第40讲 化学能转化为电能——电池-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（鲁科版2019 双选版）

第40讲　 化学能转化为电能——电池 优化探究 大单元四　化学反应原理 　第9章　化学反应与能量 考点1　原电池的工作原理 考点2　化学电源 课时作业40　化学能转化为电能——电池 考点1　原电池的工作原理 一、原电池：研究电池原理的模型 1. 能量转化方式：把 能转化为 ⁠能。 2. 原电池的基本构成要件 (1)一个自发进行的 ⁠反应 ①负极活性物质：还原剂(失电子放电，发生氧化反应)； ②正极活性物质：氧化剂(得电子放电，发生还原反应)。 化学　 电　 氧化还原　 (2)工作时能形成闭合的回路 ①电子导体： 和 ；②离子导体： ⁠或熔 融的电解质。 电极　 导线　 电解质溶液　 掌握必备知识 筑牢应试根基 [问题思考] 下列装置中，能构成原电池的是 (填序号)。 ②④⑥⑦　 3. 工作原理(以锌铜原电池为例) (1)原理分析 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 还原剂－ n e－ 氧化产物 Zn－2e－ Zn2＋ 氧化剂＋ n e－ 还原产物 Cu2＋＋2e－ Cu 反应类型 ⁠ ⁠ 氧化反应　 还原反应　 闭合回路 的形成 电子流向：只在电子导体中流动，从 极(始)沿导线流 向 极(止)(由Zn沿导线流向Cu) 离子移向：阴离子向 极移动，阳离子向 ⁠极移 动；盐桥(含KCl饱和溶液的琼脂)中K＋移向正极，Cl－移向 负极 负　 正　 负　 正　 (2)两种装置比较 ①盐桥作用：a.连接内电路形成闭合回路。b.维持两电极电势差(中和电 荷)，使电池能持续提供电流。 ②装置Ⅰ中有部分Zn与Cu2＋直接反应，使电池效率降低；装置Ⅱ中使Zn 与Cu2＋隔离，电池效率提高，电流稳定。 特别提醒：(1)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。 (2)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。 二、原电池原理的应用 1. 比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性 ⁠的金 属，正极一般是活动性较弱的金属或能导电的非金属。 2. 加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 较强　 3. 用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的 ⁠而受到 保护。 4. 设计制作化学电源 (1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。 (2)根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及 电解质溶液。 正极　 [正误判断] (1)理论上，任何自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池。 (　√　) (2)在原电池中，正、负极分别发生还原反应和氧化反应，相当于一个氧 化还原反应的两个半反应。 (　√　) (3)原电池中，电子定向移动的动力为正负极间形成的电势差，电子一定 从低电势(负极)向高电势(正极)移动。 (　√　) (4)一般来说，带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池效率高。 (　√　) (5)原电池工作时，电子只在电子导体中定向移动，离子只在离子导体中 定向移动，移动路径均不是闭合的，所谓的闭合回路是指电流是闭合 的。 (　√　) √ √ √ √ √ 命题方式1　判断原电池的正、负极 1. (1)由组成原电池的电极材料判断。一般是活动性较强的金属为 ⁠ 极，活动性较弱的金属或能导电的非金属为 ⁠极。 (2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由 极流向 ⁠极； 电子由 极流向 ⁠极。 (3)根据原电池中电解质溶液内离子的移动方向判断。在原电池的电解质 溶液中，阳离子移向 极，阴离子移向 ⁠极。 负　 正　 正　 负　 负　 正　 正　 负　 提升关键能力 应对命题方式 (4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的 ⁠极失电子发生氧 化反应，其 ⁠极得电子发生还原反应。 (5)根据现象判断。一般情况下，溶解的一极为 ⁠极，增重或有气体 逸出的一极为 ⁠极。 负　 正　 负　 正　 反思归纳：原电池正、负极的判断 2. 分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　B　) A. ①②中Mg为负极，③④中Fe为负极 B. ②中Mg为正极，电极反应为6H2O＋6e－ 6OH－＋3H2↑ C. ③中Fe为负极，电极反应为Fe－2e－ Fe2＋ D. ④中Cu为正极，电极反应为2H＋＋2e－ H2↑ B ②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能与NaOH溶液反应失去电子，故Al 为负极；③中Fe在冷的浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子，故 Cu为负极，A、C项错误；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋6H2O 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，负极反应为2Al＋8OH－－6e－ 2[Al(OH)4]－， 由此可得正极反应为6H2O＋6e－ 6OH－＋3H2↑，B项正确； ④中Cu为正极，电极反应为O2 ＋2H2O＋4e－ 4OH－，D项错误。 