第02讲 化学能转化为电能——电池-【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（鲁科版2019）

第02讲 化学能转化为电能——电池 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 原电池的工作原理 一、铜锌原电池实验探究 （1）实验装置 （2）实验现象 检流计指针 电极表面变化情况 Ⅰ 发生偏转 锌片质量减少，铜片质量增加 Ⅱ 发生偏转 锌片质量减少，铜片质量增加 （3）电极材料及电极反应 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电池反应 Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 电子流向 由锌极通过导线流向铜极 离子移向 阳离子移向正极，阴离子移向负极 盐桥作用 构成闭合回路，使离子通过，传导电流 二、原电池的工作原理 （1）原电池 ①定义：能把化学能转化为电能的装置。 ②电极名称及电极反应。 负极：电子流出的一极，发生氧化反应； 正极：电子流入的一极，发生还原反应。 ③原电池的构成条件。 a．两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。 b．将电极插入电解质溶液。 c．构成闭合回路。 d．能自发发生的氧化还原反应。 （2）工作原理 外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。 三、原电池的应用 1．增大氧化还原反应速率 原理 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减小，反应速率增大 实例 实验室制H2时，粗锌与稀硫酸反应比纯锌快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，也能增大反应速率 2.比较金属的活动性强弱 原理 一般原电池中，活泼金属为负极，发生氧化反应，较不活泼金属为正极，发生还原反应 实例 两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性：a＞b 3.用于金属的防护 原理 使被保护的金属作为原电池的正极而得到保护 实例 要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌块作为原电池的负极，铁闸作为正极 4.设计原电池 (1)理论上，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。 (2)设计示例 设计思路 示例 以自发进行的氧化还原反应为基础 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 氧化反应(负极)：Cu－2e－===Cu2＋ 还原反应(正极)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 负极材料：Cu 正极材料：石墨或铂 电解质溶液：FeCl3溶液 画出示意图 知识点2 化学电源的分类 一次电池和二次电池 1.化学电源的分类 原电池是各种化学电源的雏形，常分为如下三类： ①一次电池：也叫做干电池，放电后不可再充电的电池。 ②二次电池：又称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。 ③燃料电池：一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 2.锌锰干电池 普通锌锰干电池 碱性锌锰干电池 示意图 构造 负极：锌筒 正极：石墨棒 电解质溶液：氯化铵和氯化锌 负极反应物：锌粉 正极反应物：二氧化锰 电解质溶液：氢氧化钾 工作原理 负极：Zn－2e－＋2NH==Zn(NH3)＋2H＋ 正极：2MnO2＋2H＋＋2e－==2MnO(OH) 总反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 3．铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其放电过程表示如下： Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O (1)负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。 (2)放电反应原理 ①负极反应式是Pb＋SO－2e－===PbSO4 ； ②正极反应式是PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O ； ③放电过程中，负极质量的变化是增大，H2SO4溶液的浓度减小。 (3)充电反应原理 ①阴极(还原反应)反应式是 PbSO4＋2e－===Pb＋SO ； ②阳极(氧化反应)反应式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO ； ③充电时，铅蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。即“负极接负极，正极接正极”。 铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程相反。 4．锂离子电池 电极 电极反应 负极 嵌锂石墨(LixCy)：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy 正极 钴酸锂(LiCoO2)：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 总反应 LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋Cy 反应过程：放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化。 知识点3 燃料电池 1．燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。 2．氢氧燃料电池 (1)基本构造 (2)工作原理 酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH) 负极反应 2H2－4e－===4H＋ 2H2－4e－＋4OH－===4H2O 正极反应 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应 2H2＋O2===2H2O 3．燃料电池电极反应式的书写方法 负极为燃料失电子发生氧化反应。 正极为氧气得电子发生还原反应。 如CH4碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式的书写方法： 第一步：确定生成物 CH4 第二步：确定电子转移和变价元素原子守恒 H4－8e－―→O＋H2O； 第三步：依据电解质性质，用OH－使电荷守恒 CH4－8e－＋10OH－―→CO＋H2O； 第四步：依据氢原子守恒配平H2O的化学计量数 CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。 【特别提醒】常见燃料电池 (1)H2、CH4、N2H4、CH3OH、NH3、煤气等均可作为燃料电池的燃料。 (2)电解液可以是酸(如H2SO4)、碱(如KOH)也可以是熔融盐(如Li2CO3-Na2CO3混合物)。 (3)燃料电池电极反应式的书写与电解质溶液有密切关系，酸性溶液中电极反应式不能出现OH－，碱性溶液中电极反应式不能出现H＋。 教材习题01（P20） 下列说法正确的是(　　) A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属 B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应 D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能 解题方法 【解析】构成原电池的电极材料可以是导电的非金属，如碳棒，A错误。在原电池中，电子流出的一极是负极，失电子被氧化，B错误。粗锌中含有杂质，与稀硫酸可构成原电池，增大反应速率，C正确。原电池中的能量除转化为电能外，还有部分转化为热能等，D错误。 【答案】C 教材习题03（P21） 下列电池不属于化学电源的是(　　) A.碱性锌锰电池 B.铅酸蓄电池 C.燃料电池 D.太阳能电池 解题方法 【解析】常见的化学电源：碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、燃料电池，可以将化学能转化为电能；而太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，不是化学电源，故选D。 【答案】D 考点一　原电池的构成及判断 1．化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】无水乙醇为非电解质，不导电，没有电解质溶液，所以不能产生电流，A不合题意； Al能与NaOH溶液反应，但Mg和Al未用导线连接，不能形成闭合的回路，所以不能产生电流，B不合题意；两电极均为石墨电极，没有自发进行的氧化还原反应，不能产生电流，C不合题意；已知Zn比Pb活泼，能与稀盐酸反应，且形成了闭合回路，则能够形成原电池即产生电流，D符合题意；故选D。 2．下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】构成原电池需具备以下条件：两个活性不同的电极；电解质溶液；形成闭合电路；存在能自动发生的氧化还原反应，据此分析判断。 【解析】Fe、Cu未用导线连接，不能形成闭合回路，不能构成原电池，A错误；Fe、Cu用导线连接，形成闭合回路，能发生原电池反应：，属于原电池装置，B正确；四氯化碳溶液不是电解质溶液，不能构成原电池，C错误；稀硫酸分装在两个容器中，不能形成闭合电路，不能构成原电池，D错误；故选B。 3．电池在生产和生活中有着广泛应用，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】装置中锌与铁没有接触也没有通过导线相连，不能构成闭合回路，不能产生电流，A错误；缺少一个电极，不能产生电流，B错误；装置发生铝与氢氧化钠溶液的反应，构成了闭合回路，能产生电流，C正确；碳与硫酸不反应，不能产生电流，D错误；故选C。 考点二　原电池工作原理及其应用 4．某原电池装置如图所示，下列有关叙述中，正确的是 A．发生氧化反应，作正极 B．负极反应： C．盐桥中，移向溶液 D．工作一段时间后，两烧杯中溶液均不变 【答案】C 【分析】该装置是铁-硫酸-石墨原电池，铁是负极，发生氧化反应：Fe-2e-=Fe2+，石墨为正极，发生还原反应：2H++2e-=H2↑。 【解析】发生氧化反应，作负极，A错误；负极反应：Fe-2e-=Fe2+，B错误；原电池中阴离子向负极移动，盐桥中，移向溶液，C正确；工作一段时间后，正极发生还原反应：2H++2e-=H2↑，H+浓度减小，变大，负极产生亚铁离子，溶液显弱酸性，D错误；故选C。 5．铜锌原电池的装置如图，下列说法正确的是 A．Cu是负极材料 B．盐桥中K+进入ZnSO4溶液 C．正极反应物Cu2+被氧化 D．Zn电极上发生反应Zn - 2e− = Zn2+ 【答案】D 【解析】金属的活泼性Zn大于Cu，Zn为负极，A错误；原电池中阳离子向正极移动，K+离子移向CuSO4溶液，B错误；正极上发生还原反应，Cu2+得电子被还原，C错误；Zn电极为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn - 2e− = Zn2+，D正确；故选D。 6．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，b发生还原反应；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，流向d极，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为 A．a>b>c>d B．b>d>c>a C．c>a>b>d D．a>c>d>b 【答案】D 【分析】原电池中，活泼性较强的电极为负极，活泼性较弱的电极为正极，放电时，电子由负极经外电路流向正极，电流从正极沿导线流向负极，正极上得电子发生还原反应，据此分析。 【解析】若a、b相连时，b发生还原反应，说明活动性：a>b；c、d相连时，电流由d到c，则电子由c经外电路流向d，说明活动性：c>d；a、c相连时，c极上产生大量气泡，说明活动性：a>c；b、d相连时，流向d极，说明d为负极，则活动性d>b；故四种金属的活动性由强到弱的顺序为a>c>d>b；故选D。 考点三　一次电池和二次电池 7．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池为二次电池 B．电池工作时，通过隔膜向Zn极移动 C．电池工作时，发生氧化反应 D．负极的电极反应式为： 【答案】B 【解析】碱性锌锰电池不能充电，是一次电池，故A错误；电池工作时，通过隔膜向负极（Zn）移动，故B正确；电池工作时，为正极，得到电子，发生还原反应，故C错误；电池工作Zn为负极，碱性环境下，反应式为：，故D错误；故选B。 8．铅蓄电池放电的反应为：，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，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．电池工作时，负极的电极反应方程式为 D．反应中每生成1mol，转移电子数为2mol 【答案】C 【解析】电池工作时，Pb是负极、PbO2是正极，PbO2发生还原反应，故A错误；电池工作时，通过隔膜向正极移动，故B错误；电池工作时，负极Pb失去电子生成硫酸铅，电极反应方程式是，故C正确；总反应为Pb+PbO2+4H++2SO=2PbSO4+2H2O，则生成2mol硫酸铅转移2mol电子，故每生成1mol，转移电子数为1mol，故D错误；故选C。 9．我国学者自主研发了一种Al-N2二次电池，以离子液体为电解质，其工作原理如图所示。石墨烯/Pd作为电极催化剂，可吸附N2。下列说法正确的是 A．充电时可实现“氮的固定” B．充电时阳极发生还原反应 C．Al箔为原电池的正极 D．放电时负极反应式： 【答案】D 【解析】氮元素从游离态变为化合态的过程称为氮的固定，放电时氮气在正极得电子发生还原反应转化为氮化铝，实现氮的固定；充电时，氮元素由游离态变为化合态，不是氮的固定，A项错误；充电时，阳极失电子发生氧化反应，故B错误；放电时，Al失电子发生氧化反应，Al箔为原电池的负极，故C错误；放电时，Al失电子发生氧化反应，负极反应式为，故D正确；故选D。 