三三三3;二三三.•后二三三三三三三

活性炭

A.Ag作原电池正极

B.电子由Ag经活性炭流向Pt

--

C.Pt表面发生的电极反应：O2+2H2O+4e=4OH

D.每消耗标准状况下11.2L的02,最多去除lmolC「

【解析】由图可知这是原电池原理，Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负

极，02在Pt得电子发生还原反应，Pt为正极，A错误；溶液为酸性，故Pt表面

发生的电极反应为O2+4H++4e-==2H2O,C错误；每消耗标准状况下

11.2L（0.5mol）的。2,转移2moi电子，根据Ag—e-+C「=AgClI,故最多去除

2molCr,D错误。

弯盘研祈

考点1原电池白近作原理

知识梳理

知识II原电池（以锌铜原电池为例）

原电池是将化学能转化为电能的装置。

装置图

负极：（氧化反应）负极：（氧化反应）

Zn—2e—^=Zn2+Zn—2e―=Zn2+

反应正极：（还原反应）正极：（还原反应）

原理2H++21-H2tCu'++2e—^=Cu

-电池总反应:—电池总反应:

Zn+2H+-Z112++H2tZn+Cu2+=Cu+Zn2+

三个①电子流向：电子从负极经导线流向正极（电势高低:正极高

流向5E—负极）

②电流流向：电流从正极经导线流向负极

③离子流向：在电解质溶液中，阳离子向正极迁移;阴离子向负

极迁移

①连接内电路形成闭合回路

盐桥的

②维持两电极电势差(平衡电荷)，在盐桥中K+向正极移动

作用

③能减少能量转化的损耗

知识回原电池形成的条件

1.两个活动性不同的电极(一般为活动性不同的两种金属或一种金属和一种

非金属导体，浓差电池两极材料相同)。

2.电极材料插在电解质溶液中。

3.两极相连，形成闭合回路。

4.能发生自发的氧化还原反应。

［注意］铜、银在稀硫酸中不能形成原电池，但是铜、银在硝酸银溶液可以形

成原电池。

知识©离子交换膜的类型与作用

1.离子交换膜的类型：阳离子交换膜(含质子交换膜)、阴离子交换膜。

(1)阳离子能穿过阳离子交换膜.阴离子能穿过阴离子交换膜。

(2)离子穿过离子交换膜的方向是从浓溶液向稀溶液。

2.离子交换膜的作用

(1)平衡两边电极区的电荷。

(2)避免交换膜两边的电极或电极区产物之间发生反应。

(3)形成浓差电池：电极材料相同，离子交换膜两边电解质溶液的浓度不同而

形成的原电池。

解疑释惑33

原电池正、负极的判断

1.根据电极材料判定：一般情况下相对活泼的金属是负极，活动性较弱的金

属电极或石墨电极是正极(此规则对一些非常规电池不适用，如Al-Cu-浓硝酸电池

与Mg-Al-NaOH电池)；如果是由金属和金属氧化物导体作电极，金属是负极，金

属氧化物导体是正极。

考场经验：负极的电势低，正极的电势高。

2.根据电极反应物质及氧化还原反应判定：

发生氧化反应的极（或在该极处失电子）为负极；

发生还原反应的极（或在该极处得电子）为正极。

考场经验：（1）发生氧化反应的电极也是阳极，发生还原反应的电极也是阴

极。所以原电池的负极也是阳极，正极也是阴极，只是一般原电池我们常说负极

和正极。

（2）在燃料电池中，燃料（还原性物质）发生反应的电极为负极；02（氧化性物

质）发生反应的电极为正极。

3.根据原电池电子或电流的流向判定：

电子流出或电流流入的电极为负极，电子流入或电流流出的电极为正极。

4.根据原电池中电解质溶液离子的移动方向判断：

阳离子移向正极，阴离子移向负极。

考场经验：盐桥中的阳离子向正极方向移动；H+穿过质子交换膜向正极移动。

