大单元四　第九章　第34讲　原电池　常见化学电源

化学

大一轮复习第九章第34讲壹原电池常见化学电源复习目标1.理解原电池的工作原理。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.能够书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。内容索引叁练真题

明考向肆课时精练壹考点一原电池的构成及工作原理贰考点二常见化学电源考点一贰原电池的构成及工作原理1.原电池的概念和反应实质原电池是将

能转化为

能的装置，其反应的实质是自发进行的氧化还原反应。2.构建原电池模型(以锌铜原电池为例)整合必备知识注离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。化学电(1)原电池构成条件①两种不同活性的电极(燃料电池两极都为石墨电极)；②电解质溶液或熔融电解质；③形成闭合回路。(2)盐桥(含KCl饱和溶液的琼脂)作用①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，Cl-移向

，K+移向

；③减少能量损耗。负极正极(3)三个流向①外电路电子的流向：电子由负极出发经导线流向正极(电子不入水)。②溶液中离子的流向：阳离子向正极迁移；阴离子向负极迁移。③电流流向：电流由正极出发经导线流向负极，再由负极出发经溶液流向正极，形成闭合回路。3.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性，在原电池中，一般较活泼的金属作负极(注意电解质溶液对电极反应的影响)。(2)加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。(3)应用于金属防护。(4)设计原电池①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。1.原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正极(

)2.原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数(

)3.图1能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移(

)√√4.图2能实现Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑(

)√×提升关键能力

√2.控制合适的条件，可使反应2Fe3++2I-2Fe2++I2向不同的方向进行，改变电极反应。(1)反应开始时，乙中石墨电极的名称：

，反应类型：

；甲池中发生______(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为

。

负极氧化反应还原Fe3++e-===Fe2+(2)一段时间后，电流表读数为零后，在甲中加入FeCl2固体，则乙中的石墨作

(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为

。正I2+2e-===2I-判断原电池正、负极的五种方法二、设计原电池3.根据反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式：①不含盐桥②含盐桥

负极：

正极：

Cu-2e-===Cu2+Fe3++e-===Fe2+返回叁常见化学电源1.一次电池整合必备知识

负极反应式：

；正极反应式：

；总反应：Zn+2MnO2+2H2O===2MnO(OH)+Zn(OH)2Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-

负极反应式：

；正极反应式：

；总反应：Zn+Ag2O===ZnO+2AgZn+2OH--2e-===ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-2.二次电池铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。(1)放电时：负极反应式：

；正极反应式：_______________________

。放电时，当外电路上有2mole-通过时，溶液中消耗H2SO4

mol。

PbSO4+2H2O2(2)充电时：阴极反应式：

；阳极反应式：

。充电一段时间电解质溶液的pH

(填“增大”“减小”或“不变”)。提醒充电时电极的连接：负接负作阴极，正接正作阳极。

减小3.燃料电池(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除H2外，还有CO、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。(2)燃料电池的电解质常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2-)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响。(3)以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。①酸性溶液(或含质子交换膜)正极：

，负极：

。②碱性溶液正极：

，负极：

。O2+4e-+4H+===2H2OCH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+O2+4e-+2H2O===4OH-

O2+4e-===2O2-CH3OH-6e-+3O2-===CO2+2H2O

1.干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池(

)2.铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加(

)3.二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应(

)4.铅酸蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应(

)5.在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定发生氧化反应(

)√√√××提升关键能力

√

2.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700~900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是A.电池内的O2-由电极乙移向电极甲B.电池总反应为N2H4+2O2===2NO+2H2OC.当电极甲上有1molN2H4消耗时，电极

乙上有22.4LO2参与反应D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲√该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2-由电极乙移向电极甲，A项正确；电池的总反应为N2H4+O2===N2+2H2O，B项错误；当电极甲上消耗1molN2H4时，电极乙上就有1molO2参与反应，但题目没有指明是否处于标准状况，C项错误；在外电路中，电子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，D项错误。二、电极反应式的书写3.有如图所示的四个装置，回答相关问题：(1)图①中，Mg作

极。

(2)图②中，Mg作

极，写出负极反应式：

，正极反应式：

，

总反应的离子方程式：

。

负正Al+4OH--3e-===[Al(OH)4]-2H2O+2e-===2OH-+H2↑2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑(3)图③中，Fe作

