第33讲 原电池&考教衔接5 化学电源的基本考查分析-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考化学大一轮复习全新方案通用版

第七章化学反应与能量 第33讲 原电池 考试要求 1.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。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。 考点一 原电池的工作原理及应用 (2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电 必备知识整合 啤强基础 池时，反应速率加快。 1.原电池的概念及构成条件 (3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作 (1)定义：将 转化为 的装置。 原电池的 而受到保护。 (2)原电池的形成条件 (4)设计原电池：首先将氧化还原反应分成两个 ①能自发进行的 半反应，其次根据原电池的反应特点，结合两个 ②两个活泼性不同的电极（燃料电池的两个电 半反应找出正、负极材料和电解质溶液。 极可以相同)。 ③形成 ,需满足三个条件：a.存在电解 秒判正误正确的打“√”，错误的打“×”。 质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电 (1)放热的反应都可设计成原电池。 ( 解质溶液或熔融电解质中。 (2)盐桥是所有原电池构成的必要条件。( 2.原电池的工作原理（以锌铜原电池为例） (3)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极。 171 (1)原电池工作原理示意图 e沿导线传递 (4)构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不 A 同的金属。 氧化反应 还原反应 ) 锌 铜 极 极 (5)实验室制备H2时，用粗锌（含Cu、Fe等）代替 Zn-2e-: =Zn2+ 阴Zns0 Cu2++2e-=Cu CuSO,阳彩 纯锌与盐酸反应效果更佳。 溶液溶液 离子导体 对点题组突破 提能力 熔 解 态 溶 解 题组一 原电池的构成及工作原理 子导体 1.与甲、乙两套装置有关的下列说法正确的是 传导离子 (2)盐桥的组成和作用 KCI的琼脂溶液 ①盐桥中装有含KC1饱和溶液的琼脂，离子可 碳 在其中自由移动。 棒 ②盐桥的作用：连接内电路， 1mol·L-1HSO,溶液 ZnSO,溶液1mol·L1 ,使原电池不断产生电流。 HSO,溶液 ③盐桥中离子移向：阴离子移向 ,阳离 甲 乙 子移向 A.甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应 3.原电池的应用 B.甲中锌棒直接与稀硫酸接触，故甲生成气泡 (1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一 的速率更快 般是活动性 的金属，正极一般是活动 C.甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒 性 的金属（或能导电的非金属）。 定向迁移 红因闪·讲与练·高三化学 D.乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高 电池效率 b (A) (A) 2.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有 实验 关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确 装置 CuSO,溶液 稀硫酸 的是 稀硫酸 稀硫酸 空气 A 部分a极质量减 b极有气体d极溶解；c LAL Mg .Al Fe L.Cu 电流从a极 实验 小；b极质 产生；c极 极有气体 流向d极 现象 量增加 无变化 产生 稀硫酸 NaOH溶液 浓硝酸 NaCI溶液 由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (1) (2) (3) (4) A.(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极 A.a>b>c>d B.bc>d>a B.(2)中Mg作正极，电极反应式为6H2O+ C.d>a>bc D.a>bd>c 6e-6OH+3H2个 4.根据反应2FeCl十Cu一2FeCl2十CuCl2设计 C.(3)中Fe作负极，电极反应式为Fe一2e 原电池，在方框中画出装置图，指出电极材料和 -Fe2+ 电解质溶液，写出电极反应式： D.(4)中Cu作正极，电极反应式为2H++2e ①不含盐桥 ②含盐桥 —H2个 方法规律 178 判断原电池正、负极的四种方法 ①失去电子的电极为负极，发生氧 依据反应类型化反应：②得到电子的电极为正极， 负极： 发生还原反应 正极： 依据电子定 ①电子流出的电极为负极，电子经 向移动方向 外电路流入正极；②电流流出的电 思维建模 和电流方向 极为正极，电流经外电路流入负极 设计制作化学电源的基本步骤 依据离子 阴离子向负极移动，阳离子向正极 拆分反应一将氧化还原反应分成两个半反应 移动方向 移动 将还原剂（一般为比较活泼的金属） 选择电极 般不断溶解、质量减小的电极为 作负极，活动性比负极弱的金属或非 材料 依据电极现象 负极；有固体析出、质量增加或不变 金属导体作正极 或有气体产生的电极为正极 如果两个半反应分别在两个容器中 [特别提醒]原电池的正、负极不仅与电极材料 构成闭合 进行（中间连接盐桥），则两个容器中 的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成思维定 回路 的电解质溶液应含有与电极材料相！ 