5.根据原电池的两极发生的现象判断：

一般情况下，质量减轻（电极消耗）的电极为负极，有金属析出或气体产生的

电极为正极（此规则具有相当的局限性，它对于一些常规的原电池的电极判定较为

准确，如Al-Cu-稀硫酸）。

［小结］

较活泼金属

1hd属或蠹非翳金+属构造方面

1氧化反应卜还原反应一电池反应

T负极产T正极卜-电子流入一电子流向

1电子流出卜

电极增重

1不断溶解卜或有气体一反应现象

产生等

1阴离子移向1

T阳离子移［时一离子移向

［及时巩固］

酬T（2021・广东卷）火星大气中含有大量C02,一种有CO2参加反应的新型

全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极,

放电时（D）

A.负极上发生还原反应

B.将电能转化为化学能

C.阳离子由正极移向负极

D.CO2在正极上得电子

【解析】放电时为原电池，负极失去电子发生氧化反应，A错误；放电时将

化学能转化为电能，B错误；阳离子由负极向正极迁移，C错误；C02在正极上

得电子，D正确。

鼠豳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(C)

A.电流从锌极经过导线移向铜极

B.铜电极上发生反应Cu—2e-=Cu2+

C.电池工作一段时间后，乙池的c(Cu2+)减小

D.电池工作一段时间后，甲池的以Zn2+)增加

【解析】锌电极为负极，失去电子发生氧化反应，电子从锌极经过导线移向

铜极，电流从铜极经过导线移向锌极，A错误；铜电极为正极，发生还原反应，

电极反应式：Cu2++2e-==Cu,B错误；乙池的c(Cu2+)减小，C正确；阳离子交

换膜只允许阳离子通过，甲池电极反应为Zn—21=Zn2+,产生的锌离子通过阳

离子交换膜移向乙池，根据电荷守恒，以Zn2+)不变，D错误。

S3I镁海水溶解氧电池具有能量密度高'安全性好、贮备时间长'价格低

和环保等优势，其结构如图所示。下列说法正确的是(D)

A.a电极为电池正极

B.电池工作时，海水中的C厂向b电极移动

C.每消耗24gMg的同时消耗11.2LO2

D.电池工作时，b电极的电极反应式为02+41+2H2O=4OH

【解析】根据原电池装置可判断，活泼金属Mg作负极，发生失电子氧化反

应，石墨作正极，发生得电子还原反应，A错误；阴离子向负极移动，即海水中

的C「向a电极移动，B错误；未指明是否处于标准状况，不能用标准状况下的

气体摩尔体积计算，C错误。

囱驰(2023•安徽淮北一模)一种新型电池装置如图所示。下列叙述错误的是

(C)

N2H4+4OH"-4e"=N2t+4H2O

B.II区的Na+通过a交换膜向I区迁移，C「通过b交换膜向HI区迁移

C.该装置工作时总反应：N2H4+4OIT+4H+=N2t+4H2O

D.该装置工作时还利用了中和能

【解析】该装置为原电池，银钻电极应为原电池的负极，发生的电极反应为

N2H4+4OH-—41=N2t+4H20;伯电极不活泼应为正极，发生的电极反应为

4H++4e-=2H2t,A正确；原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，

B正确；正'负极反应式相加得总反应：N2H4=N2t+2H2t,C错误；根据正、

负极反应式可知，该装置工作时还利用了中和能，D正确。

SS(2023•广东六校第三次联考)下图装置工作时，电流计指针偏转一段时

间后，两极区Cu(NO3)2溶液的浓度趋于一致。下列说法正确的是(D)