考点四　燃料电池 10．氢氧燃料电池构造如图所示，其电池反应的方程式：，下列说法正确的是 A．燃料电池是一种将燃料的化学能转化为热能，然后将热能转化为电能的装置 B．电池工作时电子由电极经导线流向电极B，再经电解质流回电极A，形成闭合回路 C．在电极上获得电子发生还原反应 D．电解质若为溶液，正极的反应： 【答案】D 【解析】氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，但H2没有发生燃烧反应，不是将燃料燃烧时释放出的热能直接转化为电能，A错误；电池中燃料氢气充入一极为负极即A为负极B电极为正极，则工作时电子由电极经导线流向电极B，电子不能在电解质溶液中传递，B错误；该电池工作时，H2在负极A上失去电子发生氧化反应，C错误；电解质若为溶液，正极为氧气得到电子发生还原反应即反应：，D正确；故选D。 11．甲酸燃料电池工作原理如图所示，已知半透膜只允许通过。下列说法错误的是 A．物质A是 B．经过半透膜自极向极迁移 C．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 D．极电极半反应为 【答案】D 【分析】根据装置图，电池左侧a电极通入燃料HCOOH，a电极作负极，发生氧化反应；右边b电极作正极，发生还原反应，循环转化，完成氧气电池在正极的放电过程。 【解析】由于分离出的物质为K2SO4，所以放电过程中需补充的物质A是H2SO4，A正确；原电池工作时阳离子K+由负极流向正极，即通过半透膜自极向极迁移，B正确；根据分析，循环转化，可以看作是该反应的催化剂，C正确；a电极作负极，失电子发生氧化反应，D错误；故选D。 12．如下图为甲醇燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是 A．该燃料电池工作过程中电子从a极通过负载流向b极 B．该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，标况下消耗的的体积为5.6L C．电极的反应式为 D．该燃料电池工作时由b极室向a极室移动，电解质溶液的增大 【答案】D 【解析】该燃料电池左边为负极，右边为正极，工作过程中电子从a极通过负载流向b极，故A正确 B．根据，该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，消耗0.25mol氧气，则标况下消耗的的体积为5.6L，故B正确；甲醇做负极，则电极的反应式为，故C正确；根据原电池“同性相吸”，则该燃料电池工作时由a极室向b极室移动，电解质溶液中氢离子物质的量不变，由于溶液体积增大，因此溶液的增大，故D错误。 综上所述，答案为D。 考点五　新型电池 13．微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO−的溶液为例)。 下列说法正确的是 A．b极为电池负极 B．隔膜1为阳离子交换膜 C．a极的电极反应为：CH3COO-＋2H2O-8e-=2CO2↑＋7H+ D．当外电路中转移2mol电子时，模拟海水中质量减少58.5g 【答案】C 【分析】据图可知极上转化为，C元素被氧化，所以极为该原电池的负极，则极为正极。 【解析】根据分析可知，极为正极，A错误；为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即极，则隔膜为阴离子交换膜，B错误；据图可知极上转化为，其电极反应为：，C正确；当电路中转移电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有移向负极，同时有移向正极，即除去，质量为，D错误；故选C。 14．一种水性电解液离子选择双隔膜电池如下图所示[KOH溶液中，以存在]。电池放电时，下列叙述错误的是 A．II区的通过隔膜向III区迁移 B．该装置能把化学能转化为电能 C．电极反应： D．III区反应后溶液降低 【答案】A 【分析】根据电池装置图可知，Zn为电池的负极，碱性条件下失电子生成，电极反应为，MnO2为电池的正极，得电子生成Mn2+，电极反应为。 【解析】III区发生反应，则根据电荷守恒，II区的通过隔膜向III区迁移，A错误；该装置为原电池装置，可以把化学能转化为电能，B正确；根据分析可知，电极为电池的正极，电极反应为，C正确；III区发生反应，消耗溶液中的，则III区反应后溶液碱性减弱，降低，D正确；故选A。 15．我国学者利用催化剂的选择性(可选择性的促进某种反应的进行)成功设计了钠等活泼金属/海水高储能电池(装置如图，固体电解质只允许钠离子通过)，有望用于航海指示灯的能源。下列说法正确的是 A．有机液若换为稀硫酸，电池使用效率更高 B．放电时，钠电极的电势高于催化电极 C．催化电极的电极反应式为： D．放电时，电路中转移2mol电子，钠电极质量减少46g 【答案】D 【分析】由题意和示意图可知，钠为活泼金属，故钠极为负极，负极反应为Na－e-=Na+，催化电极为正极，故正极反应为2H2O+4e-+O2=4OH-； 【解析】有机液若换为稀硫酸，金属钠是活泼金属，会与酸发生剧烈的反应，会导致金属钠被消耗，电池使用效率下降，故A错误；放电时，钠为负极，正极电极的电势高于负极，故B错误；放电时，催化电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为：2H2O+4e-+O2=4OH-，故C错误；根据电子守恒，每转移2mol电子，理论上有2mol Na反应溶解，钠电极质量减少46g ，故D正确；故选D。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.了解原电池的工作原理。 2.能写出电极反应式和电池反应方程式。 3.学会设计简单原电池装置。 4.了解化学电源的分类。 5.了解常见的化学电源及其工作原理。 【学习重难点】 1.原电池原理及其应用。 2.化学电源电极反应式和电池反应方程式。 3.燃料电池及电极方程式的书写。 1．原电池要有特定的装置。下列装置中能构成原电池的是 A． B．C． D． 【答案】D 【解析】该装置中，虽然有用导线连接的两个活动性不同的电极，但酒精为非电解质，不能传导电流，A不符合题意；该装置中，虽然有两个用导线连接的活动性不同的电极，且与电解质溶液相接触，但不能形成闭合回路，不能形成原电池，B不符合题意；两个电极都为Zn，活动性相同，不能发生电子转移，不能形成原电池，C不符合题意；该装置中，虽然两个活动性不同的电极放在两个烧杯内的稀硫酸溶液中，但两烧杯内的溶液用盐桥相连，能形成闭合回路，所以能形成原电池，D符合题意；故选D。 2．下列说法正确的是（    ） A．酸性锌锰干电池是一次电池，碱性锌锰干电池是二次电池 B．铅蓄电池是一次电池，锂离子电池是二次电池 C．燃料电池的能量转化率可达100% D．废旧电池集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤 【答案】D 【解析】A.次电池是放电后不能再充电使其复原的电池，如酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池等，A错误；可充电电池又称二次电池或蓄电池，放电后可通过充电的方式使电池内的活性物质再生而继续使用的电池，如铅蓄电池、锂离子电池等，B错误；燃料电池除将化学能转化为电能外，还有一部分转化为热能，能量转化率小于100%，C错误；电池中含有的汞、镉、锰等重金属会污染土壤和水源，需要集中处理，D正确；故选D。 