3. 在探究柠檬电池的工作原理时，某课外小组同学发现：当按图1所示 连接一个柠檬时，二极管不发光；按图2所示连接几个柠檬时，二极管 发光。下列说法不正确的是(　A　) A. 图1中二极管不发光，说明该装 置不构成原电池 B. 图2中铁环为负极、铜线为正极， 负极的电极反应为Fe－2e－ Fe2＋ C. 图1中二极管不发光的原因是单个柠檬电池的电压较小 D. 图2中所得电池组的总电压是各个柠檬电池的电压之和 A 命题方式2　设计原电池 图1连接一个柠檬形成原电池时，二极管不发光的原因是单个柠檬电池 的电压较小，A错误、C正确；图2中多个柠檬电池串联，铁比铜活泼， 则铁环是负极，负极上Fe失电子被氧化生成Fe2＋，电极反应为Fe－2e－ Fe2＋，B正确；图2所得的电池组是由多个柠檬电池串联形成的，故 该电池组的总电压等于各个柠 檬电池的电压之和，D正确。 4. 请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出 电极反应，负极： 　Cu－2e－ Cu2＋　，正极： 　2Fe3＋＋2e－ ⁠，并在方框内画出实验装置图，要求有烧杯和盐桥，并标出外 电路电子流向。 Cu－2e－ Cu2＋　 2Fe3＋＋2e－ 2Fe2＋　 反思归纳：画原电池装置图的常见失分点 失分点1.不注明电极材料名称或元素符号。 失分点2.不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 失分点3.误把盐桥画成导线。 失分点4.不能连成闭合回路。 命题方式3　可逆反应的原电池 5. 某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2设计成带盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl3溶液、KI溶液， 其他用品任选。 回答下列问题： (1)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。 (答案合理即可) (1)先分析氧化还原反应，找出正、负极反应，即可确定电极材料和正、 负极区的电解质溶液。 (答案合理即可) (2)发生氧化反应的电极反应为 ⁠。 (2)发生氧化反应的电极是负极，负极上I－失电子变成I2，电极反应为2I －－2e－ I2。 2I－－2e－ I2 (3)反应达到平衡时，外电路导线中 (填“有”或“无”)电流 通过。 (3)反应达到平衡时，无电子移动，故外电路导线中无电流通过。 (4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，此时 该溶液中的电极为 (填“正”或“负”)极。 (4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时Fe2＋ 失电子，该溶液中的电极为负极。 无　 负　 考点2　化学电源 一、一次电池——干电池 　放电后不可再充电的电池。 1. 碱性锌锰电池 总反应： ⁠。 负极材料： ⁠。 电极反应： ⁠。 正极材料：MnO2。 电极反应： ⁠。 Zn＋2MnO2＋2H2O 2MnO(OH)＋Zn(OH)2　 Zn　 Zn＋2OH－－2e－ Zn(OH)2　 MnO2＋H2O＋e－ MnO(OH)＋OH－　 掌握必备知识 筑牢应试根基 2. 纽扣式锌银电池 总反应： ⁠。 电解质： ⁠。 负极材料： ⁠。 电极反应： ⁠。 Zn＋Ag2O＋H2O Zn(OH)2＋2Ag　 KOH　 Zn　 Zn＋2OH－－2e－ Zn(OH)2　 正极材料： ⁠。 电极反应： ⁠。 Ag2O　 Ag2O＋H2O＋2e－ 2Ag＋2OH－　 3. 锂电池 Li－SOCl2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LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应为8Li＋3SOCl2 6LiCl＋ Li2SO3＋2S。 (1)负极材料为 ，电极反应为 ⁠。 (2)正极的电极反应为 ⁠。 锂　 8Li－8e－ 8Li＋　 3SOCl2＋8e－ 2S＋S ＋6Cl－　 二、二次电池——可充电电池或蓄电池 放电后可以再充电而反复使用的电池。 铅蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 PbSO4＋2H2O－2e－ Pb＋S －2e－ PbSO4 PbSO4＋2e－ Pb PbO2＋4 ＋S ＋2e－ ＋S PbSO4＋2H2O PbO2＋4 ＋S 特别提醒：可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极连接如下： 三、燃料电池 1. 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的有酸性、碱性、熔融 碳酸盐、固体电解质四种。 