CU(NO3)2CU(NO3)2

稀溶液浓溶液

阴离子交换膜

A.放电时Cu(l)电极质量增大，发生电极反应：Cu2++2e-=Cu

B.电流表两端电势：a>b

C.当电路中通过2moi电子时，阴极区溶液质量减少64g

D.随c(C#+)增大，Cu2+的氧化性增强，Cu的还原性减弱

【解析】该装置为浓差电池，Cu(l)为负极，Cu(2)为正极，浓硝酸铜溶液中

N09通过阴离子交换膜向稀溶液(负极)移动，最终两极区Cu(NO3)2溶液的浓度趋

于一致。放电时铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2「==Cu,则Cu(2)

电极质量增大，A错误；正极的电势大于负极，则电势：b>a,B错误；阴极区即

负极区，铜失电子生成铜离子，电极反应式为Cu—2/=Cu2+,当电路中通过

2mol电子时，生成Imol铜离子，同时有2moi硝酸根离子进入，溶液质量增加(64

+144)g,C错误；铜离子浓度大的一极作正极，CW表现氧化性，铜离子浓度小

的一极做负极，Cu表现还原性，因此c(Cu2+)增大而CM+的氧化性随之增强，Cu

的还原性减弱，D正确。

深度指津

浓差电池

1.如图正负电极均为Ag单质，左右两池AgNCh溶液的浓度不同。只有两边

AgNCh溶液浓度不同，才能形成浓差电池。离子交换膜的作用是平衡电荷，形成

浓差电池。

e

灵敏电流计

阴离子交换膜

2.根据电流表指针偏转的方向，可推出左侧为负极.右侧为正极。

负极反应式：Ag—e-=Ag+；

+

正极反应式：Ag+e-=Ago

负极Ag失电子变成Ag+,为了平衡电荷，离子是从(原溶液)浓度高的一

方迁移到浓度」L的一方。由此判断是小穿过离子交换膜，离子交换膜

必然是阴离子交换膜。

3.随着反应进行，左右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电

流计指针偏转幅度逐步变小。当左右两侧离子浓度相等时，电池将停止工作、不

再有电流产生，此时溶液中左'右边硝酸银溶液的物质的量浓度相等。

考点2燃料电池

知识梳理

知识11燃料电池

燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能转化成电能的一类化学电

源。电池的负极一般是氢气、天然气'甲醇'乙醇等燃料，正极一般是氧气或空

气。

燃料电池总反应和该燃料在氧气中燃烧的化学方程式相同。

知识❷氢氧燃料电池

根据电解质溶液的酸碱性不同分为酸性电池和碱性电池。工作原理如图所示:

1.酸性氢氧燃料电池，电极反应式由H+平衡电荷：

负极反应式：H2—2e-^=2H+

正极反应式：Ch+4H++4钉=2丛0

总反应：2H2+O2^=2H2O

2.碱性氢氧燃料电池，电极反应式由0H一平衡电荷：

负极反应式：H2+2OIT—2e-=2H2。

正极反应式：。2+2H2。+4e-^=4OH—

总反应：2H2+O2^=2H2。

知识国有机物燃料电池（以碱性乙醇燃料电池为例）

1.首先写出C2H50H的燃烧化学方程式，确定反应转移的电子数（也可直接

由C2H50H-—C02中碳元素的化合价变化，确定反应转移的电子数目）。

C2H5OH+3O2点燃＞2CO2+3H2O（由02可推出转移的电子数为12e-）

2.在书写电极反应式之前，要明确电解质溶液是酸性还是碱性。若是酸性电

池，氧化产物为co?；若是碱性电池，氧化产物则为COM。以碱性乙醇电池为例

说明电极反应式的书写步骤：

I.在负极，C2H50H失电子：

①负极：C2H5OH-12e-——2co式碱性条件下，产物为8()

(碱性条件下，用OH-平衡电荷)

②负极：C2H5OH-12e-+16OH=2COi-+llH2O

③检查两边原子个数、电荷数是否守恒

II.在正极，。2得电子：

①正极：3O2+12e-------120H-(碱性条件下,用

0H-平衡电荷)