3．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，如图所示为两种常见的化学电源示意图，下列有关说法不正确的是 A．锌锰干电池属于一次电池，铅酸蓄电池属于二次电池 B．锌锰干电池中的带铜帽的石墨棒为负极，锌筒为正极 C．铅酸蓄电池供电时Pb电极上的反应为 D．铅酸蓄电池供电时电子由Pb电极经外电路流向电极 【答案】B 【分析】锌锰电池属于一次电池，锌筒为负极。铅酸电池属于二次电池，电池的总反应PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4 +2H2O，其中Pb为负极，反应式为：Pb-2e-+=PbSO4，PbO2为正极，反应式为PbO2+4H++2e-+=PbSO4+2H2O，据此分析。 【解析】锌锰电池是不可充电电池属于一次电池，铅酸电池属于可充电电池是二次电池，A正确；锌是活泼金属失电子发生氧化反应，锌筒为负极，带铜帽的石墨棒为正极，B错误；铅酸蓄电池供电时Pb电极是负极，发生氧化反应，失去电子，电极反应式为：，C正确；原电池中电子由负极经过外电路流向正极，Pb是负极，PbO2为正极，电子由Pb电极经外电路流向电极，D正确；故选B。 4．利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池负极 B．电池工作时，海水中的向b电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1mol Al，理论需要消耗为33.6L 【答案】B 【分析】Al和海水构成的原电池中，铝为活泼金属，发生失电子的氧化反应生成Al3+，则a电极为负极，b电极为正极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。 【解析】由分析可知，Al为负极，则b为正极，故A错误；原电池工作时，阳离子向正极移动，即海水中的Na+向b电极移动，故B正确；原电池工作时，a电极为负极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，随后发生反应：，离子净消耗，a电极区域的海水不会呈强碱性，故C错误；没有说明标准状况，故不能计算氧气的体积，故D错误；故选B。 5．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 A．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C 【答案】B 【解析】将A与B用导连接结起来，浸入电解质溶液中，可构成原电池结构，B不易被腐蚀，说明B作正极，则A金属活动性比B强；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，说明D金属活动性比A强；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化，说明B的金属活动性比Cu强；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明Cu的金属活动性比C强。综上分析得金属活动性由强到弱的顺序为：D>A>B>C，故选B。 6．下列装置能够形成原电池且铜为负极的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】能形成原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极，故A错误；能形成原电池，Fe比Cu活泼，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，Fe作负极，Cu作正极，故B错误；Cu比Ag活泼，但是酒精是非电解质，不能构成原电池，电路中无电流产生，故C错误；能形成原电池，但常温下Al遇浓硝酸钝化，Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜，铜失电子，故Cu作负极，故D正确；故选：D。 7．肼(N2H4)常用作火箭推进器和燃料电池的燃料。一种以KOH溶液作电解质溶液、液态肼为燃料的电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，b电极的电极电势比a电极高 B．放电时，电子从b电极经负载流向a电极 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．a电极反应式为N2H4 + 4OH-+ 4e- =N2↑ + 4H2O 【答案】A 【分析】放电时，a电极N2 H4转化为N2，N化合价升高，发生氧化反应。因此a为负极，电极反应式为N2H4 +4OH-- 4e- =N2↑ + 4H2O；b为正极，电极反应式为O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-。据此解答： 【解析】正极电极电势大于负极，故A正确；a电极上N2H4失去电子，电子通过负载由a流向b，故B错误；电解质为碱性，a电极附近消耗OH-，而b电极附近生成OH-，因此离子交换膜为阴离子交换膜，故C错误；a电极反应式为N2H4 +4OH-- 4e- =N2↑ + 4H2O，故D错误；故选A。 8．某校课外活动小组利用电化学原理降解酸性废水中的，装置如图所示，下列说法错误的是 A．Pt电极作正极 B．电极反应式为 C．溶液中电子通过质子交换膜由电极向电极移动 D．若外电路转移电子，则右侧溶液质量减少 【答案】C 【分析】由氢离子移动方向可知，银电极为原电池的负极，银失去电子发生氧化反应生成氯化银，电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl，铂电极为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为+10e-+12H+=N2↑+6H2O。 【解析】由分析可知，银电极为原电池的负极，铂电极为正极，故A正确；由分析可知，银电极为原电池的负极，银失去电子发生氧化反应生成氯化银，电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl，故B正确；电子只能在导线上定向移动而不能通过溶液，故C错误；由分析可知，铂电极为正极，酸性条件下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氮气和水，电极反应式为+10e-+12H+=N2↑+6H2O，氢离子通过质子交换膜进入正极区溶液中，则外电路转移1mol电子时，右侧溶液质量减少1mol××28g/mol-1mol×1g/mol=1.8g，故D正确；故选C。 9．一种氢氧燃料电池的装置示意图如图，电极均为石墨材料，下列说法正确的是 A．电极1是正极，发生还原反应 B．该装置工作时，溶液中的移向电极1 C．电极2上发生的反应为O2+2H2O+4e-=4OH- D．电子的移动方向为电极1→导线→电极2→稀硫酸→电极1 【答案】B 【分析】该酸性氢氧燃料电池中，通入氢气的一极即电极1为电池的负极，发生失电子的氧化反应，负极反应式为H2-2e-=2H+，通入氧气的一极即电极2为原电池的正极，发生得电子的还原反应，正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，阳离子移向正极、阴离子移向负极，据此分析解答。 