电池 酸性 碱性 熔融碳酸盐 固体电解质(允 许O2－通过) 负极反 应 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 2H2－ 4e－ 4H＋　 2H2－4e－ ＋4OH－ 4H2O　 2H2－4e－＋2C 2CO2＋ 2H2O　 2H2－4e－＋ 2O2－ 2H2O　 电池 酸性 碱性 熔融碳酸盐 固体电解质(允 许O2－通过) 正极反 应 O2＋4e－ ＋4H＋ 2H2O O2＋4e－＋ 2H2O 4OH－ O2＋4e－＋ 2CO2 2C O2＋4e－ 2O2－ 总反应 2H2＋O2 2H2O 备注 燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作 用 2. 解答燃料电池题目的思维模型 [正误判断] (1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。 (　√　) (2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池。 (　×　) (3)若使反应Fe＋2Fe3＋ 3Fe2＋以原电池方式进行，可用锌和铁作电 极材料。 (　×　) (4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池 的比能量高、可储存时间长。 (　×　) (5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能。 (　×　) (6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－ 4H＋。 (　×　) √ × × × × × 命题方式1　一次电池、二次电池的分析应用 1. 酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其 周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放 电过程中产生MnO(OH)。 (1)该电池的正极反应为 ⁠； 电池总反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。 MnO2＋e－＋H＋ MnO(OH) Zn＋2MnO2＋2H＋ Zn2＋＋ 2MnO(OH) 提升关键能力 应对命题方式 (1)根据酸性锌锰干电池的构造可知，放电时，负极Zn失去电子生成Zn2 ＋，正极MnO2得到电子生成MnO(OH)，从而可写出正极和负极的电极 反应，然后再遵循得失电子守恒，将两极反应加合得电池总反应的离子 方程式。 (2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌 g(已 知 F ＝96 500 C·mol－1)。 (2)电池工作5分钟，通过的电量 Q ＝0.5 A×5 min×60 s·min－1＝150 C， 则理论上消耗Zn的质量 m (Zn)＝ ×65 g·mol－1≈0.05 g。 0.05　 2. 铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极是惰性材料，电池总反 应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 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为 ⁠ ⁠； 电解液中H2SO4的浓度将变 ；当外电路通过1 mol 电子时，理论上 负极质量增加 g。 PbO2＋2e－＋4H＋＋S PbSO4＋ 2H2O 小　 48　 (1)原电池里正极得电子，负极失电子。根据电池总反应式可知，正极的 电极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋S PbSO4＋2H2O，负极反应为 Pb＋S －2e－ PbSO4 质量增加 2 mol 96 g 1 mol Δ m 求得Δ m ＝48 g。 (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、 负极的极性将 ⁠。 Pb　 PbO2　 对换　 (2)电解池里与电源正极相连的电极(阳极)失电子，与电 源负极相连的电极(阴极)得电子。则阳极反应为PbSO4＋ 2H2O－2e－ PbO2＋4H＋＋S ；阴极反应为PbSO4 ＋2e－ Pb＋S 。根据题图，电解一段时间后，原 正极材料PbO2变成Pb，原负极材料Pb变成PbO2，即铅蓄 电池的正、负极的极性对换。 命题方式2　“一池多变”的燃料电池 3. 以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应的书写。 (1)酸性条件 总反应： ⁠； 正极反应： ⁠； 负极反应： ⁠。 CH4＋2O2 CO2＋2H2O 2O2＋8H＋＋8e－ 4H2O CH4－8e－＋2H2O CO2＋8H＋ (2)碱性条件 总反应： ⁠； 正极反应： ⁠； 负极反应： ⁠。 CH4＋2O2＋2OH－ C ＋3H2O 2O2＋4H2O＋8e－ 8OH－ CH4＋10OH－－8e－ C ＋7H2O (3)固体电解质(高温下能传导O2－) 总反应： ⁠； 正极反应： ⁠； 负极反应： ⁠。 CH4＋2O2 CO2＋2H2O 2O2＋8e－ 4O2－ CH4＋4O2－－8e－ CO2＋2H2O (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下 总反应： ⁠； 正极反应： ⁠； 负极反应： ⁠。 