(由原子守

,亘得出)

②正极：O2+4e-+2H2O=4OH-

③检查两边原子个数、电荷数是否守恒

-

负极反应式：C2H5OH-12e+16OH-=2COr+11H2O

正极反应式：0z+4e+2H2O=4OH

-

总反应：C2H5OH+302+4OH=2COF+5H20

［及时训练］

1.甲烷一02燃料电池

(1)电解质为硫酸溶液

负极反应式：CH4—8e-+2H2O=CC)2+8H+

正极反应式：Ch+4e1+4^^=2氏0

总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O

(2)电解质为K0H溶液

负极反应式：CH4—8L+式0H-=C0芬+7H2O

正极反应式：C)2+4e-+2H2。=40H-

总反应：CH4+202+2KoH=K2cO3+3H2O

2.苯一O2燃料电池

(1)电解质为硫酸溶液

负极反应式：C6H6—30e+2H2O=6CO2t+30H+

正极反应式：Ch+4e+4HI":^=2H2O

总反应：C6H6+42OH—3Oe--6CO—+24=0

(2)电解质为KOH溶液

负极反应式：。2+4广+2H2。=40H-

正极反应式：2c6H6+15O2=12CO2+6H2O

总反应：2c6H6+15O2+24KOH=12K2cO3+18H2。

知识目熔融碳酸盐燃料电池

熔融碳酸盐燃料电池的电极反应用COM平衡电荷。

以甲烷为例，写出电极反应式：

负极：CH4+4COF—8广=5co2+2氏0

正极：+2CC）2+4。一^=2（20芬

知识回固态氧化物燃料电池

固态氧化物燃料电池的电板反应用。2一平衡电荷。

以甲烷为例，写出电极反应式：

负极：（2国+4。2-—8e=0）2+2氏0

正极：O2+4e-=2（j2-

解疑释惑34

微生物燃料电池

微生物（或酶）电池是指在微生物的作用下（类似催化作用），将化学能转化为电

能的装置，其工作原理如图所示:

....II

有机物质子主换膜土■行U」

厌氧反应人中手供版有氧反应I

1.微生物（或酶）有利于有机物的氧化反应，促进了反应中电子的转移。

2.有机物在负极失去电子，负极反应中有C02生成，同时产生了H+（如葡萄

-+

糖在负极反应为C6HI2O6+6H2O-24e=6CO2t+24H）,H+通过质子交换膜从

负极区移向正极区。

［及时巩固］

颤同氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列说

法正确的是（D）

Hz—Zj~~■―■Oz（空气）

电极a-------电极b

H/——KOH溶液

A,电池工作时，电能转化为化学能

-

B.负极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH

C.电子由电极b通过导线流向电极a

D.2mol氢气和1mol氧气的总能量高于2mol水的总能量

【解析】氢氧燃料电池为原电池，工作时，是将化学能转化为电能，A错误;

氢气失去电子，作负极，电极反应为H2+2OH--2e-==2H20,B错误；电极a

为负极，b为正极，电子由电极a通过导线流向电极b,C错误；氢气、氧气燃烧

生成水的反应为放热反应，即2moi氢气和Imol氧气的总能量高于2mol水的总

能量，D正确。

颤历（1）图1为“二甲醴燃料电池”的工作原理示意图。a、b均为多孔性

Pt电极。

①b电极是（填“正”或“负”）极。

②a电极上的电极反应式为__________________________________________

（2）环氧乙烷经水解可得到乙二醇。写出乙二醇一氧气碱性燃料电池的负极

电极反应式：o

（3）（2020・江苏卷）研究HCOOH燃料电池性能的装置如图2所示，两电极区之

间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。

半透膜

图2

①电池负极反应式为;放电过程中需补充

的物质A为(填化学式)。

②图2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与。2的反应，

将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为o

+

【答案】⑴①正②CH30cH3—12e-+3H2O=2CO2t+12H

(2)HOCH2cH20H-lOe-+14OH^2C0F+10H2O(3)①HCOCT+20H--2e

=HCO7+H20H2SO4②2HCOOH+20H~+O2=2HCOr+2H2O或2HCOO

—+02=2HC0r

Ba(2023・韶关一模)用于驱动潜艇的液氨一液氧燃料电池示意图如图所

示。下列说法错误的是(C)