【解析】由分析可知，电极1是负极，发生氧化反应，A错误；由分析可知，电极1是负极，该装置工作时，溶液中的移向负极即电极1，B正确；由分析可知，电极2为原电池的正极，发生得电子的还原反应，正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，C错误；已知电子只能在导线上移动，不能在电解质溶液中移动，故电子的移动方向为电极1→导线→电极2，D错误；故选B。 10．利用如图装置将反应的化学能转化为电能，下列说法不合理的是 A．a处发生氧化反应 B．电子从a出发经过导线流向b，再经过盐桥流向a，形成闭合回路 C．X可以是或溶液 D．b可以是石墨或铂 【答案】B 【分析】①G表为电流表，原电池放电时，负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应； ②根据电池反应，负极为Cu，负极液体可以用铜离子溶液或常规盐溶液； ③根据电池反应，正极电解质需要放置三价铁溶液，确保电子流通；正极得电子，需能导电的电极，且此电极不可以直接和三价铁反应。 【解析】根据装置图，a为负极，负极失去电子，发生氧化反应，A项正确；根据分析，电子从负极a出发经过导线流向正极b，但是电子不能经过电解质溶液，因此不能经过盐桥流向a，B项错误；a为负极，Cu失去电子生成铜离子，因此负极液体可以选择用铜离子溶液或常规盐溶液，C项正确；b极是正极，得到电子，需能导电的电极，且此电极不可以直接和三价铁反应，因此可以是石墨或铂，D项正确；故选B。 11．某科研机构将汽车尾气中的NO和CO设计成如图所示的燃料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列说法正确的是 A．石墨Ⅰ为负极，发生还原反应 B．电池工作时，向石墨Ⅱ电极处移动 C．石墨Ⅱ电极反应式为 D．石墨Ⅰ生成22.4L 时，外电路中通过6mol电子 【答案】B 【分析】由电极上物质的变化可知，左边电极氮元素化合价降低，发生还原反应，为正极；右边电极碳元素化合价升高，发生氧化反应，为负极。 【解析】石墨Ⅰ上氮元素化合价降低，发生还原反应，为正极，A错误；为阴离子，阴离子的由正极移向负极，B正确；石墨Ⅱ上发生氧化反应，电极反应式为，C错误；未说明为标准状况，难以计算氮气、电子的物质的量，D错误；故选B。 12．纽扣电池的两极材料分别是锌和氧化银，离子导体是KOH溶液。放电时两个电极的反应分别是Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O和Ag2O+H2O +2e-=2Ag+2OH-。下列说法正确的是 A．锌是负极反应物，氧化银是正极反应物 B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C．溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极移动 D．电池使用过程中，负极区溶液的碱性增强 【答案】A 【分析】放电时两个电极的反应分别是Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O和Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，锌失去电子，锌是负极，氧化银得到电子，作正极，据此解答。 【解析】A. 根据以上分析可知锌是负极反应物，氧化银是正极反应物，A正确； B. 锌失去电子，发生氧化反应，氧化银得到电子，发生还原反应，B错误； C. 溶液中OH-向负极移动，K+、H+向正极移动，C错误； D. 电池使用过程中，负极区消耗氢氧根，则负极区溶液的碱性减弱，D错误；答案选A。 13．上海世博会新能源车展中介绍了多种新型电池，推动社会发展历程。下图是质子交换膜燃料电池工作原理，下列叙述正确的是 A．通入氧气的电极发生氧化反应 B．总反应式为 C．通入氢气的电极为正极 D．正极反应式为 【答案】D 【分析】由图可知，通入氧气的电极为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4H++4e﹣＝2H2O，通入氢气的电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2—2e﹣=2H+，电池总反应为O2+2H2=2H2O。 【解析】由分析可知，通入氧气的电极为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，故A错误；由分析可知，燃料电池的总反应为O2+2H2=2H2O，电池工作时无需点燃条件，故B错误；由分析可知，通入氢气的电极为负极，故C错误；由分析可知，通入氧气的电极为燃料电池的正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4H++4e﹣＝2H2O，故D正确；故选D。 14．从绿色化学和环境保护角度来看，燃料电池是最具有发展前途的发电技术。32燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是 A．该32燃料电池是将化学能转化为电能的装置 B．电池工作时，溶液中的OH-向电极a迁移 C．当外电路中有3mol电子通过时，电极a上消耗22.4LNH3 D．电极b上的电极反应式为22-- 【答案】C 【分析】电极a处氨气失去电子发生氧化反应，可知电极a为负极，b为正极。 【解析】该32燃料电池是将化学能转化为电能的装置，A正确；电池工作时，溶液中的OH-向负极即电极a迁移，B正确；电极a的电极反应式为，当外电路中有3mol电子通过时，电极a上消耗1molNH3，没有指明是在标况下，不能确定体积大小，C错误；电极b上的电极反应式为22--，D正确；故选C。 15．一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时电极a上反应为： B．放电时电极b附近溶液的pH升高 C．离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．为加快净化污水和淡化海水的速率，该电池可在高温下工作 【答案】D 【分析】微生物电池中，右侧电极室加入含的废水，产生，氮元素化合价降低，得到电子，所以电极是正极；左侧电极室加入含葡萄糖废水，生成，碳元素化合价升高，失去电子，则电极为负极。 【解析】根据分析，电极为负极，葡萄糖失电子发生氧化反应生成，电极反应式为：，A正确；根据分析，电极是正极，电极反应式为，因此随着反应进行，溶液的升高，B正确；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在放电及海水淡化过程中，海水中阴离子移向左侧负极，阳离子移向右侧正极，因此该电池工作时，离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜，C正确；高温会导致厌氧菌、反硝化细菌等微生物的蛋白质发生变性而失去其生理活性，最终导致电池失效，因此该电池不能在高温下工作，D错误；故选D。 16．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的材料，电池反应为。下列说法正确的是 A．电解质中加入硫酸能增强导电性 B．