式—活泼金属不一定是负极，但发生氧化反应的 同的金属阳离子 -定是负极。 结合要求及反应特点，画出原电池装 画出装 题组二原电池工作原理的应用 置图，标出电极材料的名称、正负极 置图 3.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及 电解质溶液等 部分实验现象如下： 第七章化学反应与能量 考点二 化学电源 ②碱性溶液 必备知识整合 啤强基础 正极： 1.一次电池 负极： (1)含义：放电后不可再充电的电池。 ③固体氧化物（其中O2-可以在固体介质中自 (2)常见电池 由移动) ①碱性锌锰电池 正极： 负极： 负极： 正极：MnO2+H,O+e MnO(OH)H ④熔融碳酸盐(CO号) OH; 正极： 总反应：Zn+2MnO2+2HO-2MnO(OH)+ 负极： Zn(OH)2。 秒判正误正确的打“/”，错误的打“X”。 ②锌银电池 (1)手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池。 负极：Zn+2OH-2e—Zn(OH)2; ( 正极：Ag2O+H20+2e—2Ag+2OH; (2)在碱性锌锰电池中，碳棒只起导电作用，并不 总反应： 参加化学反应。 2.二次电池 ) (3)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可 (1)含义 逆反应。 二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放 ) (4)二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生 电后可以再充电而反复使用的电池。 还原反应。 ( (2)铅酸蓄电池 179 放电 (5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能 总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO+ 转化为电能。 2H2O 放电时的反应 对点题组突破 啤提能力 负极： 题组一 二次电池 正极： 1.铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图 充电时的反应 所示。下列说法不正确的是 ( 阴极： 阳极： 3.燃料电池 (1)含义 PbO(正极) 燃料电池是一种连续将燃料和氧化剂的化学能 稀硫酸 Pb(负极) 直接转化为电能的化学电源。 A.电池放电时，负极质量减小 (2)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常 B.电池放电时，c(H+)减小 见的燃料除H2外，还有CO、水煤气(CO和 C.电池充电时总反应为2PbSO4+2H2O=一 H2)、烃类（如CH)、醇类（如CHOH)、醚类 (如CH OCH3)、氨(NH)、肼(H2N一NH2)等。 Pb+PbO2+2H2 SO 如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料 D.铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低 的燃烧。以甲醇为燃料，写出下列介质中的电 2.(2023·新课标卷)一种以V2O,和Zn为电极、 极反应式。 Zn(CFSO3)2水溶液为电解质的电池，其示意 ①酸性溶液（或含质子交换膜） 图如图所示。放电时，Zn+可插入VO,层间 正极： 形成Zn,V2O·nH2O。下列说法错误的是 负极： () 2的·讲与练·高三化学 放电块绿 归纳提升 充电90 解答燃料电池题目的几个关键点 V.O Zn,V,O.nH,O (1)注意介质成分，是电解质溶液还是熔融盐、氧化 Zn电极 V,O,电极 物或是有机溶剂。 Zn(CF,SO,)2水溶液 (2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧气 A.放电时V2O为正极 (或其他氧化剂)。 B.放电时Zn2+由负极向正极迁移 (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。 C.充电总反应：xZn+V2O+nHO ZnV2O·nH2O 题组三电极反应式的书写 D.充电阳极反应：Zn,V2O5·nHO- 2xe 5.根据电池反应书写电极反应式。 -xZn2++V2O;+nH2O (1)碱性铁电池的电池反应为3Zn十2 K.FeO4+ 4思维建模 8H2O-3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH. 