负载

电

NH3电

极极

102

N2+H2O

NaOH溶液

A.电极1发生氧化反应

B.电池工作时，Na卡向电极2移动

C.电池工作时，电极1附近溶液的pH增大

D.电极2的电极反应式为O2+H2O+4e-=4OfT

【解析】液氧是氧化剂，电极2为正极，液氨是还原剂，在负极上失去电子

-

被氧化为氮气，电极1是负极。电极1的反应式为2NH3-6e_+6OH=N2+

6H2O,反应消耗氢氧根离子，pH减小，C错误。

圜丽(2022•扬州二模)一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列

有关该电池的说法正确的是(B)

B.电池工作时，CO夕向电极A移动

C.电极B上发生的电极反应为02~4e-=O2-

-

D.H2参与的电极反应为H2+2OH--2e=2H2O

【解析】电极B上氧气得电子，作正极，A错误；电极A上，CO和H2失

电子，作负极，原电池工作时，阴离子向电极A移动，B正确；电极B的电极反

应式为O2+4e+2CO2=2COr,C错误；电极A的电极反应式为Ha+COF-

2e=H2O+CO2,D错误。

颤幽(2023•苏锡常镇一模)如图为某微生物燃料电池净化水的原理。下列说

法正确的是(C)

「T用电器L

____I____M____________N_______________

L

有机物

7r

交

(CHO)^微

6105r

换

生上)

i7CN+fCr(0H3

r

物

7膜

J

7r

+CrO?-

co2L-H一f2

A.N极为负极，发生氧化反应

B.电池工作时，N极附近溶液pH减小

。乂极发生的电极反应为«6国()05)〃-24〃1+7〃1120=6〃(202t+24〃H+

D.处理O.lmolCnO歹时，有1.4molH+从交换膜左侧向右侧迁移

【解析】由图可知，有机物失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，则M为

负极；重铭酸根离子得到电子发生还原反应，则N为正极，A错误；电池工作时,

+3+

重铭酸根离子得到电子，发生还原反应生成CE+：Cr20r+6e-+14H=2Cr

+7H2O,M极发生反应：(C6Hio05)L24〃e-+7〃H20=6及CO2t+24〃H+,当电

路中转移6moi-时，M极产生6moiH+,〃极消耗14H+,则N极附近溶液pH

-+

变大，B错误；根据得失电子守恒可知，4«Cr20F~24we~(C6Hio05)n~24«H,

则处理0.1molCr2O歹时，有0.6molH+从交换膜左侧向右侧迁移，D错误。

考点3常见的化学电源

知识梳理

知识|］常见的化学电源

1.一次电池——干电池

(1)普通锌镒干电池(图1)

2+

负极(Zn)：Zn-2e-+2NH3=[Zn(NH3)2]

正极(MnO2\NH4C1)：MnO2+NH4+e-=MnO(OH)+NH3

电池总反应：Zn+2MnO2+2NH4cl-Zn(NH3)2Cb+2MnO(OH)

锌粉和

KOH的

混合物

-----MnO2

金属

一外壳

图1图2

⑵碱性锌镒干电池(图2)

负极(Zn)：Zn+20H--2e-=Zn(OH)2

正极(MnCh)：MnO?+H2O+e=MnO(OH)+OfC

电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

(3)锌银电池(图3)

负极亿n)：Zn+2OH—2e==ZnO+H2O

--

正极(Ag2。)：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH

电池总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag

2.二次电池(可充电电池)

负极材料:

（1）放电过程

负极：Pb+SO--2-=PbS04（氧化反应）;

正极：PbO2+4H++SO++21一PbSO4+2H2。（还原反应）;

总反应：Pb+反O2+2H2s04逆里2PbSO4+2H2。。

（2）充电过程（是放电反应的逆过程）

z

阴极：PbSQ4+2e~=Pb+SOi.

