第15讲 4.2 原电池和化学电源-2023-2024学年寒假班高二化学教材知识点精讲练（沪科版2020）

第十五讲 原电池和化学电源 知识梳理 · 考点一、原电池的工作原理 1、原电池的定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。 2、形成原电池的条件： 1 电极：有两种活性不同的金属（或一种是非金属导体）做电极，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属（或非金属）为正极。 2 电解质溶液：电极材料均插入电解质溶液中。 3 整个装置必须形成闭合电路。 4 自发进行的氧化还原反应 3、原电池的化学原理： （1）自发进行的氧化还原反应在两极进行 （2）电子从负极（较活泼的金属）流向正极（较不活泼的金属或非金属），负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 如：Cu─CuSO4─Zn原电池： 正极： Cu2+ + 2e- = Cu↑ 正极得电子，发生还原反应 　　负极： Zn - 2e- = Zn2+ 负极失电子，发生氧化反应 总反应式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 1．下列对原电池装置的叙述不正确的是 盐桥中的阳离子移向溶液 发生氧化反应，发生还原反应 电池放电时，负极质量增加，正极质量减少 透过离子交换膜由左向右移动 A B C D A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．图为原电池，阳离子移向正极，Zn为负极，Cu为正极，则盐桥中的阳离子移向硫酸铜溶液，A项正确； B．负极上锌失电子，Zn发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应，则二氧化锰发生还原反应，B项正确； C．铅蓄电池放电时，负极反应为，正极的反应为：，所以正负极质量都增大，C项错误； D．电极a为负极，电极b为正极，阳离子向正极移动，则钠离子透过离子交换膜由左向右移动，D项正确； 答案选C。 2．LTO材料(和)是新型锂离子电池的核心材料之一，放电时的工作原理如图1所示(为方便表示，忽略原子半径大小)，LTO材料在充放电过程中的相互转化如图2所示，下列说法中正确的是 A．KCl的有机溶液可以用KCl的水溶液代替 B．每转移1mol电子，正极材料质量减少7g C．图2所示A→B的转化为放电时LTO材料中晶胞的变化 D．充电时，阳极的电极方程式为 【答案】C 【解析】A．锂能与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以氯化钾的有机溶液不能用氯化钾的水溶液代替，故A错误； B．由分析可知，放电时，LTO材料电极为正极，锂离子作用下在正极得到电子发生还原反应生成，则转移1mol电子时，正极材料质量增加7g，故B错误； C．由分析可知，放电时，LTO材料电极为正极，锂离子作用下在正极得到电子发生还原反应生成，则A→B的转化为放电时LTO材料中晶胞的变化，故C正确； D．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的锂电极做电解池的阴极，锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成锂，电极反应式为Li++e—=Li，故D错误； 故选C。 3．燃料电池为现代能源利用的新形式。下图为(Fe3+/Fe2+)/甲醇燃料电池，放电结束后通入空气可使Fe3+再生。下列说法不正确的是 A．X是电池的正极 B．Y极的反应为CH3OH+H2O－6e−=CO2↑+6H+ C．每转移1mol电子，就有1mol H+从左池移向右池 D．通入空气后，电池的电流方向不发生变化 【答案】D 【解析】A．由上述分析可知，X为电池的正极，故A正确； B．Y为负极，电极反应式为：CH3OH+H2O－6e−=CO2↑+6H+，故B正确； C．由负极反应式CH3OH+H2O－6e−=CO2↑+6H+可知每转移1mol电子，就有1mol H+从左池移向右池，故C正确； D．通入空气后，要实现Fe3+再生，则右侧Fe2+被氧化为Fe3+，右侧为负极，左侧为正极，电池的电流方向要发生变化，故D错误。 答案选D。 4．利用人工湿地-微生物燃料电池进行脱氮，实现低能耗、环境友好型处理废水，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极为原电池负极 B．a极附近与b极附近的微生物细菌均为厌氧型 C．电子由a极经电阻R流向b极 D．a极表面发生的电极反应包括： 【答案】D 【解析】A．a极附近有反应得电子，a极为原电池正极，A项错误； B．a极附近有，微生物细菌为好氧型，b极位于人工湿地底部，微生物细菌为厌氧型，B项错误； C．a极的得电子，故电子由b极经电阻R流向a极，C项错误； D．a极表面发生的电极反应有，同时还有参与反应，D项正确； 故选D。 5．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。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电极附近发生的反应为