CH4＋2O2 CO2＋2H2O 2O2＋4CO2＋8e－ 4C CH4＋4C －8e－ 5CO2＋2H2O 反思归纳：解答燃料电池题目的三个关键点 (1)要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 (2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气。 (3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时考虑该离 子参与靠近一极的电极反应。 1. (2023·广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图)， 可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处 被催化解离成H＋和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确 的是(　B　) A. 电解总反应：KNO3＋3H2O NH3·H2O＋2O2↑＋KOH B. 每生成1 mol NH3·H2O，双极膜处有9 mol的H2O解离 C. 电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变 D. 相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 B 探究真题 素养提升 由信息“大电流催化电解KNO3溶液制氨”可知，在电极a处KNO3得电 子生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应为 ＋8e－＋ 7H2O NH3·H2O＋9OH－，电极b为阳极，电极反应为4OH－－4e－ O2↑＋2H2O，“卯榫”结构 的双极膜中的H＋移向电极a， OH－移向电极b。由分析中阴阳 极电极反应可知，电解总反应为KNO3＋3H2O NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，故A正确； 每生成1 mol NH3·H2O，阴极得8 mol e－，同时双极膜处有8 mol H＋进入 阴极室，即有8 mol的H2O解离，故B错误；电解过程中，阳极室每消耗 4 mol OH－，同时有4 mol OH－通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的 量不因反应而改变，故C正确； 相比于平面结构双极膜，“卯 榫”结构具有更大的膜面积， 有利于H2O被催化解离成H＋和OH－，可提高氨生成速率，故D正确。 2. (2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 (　B　) A. 放电时负极质量减小 B. 储能过程中电能转变为化学能 C. 放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧 D. 充电总反应：Pb＋S ＋2Fe3＋ PbSO4＋2Fe2＋ B 由题图可知，左侧电极为负极，电极反应为Pb－2e－＋S PbSO4，Pb转化为PbSO4，负极质量增大，A项错误；储能过程为充电过 程，电能转化为化学能，B项正确；放电时阳离子向正极移动，左侧H＋ 通过质子交换膜移向右侧，C项错误；充电总反应为PbSO4＋2Fe2＋ Pb＋2Fe3＋＋S ，D项错误。 课时作业40　化学能转化为电能——电池 一、选择题 1. 如图所示，可判断下列离子方程式错误的是(　A　) A. 2Ag(s)＋Cd2＋(aq) 2Ag＋(aq)＋Cd(s) B. Co2＋(aq)＋Cd(s) Co(s)＋Cd2＋(aq) C. 2Ag＋(aq)＋Cd(s) 2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D. 2Ag＋(aq)＋Co(s) 2Ag(s)＋Co2＋(aq) A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 从两个原电池的电极可以判断出三种金属的活动性 顺序：Cd＞Co＞Ag，则氧化性顺序：Cd2＋＜Co2＋ ＜Ag＋，根据氧化还原反应规律可知，A项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2. M、N、P、E四种金属，已知①M＋N2＋ N＋M2＋；②M、P用导 线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连 接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－ E，N－2e－ N2 ＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　A　) A. P＞M＞N＞E B. E＞N＞M＞P C. P＞N＞M＞E D. E＞P＞M＞N A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 由①知，金属的还原性顺序：M＞N；由②知，M作原电池的正极，故 金属的还原性顺序：P＞M；由③知，N、E构成的原电池中，N作负 极，故金属的还原性顺序：N＞E。