极，写出负极反应式：

，正极反应式：

，

总反应的化学方程式：__________________________________。(4)图④装置能否构成原电池？

(填“能”或“否”)，若能构成原电池，正极为

，电极反应式为

(若不能构成原电池，后两问不用回答)。正Cu-2e-===Cu2+

Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O能CuO2+4e-+2H2O===4OH-4.根据电池反应书写电极反应式。(1)碱性铁电池的电池反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。负极反应式：

，

正极反应式：

。

(2)一种锂电池的反应为CoO2+LiC6===LiCoO2+C6，Li原子嵌入电池负极材料碳(C6)中。负极反应式：

，

正极反应式：

。

Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2

LiC6-e-===Li++C6CoO2+Li++e-===LiCoO2(3)Mg⁃AgCl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：2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl-。负极反应式：

，

正极反应式：

。

Mg-2e-===Mg2+AgCl+e-===Ag+Cl-(1)电极反应式书写的一般方法(2)已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法①首先写出较简单的电极反应式。②复杂电极反应式=总反应式-简单电极反应式。③注意电子守恒。返回LIANZHENTIMINGKAOXIANG肆练真题明考向1.(2024·江苏，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是A.电池工作时，MnO2发生氧化反应B.电池工作时，OH-通过隔膜向正极移动C.环境温度过低，不利于电池放电D.反应中每生成1molMnOOH，转移电子数为

2×6.02×1023√电池工作时，Zn为负极，MnO2为正极，MnO2得到电子，发生还原反应，A错误；电池工作时，OH-通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-可知，反应中每生成1molMnOOH，转移1mol(即6.02×1023)电子，D错误。2.(2023·广东，6)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl-实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是A.Ag作原电池正极B.电子由Ag经活性炭流向PtC.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O2，最多去除1molCl-√由题图分析可知，Ag失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；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的O2，转移2mol电子，最多去除2molCl-，D错误。3.(2024·新课标卷，12)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)电池工作时，下列叙述错误的是A.电池总反应为2C6H12O6+O2===2C6H12O7B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转

变起催化作用C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a√该装置为原电池，a为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-，b为负极，发生反应：Cu2O-2e-+2OH-===2CuO+H2O，在负极区，葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸：C6H12O6+2CuO===C6H12O7+Cu2O；电池的总反应为2C6H12O6+O2===2C6H12O7，A正确；CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸，自身被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确；由反应2C6H12O6+O2===2C6H12O7可知，1molC6H12O6参加反应时转移2mol电子，消耗18mg(0.1mmol)葡萄糖时，理论上a电极有0.2mmol电子流入，C错误；原电池中阳离子从负极向正极迁移，故Na+迁移方向为b→a，D正确。返回KESHIJINGLIAN伍课时精练题号12345678答案DBADCCCB题号91011

12答案BCC

D答案1234567891011121314对一对答案123456789101112131413.

14.

1.下列关于四种装置的叙述不正确的是A.电池Ⅰ：正极发生的反应为2H++2e-===H2↑B.电池Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应C.电池Ⅲ：是汽车使用的充电电池，又称为

二次电池D.电池Ⅳ：电极b发生的电极反应式为O2+4e-

+2H2O===4OH-√1234567891011121314答案1234567891011121314答案电池Ⅰ为Zn⁃Cu⁃硫酸电池，Zn作负极，Cu作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，电极反应为2H++2e-===H2↑，故A正确；锌锰干电池中，Zn作负极，失电子发生氧化反应，故B正确；酸性条件下，电极b发生的电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O，故D错误。

√1234567891011121314答案1234567891011121314答案当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时，发现电流表的指针向右偏转，说明此时C2电极是正极，C1电极是负极。一段时间后，当电流表指针回到中间“0”位置，再向B中滴加过量浓NaOH溶液，可观察到电流表指针向左偏转，说明此时C2电极是负极，C1电极是正极，据此解答。不论电流表的指针向右偏转还是向左偏转，均是原电池，都是化学能转变为电能，A错误；1234567891011121314答案

3.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是A.电池放电时，负极质量减轻B.电池放电时，c(H+)减小C.电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O===