电池充电时间越长，电池中的量越多 C．电池工作时，正极可发生反应： D．电池工作时，外电路中流过电子，负极材料减重 【答案】C 【分析】根据电池总反应及装置图可知，电池工作时Li+向a极移动，则a极为正极，b极为负极。 【解析】电解质中加入硫酸，会与负极材料Li发生反应，从而减弱电路的导电性，A错误；充电时a为阳极，与放电时的电极反应相反，则充电时间越长，电池中的量越少，B错误；根据分析可知，电池工作时a极为正极，则正极可发生反应：，C正确；根据分析可知，电池工作时b极为负极，则外电路中流过电子时，消耗的锂为0.02mol，则负极材料减重0.14g，D错误；故选C。 17．以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成如图所示的新型燃料电池。下列说法错误的是 A．b电极发生氧化反应 B．a电极发生的反应为 C．A溶液中所含溶质为 D．当反应消耗时，则消耗标准状况下的体积为67.2L 【答案】D 【分析】以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，通入氢气一端为负极，通入氮气一端为正极。据此分析作答。 【解析】通入氢气的一端b电极为负极，发生氧化反应，A正确；通入氮气的一端a电极为正极，发生还原反应，电解质溶液呈酸性，正极反应为，B正确；氮气在正极与溶液中稀盐酸反应生成，则A溶液中所含溶质为，C正确；当反应消耗时，转移3mol电子，负极消耗氢气1.5mol，标准状况下的体积为，D错误；故选D。 18．化学电源是新能源和可再生能源的重要组成部分。科学家利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成化学电池，如图所示。下列说法正确的是 A．a端电势高于b端电势 B．电池工作时，石墨电极区域海水pH减小 C．电池工作时，海水中的Cl-向a电极移动 D．67.2LO2参加反应，a电极消耗Al的质量为54g 【答案】C 【分析】金属Al、海水及其中的溶解氧可组成的原电池中，活泼金属Al发生失电子的氧化反应生成Al3+，则a电极为负极，b电极为正极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，电子由负极经过导线移向正极，据此分析解答。 【解析】由分析可知，a为负极，b为正极，故a端电势低于b端电势，A错误；由分析可知，电池工作时，b电极为正极，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故石墨电极区域海水pH增大，B错误；由分析可知，a为负极，b为正极，故电池工作时，海水中的Cl-向a电极移动，C正确；题干未告知O2所处的状态为标准状况，无法计算67.2LO2的物质的量，故也就无法计算67.2LO2参加反应，a电极消耗Al的质量，D错误；故选C。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 化学能转化为电能——电池 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 原电池的工作原理 一、铜锌原电池实验探究 （1）实验装置 （2）实验现象 检流计指针 电极表面变化情况 Ⅰ 发生 锌片质量 ，铜片质量 Ⅱ 发生 锌片质量 ，铜片质量 （3）电极材料及电极反应 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 反应类型 反应 反应 电池反应 Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 电子流向 由 极通过导线流向 极 离子移向 阳离子移向 极，阴离子移向 极 盐桥作用 构成闭合回路，使离子通过，传导电流 二、原电池的工作原理 （1）原电池 ①定义：能把 转化为 的装置。 ②电极名称及电极反应。 负极：电子 的一极，发生 反应； 正极：电子 的一极，发生 反应。 ③原电池的构成条件。 a．两个活泼性不同的电极(两种金属或一种 和一种能导电的 )。 b．将电极插入 溶液。 c．构成闭合回路。 d．能自发发生的 反应。 （2）工作原理 外电路中电子由 极流向 极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向 极，阳离子移向 极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。 三、原电池的应用 1．增大氧化还原反应速率 原理 原电池中， 反应和 反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减小，反应速率增大 实例 实验室制H2时，粗锌与稀硫酸反应比纯锌 ，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，也能增大反应速率 2.比较金属的活动性强弱 原理 一般原电池中，活泼金属为 ，发生 ，较不活泼金属为 ，发生 实例 两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是 ，b是 ，由原电池原理可知，金属活动性：a＞b 3.用于金属的防护 原理 使被保护的金属作为原电池的 而得到保护 实例 要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌块作为原电池的 ，铁闸作为正极 4.设计原电池 (1)理论上，任何一个自发的 反应都可以设计成原电池。 (2)设计示例 设计思路 示例 以自发进行的 反应为基础 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 把氧化还原反应分为 和 两个半反应，从而确定电极反应 氧化反应(负极)：Cu－2e－===Cu2＋ 还原反应(正极)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 负极材料：Cu 正极材料：石墨或铂 电解质溶液：FeCl3溶液 画出示意图 知识点2 化学电源的分类 一次电池和二次电池 1.化学电源的分类 原电池是各种化学电源的雏形，常分为如下三类： ① 电池：也叫做干电池，放电后不可再充电的电池。 ② 电池：又称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。 ③ 电池：一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 2.锌锰干电池 普通锌锰干电池 碱性锌锰干电池 示意图 构造 负极： 正极： 电解质溶液：氯化铵和氯化锌 负极反应物： 正极反应物： 电解质溶液：氢氧化钾 工作原理 负极：Zn－2e－＋2NH==Zn(NH3)＋2H＋ 正极：2MnO2＋2H＋＋2e－==2MnO(OH) 总反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH) 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 3．铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其放电过程表示如下： Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O (1) 是Pb， 是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。 (2)放电反应原理 ①负极反应式是Pb＋SO－2e－===PbSO4 ； ②正极反应式是PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O ； ③放电过程中，负极质量的变化是增大，H2SO4溶液的浓度减小。 (3)充电反应原理 ①阴极(还原反应)反应式是 PbSO4＋2e－===Pb＋SO ； ②阳极(氧化反应)反应式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO ； ③充电时，铅蓄电池正极与直流电源 相连，负极与直流电源 相连。即“负极接负极，正极接正极”。 铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程相反。 4．锂离子电池 电极 电极反应 负极 嵌锂石墨(LixCy)：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy 正极 钴酸锂(LiCoO2)：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 总反应 LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋Cy 反应过程：放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中，充电时，Li＋从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。这样在放电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互转化。 知识点3 燃料电池 1．燃料电池 燃料电池是一种连续地将 和 的化学能直接转化为电能的化学电源。电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。 2．氢氧燃料电池 (1)基本构造 (2)工作原理 酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH) 负极反应 正极反应 总反应 3．燃料电池电极反应式的书写方法 负极为燃料失电子发生 。 正极为氧气得电子发生 。 如CH4碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式的书写方法： 第一步：确定生成物 CH4 第二步：确定电子转移和变价元素原子守恒 H4－8e－―→O＋H2O； 第三步：依据电解质性质，用OH－使电荷守恒 CH4－8e－＋10OH－―→CO＋H2O； 第四步：依据氢原子守恒配平H2O的化学计量数 CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。 【特别提醒】常见燃料电池 (1)H2、CH4、N2H4、CH3OH、NH3、煤气等均可作为燃料电池的燃料。 (2)电解液可以是酸(如H2SO4)、碱(如KOH)也可以是熔融盐(如Li2CO3-Na2CO3混合物)。 (3)燃料电池电极反应式的书写与电解质溶液有密切关系，酸性溶液中电极反应式不能出现OH－，碱性溶液中电极反应式不能出现H＋。 教材习题01（P20） 下列说法正确的是(　　) A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属 B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀硫酸反应 D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能 解题方法 教材习题03（P21） 下列电池不属于化学电源的是(　　) A.碱性锌锰电池 B.铅酸蓄电池 C.燃料电池 D.太阳能电池 解题方法 考点一　原电池的构成及判断 1．化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 2．下列装置能构成原电池的是 A． B． C． D． 3．电池在生产和生活中有着广泛应用，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 考点二　原电池工作原理及其应用 4．某原电池装置如图所示，下列有关叙述中，正确的是 A．发生氧化反应，作正极 B．负极反应： C．盐桥中，移向溶液 D．工作一段时间后，两烧杯中溶液均不变 5．铜锌原电池的装置如图，下列说法正确的是 A．Cu是负极材料 B．盐桥中K+进入ZnSO4溶液 C．正极反应物Cu2+被氧化 D．Zn电极上发生反应Zn - 2e− = Zn2+ 6．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，b发生还原反应；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，流向d极，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为 A．a>b>c>d B．b>d>c>a C．c>a>b>d D．a>c>d>b 考点三　一次电池和二次电池 7．碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池为二次电池 B．电池工作时，通过隔膜向Zn极移动 C．电池工作时，发生氧化反应 D．负极的电极反应式为： 8．铅蓄电池放电的反应为：，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，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．电池工作时，负极的电极反应方程式为 D．反应中每生成1mol，转移电子数为2mol 9．我国学者自主研发了一种Al-N2二次电池，以离子液体为电解质，其工作原理如图所示。石墨烯/Pd作为电极催化剂，可吸附N2。下列说法正确的是 A．充电时可实现“氮的固定” B．充电时阳极发生还原反应 C．Al箔为原电池的正极 D．放电时负极反应式： 考点四　燃料电池 10．氢氧燃料电池构造如图所示，其电池反应的方程式：，下列说法正确的是 A．燃料电池是一种将燃料的化学能转化为热能，然后将热能转化为电能的装置 B．电池工作时电子由电极经导线流向电极B，再经电解质流回电极A，形成闭合回路 C．在电极上获得电子发生还原反应 D．电解质若为溶液，正极的反应： 11．甲酸燃料电池工作原理如图所示，已知半透膜只允许通过。下列说法错误的是 A．物质A是 B．经过半透膜自极向极迁移 C．可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用 D．极电极半反应为 12．如下图为甲醇燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是 A．该燃料电池工作过程中电子从a极通过负载流向b极 B．该燃料电池工作时电路中通过1mol电子时，标况下消耗的的体积为5.6L C．电极的反应式为 D．该燃料电池工作时由b极室向a极室移动，电解质溶液的增大 考点五　新型电池 13．微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO−的溶液为例)。 