综上所述，金属的还原性顺序：P＞ M＞N＞E，A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3. 下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是(　C　) A. 上述电池分别属于一次电池、二 次电池和燃料电池 B. 干电池在长时间使用后，锌筒被 破坏 C. 铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol 电子，负极质量减轻207 g D. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景 的绿色电源 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 干电池为一次电池，铅蓄电池为二 次电池，氢氧燃料电池为燃料电池， A正确；在干电池中，Zn作负极被 氧化，B正确；硫酸铅在负极上析出， 负极质量应该增加而非减小，C错误； 氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂 全部储藏在电池内，且工作的最终产物 是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用 前景的绿色电源，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 4. (双选)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(　AC　) A. 铜电极上发生还原反应 B. 电池工作一段时间后，甲池的 c (S )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 AC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A项，由锌的活动性强于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子 生成Cu，发生还原反应，正确；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 (S )不变，错误；C项，在乙池中发生反 应：Cu2＋＋2e－ Cu，同时甲池中的Zn2＋ 通过阳离子交换膜进入乙池中，由于 M (Zn) ＞ M (Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确； D项，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 5. 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验 装置 部分实验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极 有气体产生 电流从a极流 向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　C　) C A. a＞b＞c＞d B. b＞c＞d＞a C. d＞a＞b＞c D. a＞b＞d＞c 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 把四个实验从左到右分别编号为①②③④，则由实验①可知，a作原电 池负极，b作原电池正极，金属活动性：a＞b；由实验②可知，金属活 动性：b＞c；由实验③可知，d作原电池负极，c作正极，金属活动性： d＞c；由实验④可知，d极为原电池负极，a极为原电池正极，金属活动 性：d＞a，综上所述，四种金属的活动性顺序是d＞a＞b＞c。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 6. 铅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　) 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＋2H2SO4 D. 铅蓄电池的缺点是笨重、比能量低 A 放电时，负极Pb失去电子转化为PbSO4，负极质量增加，A项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 7. (2022·河北唐山一中高三期中)某化学实验探究小组探究MnO2与某些 盐溶液的反应，设计如图装置。左侧烧杯中加入50 mL 6 mol·L－1的硫 酸，右侧烧杯中加入50 mL 6 mol·L－1的CaCl2溶液，盐桥中装有含氯化 钾饱和溶液的琼脂。当闭合开关K时，电流表中出 现指针偏转，下列说法正确的是(　B　) B A. 该实验装置属于电解池 B. 左侧烧杯中的电极反应为MnO2＋ 4H＋＋2e－ Mn2＋＋ 2H2O C. C电极上发生还原反应，产生的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D. 若盐桥换成装有含KNO3饱和溶液的琼脂，则C电极上产生的气体的总量不变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 没有外接电源，不属于电解池，A错误；左侧烧杯为正极区，电极反应 为MnO2＋4H＋＋2e－ Mn2＋＋2H2O，B正确；C电极为负极，发生氧 化反应，电极反应为2Cl－－2e－ Cl2↑，C错误；由于盐桥中的阴离 子移向负极区，故若盐桥换成装有含KNO3饱和溶液的琼脂，则负极区 Cl－的物质的量减小，C电极上产生的气体的总 量减少，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 8. 