Pb+PbO2+2H2SO4D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低1234567891011121314答案√1234567891011121314答案放电时，负极Pb失去电子转化为PbSO4，负极质量增加，A项错误；放电过程中消耗H2SO4，溶液中c(H+)减小，B项正确。4.银锌纽扣电池是一种常见的化学电源，其反应原理：Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag，其工作示意图如图。下列说法不正确的是A.Zn电极是负极B.Ag2O电极发生还原反应C.正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O

===2Ag+2OH-D.放电前后电解质溶液的pH保持不变√1234567891011121314答案1234567891011121314答案Ag2O电极作正极，得电子发生还原反应，其电极反应为Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-，B、C正确；氢氧根离子的物质的量虽然不变，但水的量减少，KOH的浓度增大，pH增大，D错误。5.(2024·镇江模拟)根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是A.a电极为原电池的正极B.外电路电流方向是a→bC.b电极的电极反应式为O2+2e-+2H+

===H2O2D.a电极上每生成1molO2，通过质子交换膜的H+为2mol√1234567891011121314答案1234567891011121314答案根据图示可知，a极上H2O转化为H+和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；a电极上每生成1molO2，转移4mol电子，则通过质子交换膜的H+为4mol，D项错误。6.(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ⁃MnO2研制了一种MnO2⁃Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是A.充电时，Zn2+向阳极方向迁移B.充电时，会发生反应Zn+2MnO2

===ZnMn2O4C.放电时，正极反应有MnO2+H2O

+e-===MnOOH+OH-D.放电时，Zn电极质量减少0.65g，MnO2电极生成了0.020molMnOOH√1234567891011121314答案1234567891011121314答案充电时该装置为电解池，电解池中阳离子向阴极迁移，即Zn2+向阴极方向迁移，A错误；放电时，Zn电极为负极，电极反应为Zn-2e-===Zn2+，则充电时阴极反应为Zn2++2e-===Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，B错误；放电时，MnO2电极为正极，正极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4，则正极上主要发生的电极反应为MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-，C正确；1234567891011121314答案放电时，Zn电极质量减少0.65g(物质的量为0.010mol)，电路中转移0.020mol电子，由正极的主要反应MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-可知，若正极上只有MnOOH生成，则生成MnOOH的物质的量为0.020mol，但正极上还有少量ZnMn2O4生成，因此，MnOOH的物质的量小于0.020mol，D错误。7.(2021·山东，10)以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH⁃O2、N2H4⁃O2、(CH3)2NNH2⁃O2清洁燃料电池，下列说法正确的是A.放电过程中，K+均向负极移动B.放电过程中，KOH物质的量均减小C.消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2⁃O2燃料电池的理论放电量最大D.消耗1molO2时，理论上N2H4⁃O2燃料电池气体产物的体积在标准状况

下为11.2L√1234567891011121314答案

1234567891011121314答案

√1234567891011121314答案1234567891011121314答案

√1234567891011121314答案

1234567891011121314答案

1234567891011121314答案√1234567891011121314答案NO⁃空气燃料电池中氧气发生还原反应，故a为正极、b为负极，A错误；原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时H+透过质子交换膜从左向右移动，B错误；b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，C正确；没有标明所处状况，不能计算氧气的体积，D错误。11.(2024·江苏模拟)一种以钒基氧化物(V6O13)为正极材料的水系锌离子电池的工作原理如图所示。通过使用孔径大小合适且分布均匀的新型离子交换膜，可提高离子传输通量的均匀性，从而保持电池的稳定性。下列说法正确的是A.放电过程中，Zn2+向Zn极一侧移动B.放电过程中，电子由Zn极经电解质溶液向

V6O13极移动C.充电时，V6O13极与外接直流电源正极相连D.充电时，阳极发生的电极反应可能为V6O13+xZn2++2xe-===ZnxV6O13√1234567891011121314答案1234567891011121314答案放电过程中，Zn极为负极，Zn失电子生成Zn2+进入溶液，Zn2+向正极一侧移动，A不正确；电子不能经过电解质溶液，B不正确；充电时，V6O13极作阳极，与外接直流电源正极相连，C正确；充电时，阳极发生的电极反应可能为ZnxV6O13-2xe-===V6O13+xZn2+，D不正确。12.二氧化硫⁃空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是A.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电

路移向Pt1电极B.Pt1电极附近发生的反应为SO2+2H2O-

2e-===H2SO4+2H+C.Pt2电极