下列说法正确的是 A．b极为电池负极 B．隔膜1为阳离子交换膜 C．a极的电极反应为：CH3COO-＋2H2O-8e-=2CO2↑＋7H+ D．当外电路中转移2mol电子时，模拟海水中质量减少58.5g 14．一种水性电解液离子选择双隔膜电池如下图所示[KOH溶液中，以存在]。电池放电时，下列叙述错误的是 A．II区的通过隔膜向III区迁移 B．该装置能把化学能转化为电能 C．电极反应： D．III区反应后溶液降低 15．我国学者利用催化剂的选择性(可选择性的促进某种反应的进行)成功设计了钠等活泼金属/海水高储能电池(装置如图，固体电解质只允许钠离子通过)，有望用于航海指示灯的能源。下列说法正确的是 A．有机液若换为稀硫酸，电池使用效率更高 B．放电时，钠电极的电势高于催化电极 C．催化电极的电极反应式为： D．放电时，电路中转移2mol电子，钠电极质量减少46g 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.了解原电池的工作原理。 2.能写出电极反应式和电池反应方程式。 3.学会设计简单原电池装置。 4.了解化学电源的分类。 5.了解常见的化学电源及其工作原理。 【学习重难点】 1.原电池原理及其应用。 2.化学电源电极反应式和电池反应方程式。 3.燃料电池及电极方程式的书写。 1．原电池要有特定的装置。下列装置中能构成原电池的是 A． B．C． D． 2．下列说法正确的是（    ） A．酸性锌锰干电池是一次电池，碱性锌锰干电池是二次电池 B．铅蓄电池是一次电池，锂离子电池是二次电池 C．燃料电池的能量转化率可达100% D．废旧电池集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤 3．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，如图所示为两种常见的化学电源示意图，下列有关说法不正确的是 A．锌锰干电池属于一次电池，铅酸蓄电池属于二次电池 B．锌锰干电池中的带铜帽的石墨棒为负极，锌筒为正极 C．铅酸蓄电池供电时Pb电极上的反应为 D．铅酸蓄电池供电时电子由Pb电极经外电路流向电极 4．利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池负极 B．电池工作时，海水中的向b电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1mol Al，理论需要消耗为33.6L 5．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 A．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C 6．下列装置能够形成原电池且铜为负极的是 A． B． C． D． 7．肼(N2H4)常用作火箭推进器和燃料电池的燃料。一种以KOH溶液作电解质溶液、液态肼为燃料的电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，b电极的电极电势比a电极高 B．放电时，电子从b电极经负载流向a电极 C．离子交换膜为阳离子交换膜 D．a电极反应式为N2H4 + 4OH-+ 4e- =N2↑ + 4H2O 8．某校课外活动小组利用电化学原理降解酸性废水中的，装置如图所示，下列说法错误的是 A．Pt电极作正极 B．电极反应式为 C．溶液中电子通过质子交换膜由电极向电极移动 D．若外电路转移电子，则右侧溶液质量减少 9．一种氢氧燃料电池的装置示意图如图，电极均为石墨材料，下列说法正确的是 A．电极1是正极，发生还原反应 B．该装置工作时，溶液中的移向电极1 C．电极2上发生的反应为O2+2H2O+4e-=4OH- D．电子的移动方向为电极1→导线→电极2→稀硫酸→电极1 10．利用如图装置将反应的化学能转化为电能，下列说法不合理的是 A．a处发生氧化反应 B．电子从a出发经过导线流向b，再经过盐桥流向a，形成闭合回路 C．X可以是或溶液 D．b可以是石墨或铂 11．某科研机构将汽车尾气中的NO和CO设计成如图所示的燃料电池，实现了NO和CO的无害转化。下列说法正确的是 A．石墨Ⅰ为负极，发生还原反应 B．电池工作时，向石墨Ⅱ电极处移动 C．石墨Ⅱ电极反应式为 D．石墨Ⅰ生成22.4L 时，外电路中通过6mol电子 12．纽扣电池的两极材料分别是锌和氧化银，离子导体是KOH溶液。放电时两个电极的反应分别是Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O和Ag2O+H2O +2e-=2Ag+2OH-。下列说法正确的是 A．锌是负极反应物，氧化银是正极反应物 B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C．溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极移动 D．电池使用过程中，负极区溶液的碱性增强 13．上海世博会新能源车展中介绍了多种新型电池，推动社会发展历程。下图是质子交换膜燃料电池工作原理，下列叙述正确的是 A．通入氧气的电极发生氧化反应 B．总反应式为 C．通入氢气的电极为正极 D．正极反应式为 14．从绿色化学和环境保护角度来看，燃料电池是最具有发展前途的发电技术。32燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是 A．该32燃料电池是将化学能转化为电能的装置 B．电池工作时，溶液中的OH-向电极a迁移 C．当外电路中有3mol电子通过时，电极a上消耗22.4LNH3 D．电极b上的电极反应式为22-- 15．一种微生物电池可用于净化污水和淡化海水，工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．放电时电极a上反应为： B．放电时电极b附近溶液的pH升高 C．离子交换膜c和d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．为加快净化污水和淡化海水的速率，该电池可在高温下工作 16．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的材料，电池反应为。下列说法正确的是 A．电解质中加入硫酸能增强导电性 B．电池充电时间越长，电池中的量越多 C．电池工作时，正极可发生反应： D．电池工作时，外电路中流过电子，负极材料减重 17．以和为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成如图所示的新型燃料电池。下列说法错误的是 A．b电极发生氧化反应 B．a电极发生的反应为 C．A溶液中所含溶质为 D．当反应消耗时，则消耗标准状况下的体积为67.2L 18．化学电源是新能源和可再生能源的重要组成部分。科学家利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成化学电池，如图所示。下列说法正确的是 A．a端电势高于b端电势 B．电池工作时，石墨电极区域海水pH减小 C．电池工作时，海水中的Cl-向a电极移动 D．67.2LO2参加反应，a电极消耗Al的质量为54g 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$