酸性锌锰电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周 围是由炭粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电 过程产生MnO(OH)。下列说法错误的是(　B　) A. 该电池的负极反应为Zn－2e－ Zn2＋ B. 该电池的正极反应为MnO2＋2H2O＋2e－ 2MnO(OH)＋2OH－ C. 维持电流为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗0.05 g Zn(已知 F ＝96 500 C·mol－1) D. 酸性锌锰电池与碱性锌锰电池相比，缺点是电解质溶液易发生泄漏 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 外壳为金属锌，作负极，电解质显酸性，则负极反应为Zn－2e－ Zn2＋，A项正确；中间是碳棒，碳棒是正极，其中二氧化锰得到电子转 化为MnO(OH)，则正极反应为MnO2＋e－＋H＋ MnO(OH)，B项错 误；维持电流为0.5 A，电池工作5分钟，则通过的电荷量 Q ＝ It ＝ 0.5×5×60 C＝150 C，因此转移电子的物质的量是 ≈0.001 55 mol，1 mol Zn在反应中失去2 mol电子，则理论消耗Zn的质量是 ×65 g·mol－1≈0.05 g，C项正确；酸性锌锰电池与碱性锌锰 电池相比，缺点是电解质溶液易发生泄漏，单位质量所输出的电能少且 可储存时间短，连续放电时间短等，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 9. (双选)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(　AD　) A. 该电池放电时质子从Pt1电极经过内电路 移向Pt2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O2＋4e－＋2H2O 4OH－ D. 相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1 AD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 放电时为原电池，质子向正极移动，Pt1电极为负极，则该电池放电时 质子从Pt1电极移向Pt2电极，A正确；Pt1电极为负极，发生氧化反应， SO2被氧化为硫酸，电极反应为SO2＋2H2O－2e－ S ＋4H＋，硫 酸应当拆为离子形式，B错误；酸性条件 下，氧气得电子生成水，C错误；根据转 移电子数相等可知，放电过程中消耗的 SO2和O2的体积比为2∶1，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 二、非选择题 10. 某校化学研究学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性强弱，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目： 方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性强弱。该原理的离子方程式为 ⁠。 方案Ⅰ：铁与酸反应产生气泡，离子方程式为Fe＋2H＋ Fe2＋＋H2↑，而铜与酸不反应。 Fe＋2H＋ Fe2＋＋H2↑ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 方案Ⅱ：有人用Fe、Cu作电极设计成原电池，以此确定它们的活动性强 弱。试在下面的方框内画出原电池的装置图，标出原电池的电极材料和 电解质溶液，并写出电极反应。 正极反应为 ⁠。 负极反应为 ⁠。 2H＋＋2e－ H2↑ Fe－2e－ Fe2＋ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 方案Ⅱ：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液为稀硫酸或稀盐酸 等溶液。实验现象是铁极溶解，而铜极上有无色气泡产生。在负极，Fe 失去电子变为Fe2＋，电极反应为Fe－2e－ Fe2＋；在正极，溶液中的 H＋获得电子变为H2，电极反应为2H＋＋2e－ H2↑。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性强 弱的简单实验方案： ⁠ ⁠ (与方案Ⅰ、Ⅱ不能相同)，用离子方程式表示其反应原理： ⁠ ⁠。 方案Ⅲ：设计简单实验时注意原理与方案Ⅰ及方案Ⅱ的原理不同，且现象 明显，操作简单。将铁片置于CuSO4溶液中，若铁片表面覆盖一层红色 的铜，说明Fe比Cu活动性强，离子方程式为Fe＋Cu2＋ Fe2＋＋Cu。 将铁片置于CuSO4溶液中，若铁片表面覆盖一层 红色的铜，说明Fe比Cu活动性强(合理即可) Fe＋Cu2＋ Fe2＋＋Cu 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 $$