（接电源的负极.发生还原反应）;

+

阳极：PbSQ4+2H2Q-2e=PbQ2+4H+SQF,

（接电源的正极,发生氧化反应）;

总反应：2PbSO4+2H2O^^Pb+PbO2+2H2s04。

［及时巩固］

颤比如图为铅蓄电池示意图，铅蓄电池工作时的反应式为Pb+PbO2+4H

+

+2S0F器2PbSO4+2H2Oo某状态下测得两电极的质量都增加。在该状

态下，下列说法正确的是（D）

A.a极为铅蓄电池的正极

B.铅蓄电池正在充电

C.一段时间后，溶液的pH减小

+-

D.b极的电极反应式为PbO2+4H+SOF+2e=PbSO4+2H2O

【解析】铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2,放电时，负极反应式为

-+

Pb-2e+SOr=PbSO4,正极反应式为PbO2+2e-+4H+SOF=PbSO4+

2H2O,由题给信息知，两电极质量都增加，故该状态下铅蓄电池正在放电，A、

B错误，D正确；放电时，由电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

可知，氢离子浓度减小，pH增大，C错误。

酬2（2023・武汉4月模拟）我国某科研团队借助氧化还原介质RM,将Li

—CO2电池的放电电压提高至3V以上，该电池的工作原理如图。下列说法正确

的是(B)

负载

多

d

d孔

u碳

fqa电

极

非水电解质

A.LiFeP04电极的电势比多孔碳电极的高

B.负极反应式：LiFePCU"-泥一=xLi++Lii_xFeP04

C.RM和RM'—CO3均为该电池反应的催化剂

D.LiFePCU电极每减重7g,就有22gCC)2被固定

【解析】该电池为原电池，由Li+向正极移动可推出左侧电极为负极、右侧

电极为正极，故LiFePCU电极的电势比多孔碳电极的低，A错误；左侧电极为负

-+

极，LiFePCU失去电子发生氧化反应：LiFeP04—xe=Lii.xFeP04+xLi,B正确；

RM为该电池反应的催化剂，而RM'—CO5为该电池反应的中间产物，C错误;

由负极电极反应可知，LiFePCU电极每减重7g则转移Imol电子，反应中碳元素

化合价由+4变为+3,则根据电子守恒可知，有Imol即44gCO2被固定，D错误。

深度指津

新型锂电池类型

锂电池装置图说明

Li-CO2电池放电时：

电池反应：锂为负极，负极反应式：

4Li+Li—e=Li+

放申

3cCh卷12Li2cCh+钺基电极为正极，正极反

应式：

C

+-

(隔膜只允许锂离子通3CO2+4Li+4e

过，向正极移动)=2Li2cO3+C

放电时:

LiFePO4-C电池

M为负极，负极反应式:

电池反应：

--+

Li.¥C6xe=6C+xLi

Lii_xFePO4+

隔膜N为正极，正极反应式:

放申Lii-xFePO4+xLi++xe-

LixC6雉LiFePO4+

6C

LiFePO4

（隔膜只允许锂离子通

过，向正极移动）

放电时：

电极b为负极，负极反应

全固态锂一硫电池

式：Li—e=Li+

电池反应：

电极a为正极，正极反应

16Li+

式：

放申

xS8美18Li2sx（24

¥段■S8+2e~+2Li+^=Li2s8

Li+国

W8）1、通S电解质//2Li++3Li2sg+2e

（Li+移向电极a）=4Li2s6

+

电极a掺有石墨烯是为了2Li+2Li2s6+2e

增强电极导电性=3Li2s4

2Li++Li2s4+2e

=2Li2s2

放电时：

锂一空气电池

电池反应：A为负极，负极反应式：

A|y|BLi—e-=Li+

4Li+Ch+kxDooooj

电电rOOOOOOi

解%0吗6空气

金属锂解B为正极，正极反应式：

放申一液液fOOOOOO,/

1

2H2。美14LiOHabkXXQOO/

rOOOOOOi-

O2+4e+2H2O=4OH-

（由负极向正极移回收LiOH

Li+AB（电解液不能是水溶液，因

动）

为金属锂可与水反应）

考点4金属的腐蚀

知识梳理

知识11金属的腐蚀

1.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较

类型化学腐蚀电化学腐蚀

发生条件金属与反应物直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触

现象无电流产生有电流产生

本质金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程

相互关系两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍

2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)

类型条件及电极反应式示意图

条件：电解质溶液呈酸性

-2+

析氢负极：Fe—2e^=FeFe2+电解碗液

一铝

腐蚀+-

正极：2H+2e=H2t

总反应：Fe+2H+:^=Fe2++H2t

条件：电解质溶液呈中性或弱酸性

负极：Fe—2e-=Fe2+

吸氧正极：O2+4e-+2H2O=4OfT

腐蚀总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+02+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O

注意：

①钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀

②吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别在于正极反应

③吸氧腐蚀发生的条件是中性或弱酸性水膜;析氢腐蚀发生的条件是酸性较强的

水膜

知识旧金属的保护方法

1.内因：改变金属内部组成和结构。如铁与铭、镇形成不锈钢。

2.外因：防止形成原电池。

(1)在金属表层涂上油漆、矿物性油脂等。

(2)在金属表层镀上一层纯金属。如表层镀锌的镀锌铁破损后，铁为正极，不

腐蚀，锌为负极，被腐蚀，可继续起到保护铁制品的作用。而表层镀锡的镀锡铁,

价格虽比镀锌铁低，但表层磨损后，锡为正极，铁为负极，加快了钢铁的腐蚀。

(3)此外，还可将铁钝化，使其表面形成一层致密的氧化物膜。

3.牺牲阳极法

利用原电池的原理保护金属的一种方法，如海轮可以用锌块与船体(铁)相连

接，形成原电池保护船体。牺牲锌(负极)保护铁(正极)，叫作牺牲阳极保护法。

4.外加电流法(详见第20讲电解池及其应用)

［及时巩固］

陷加判断正误(正确的画“J”，错误的画“x”)。

(1)粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌形成微小原电池(。)

(2)镀层受损的白铁皮(镀锌板)比马口铁(镀锡)腐蚀的慢(J)

(3)钢铁吸氧腐蚀的正极反应：4OH^—4e-=2H2O+O2(><)

(4)纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗(x)

(5)铜板上的铁钉在潮湿空气中容易生锈(J)

Ml(2023・茂名二模)将裹有锌片的铁钉放入含有酚酉太一饱和NaCl琼脂溶

液中，滴加少量酚酉太溶液。下列说法不正确的是(C)

含酚酥-NaCl饱和

的琼脂溶液

锌片铁钉

A.a处溶液会变红

B.b处c(Zn2+)增大

C.c处产生较多无色气泡

D.该实验说明Fe受到保护

【解析】裹有锌片的铁钉放入含有酚酉太一饱和NaCl琼脂溶液中，发生原电

池腐蚀，a为铁钉，为原电池正极，发生反应O2+4L+2H2O==4OH\产生OH

一，酚麟溶液变红，A正确；b处为锌片，锌片为负极，发生反应：Zn—2e--Zn2

+,c(Zn2+)增大，B正确；c处为铁钉，发生反应。2+4-+2H2O=4OH\不会

产生气泡，C错误；铁为正极，不发生反应，被保护，D