可充电电池分析的思维模型 负极反应式： 互逆 正极反应式： 阴极：还原反应 负极：氧化反应 (2)一种锂电池的反应为CoO2+LiC6 阳阴 充发放原 电 阴阳 离子 电民电是 LiCoO2+C6,锂原子嵌入电池负极材料碳 阳极： 氧化反应 (C6)中。 正极： 还原反应 负极反应式： 互逆 [技巧]阴极反应式=充电总 正极反应式=放电总 正极反应式： 反应式一阳极反应式 反应式一负极反应式 (3)甲烷一氧气燃料电池（正极反应式与氢氧燃 料电池正极反应式相同，下面只需写出负极反 180 题组二 燃料电池 应式即可)。 3.(2024·广东湛江一 质子交换膜 Pt Pt ① 模)如图是一种酸性燃 呼气 02 (碱性介质)； 料电池酒精检测仪，具 ② 有自动吹起、流量侦测 醋酸 H,O (酸性介质)； 与控制的功能，非常适 ▣ ③ 合进行现场酒精检测。 微处理器液晶显示屏 (碳酸盐作介质)： 下列说法正确的是 ④ ( (熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O)。 A.电子由氧气通入的Pt电极流出 方法规律 B.质子(H十)通过质子交换膜从负极流向正极 电极反应式的书写方法 C.每消耗22.4LO2,会产生1mol醋酸 方法一：直接书写 D.左侧Pt电极表面发生的反应： 列物质 CH,CH2OH+2e-CH,COOH+2H+ 标得失 电极反应物→产物及得失电子数 4.某种熔融碳酸盐燃料 e- 在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极 电池以Ii2CO3、K2CO a 看环境 Li计 :产物，即H、OH、HO等是否参加反应， 为电解质、以CH为燃 K+ 配守恒 遵守电荷守恒、质量守恒、得失电子守恒 料时，该电池工作原理 CO CO H,O 两式加 如图，下列说法正确的 验总式 :两电极反应式相加，与总反应式对照验证 是 方法二：间接书写 A.a为O2,b为CH 第一步，写出电池总反应式。 B.CO号向正极移动 第二步，写出电极的正极反应式。 C.此电池在常温时也能工作 第三步，负极反应式=总反应式一正极反应式。 D.正极电极反应式为2CO2+O2+4e—2CO号 第七章化学反应与能量 进 考教衔接⑤化学电源的基本考查分析 化学电源是历年高考的“常客”，其命题的基 本原则是在考查原电池基本工作原理的基础上适当地进行创新，我们在学习这部分内容的时侯一定要 以教材中呈现的酸、碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、氢氧燃料电池为载体，进一步理解原电池工作原理在 化学电源中的应用，能够归纳出化学电源的主要考查方向并形成分析化学电源问题的思维模型。 【考题】 (2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn+ 去情境抓关键 2MnO2十HO—ZnO+2MnO(OH),电池构造示意图如图 (1)碱性锌锰电池的正、负极分别是 所示。下列有关说法正确的是 ( 谁？两个电极上分别发生什么反应？ (2)原电池工作时氢氧根离子向哪一 极区移动？ 锌粉和KOH 真题 (3)写出生成MnO(OH)的电极反应 MnO,和KOH 隔膜 式并根据电极反应式计算转移的电子 示 的数目。 A.电池工作时，MnO2发生氧化反应 (4)温度会对化学反应速率造成什么 B.电池工作时，OH通过隔膜向正极移动 影响？ C.环境温度过低，不利于电池放电 【答案】C D.反应中每生成1 mol MnO(OH),转移电子数为 2×6.02×1029 181 【教材】（人教版选择性必修1P98)】 联教材理要点 碱性锌锰电池（如图），总反应为Zn+2MnO2+2H2O (1)能根据装置图和原电池的工作原 2MnO(OH)+Zn(OH)2. 理判断正、负极：Zn一端作负极， MnO2一端作正极。 真题 锌粉和KOH (2)能结合介质的酸碱性书写原电池 的混合物 的电极反应式，负极：Zn十2OH一2e MnO, -Zn(OH)2 金属外壳 正极：MnO2十H2O+e MnO(OH)+OH (3)能根据有关反应进行简单计算 类题精练 石墨棒 1.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛 二氧化锰和炭黑 氯化铵和氯化锌 应用。 锌筒 PbO2(正极) 锌锰电池 稀硫酸 Pb(负极) 金属外壳 锌粉 铅酸蓄电池 丙 丁 浸了KOH 溶液的隔板 下列说法不正确的是 AgO H2SO,溶液 纽扣式锌银电池 A.甲：Zn+向Cu电极方向移动，Cu电极附近 原电池示意图 分 乙 溶液中H+浓度增加 红勾·讲与练·高三化学 B.乙：正极的电极反应式为AgO+2e十HOC.硫电极上发生的反应为2Cu+十S十4e -2Ag+20H —Cu2S C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D.理论上，每消耗1molS,同时消耗2 mol Li D.丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减 3.(2023·海南卷)利用金属A1、海水及其中的溶 弱，导电能力下降 解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 2.(2024·广东深圳一模)我国科学家设计了 水/有机混合高能锂硫电池，其工作原理如图所 示。下列说法正确的是 海水 硫电极 锂电极 02 :阳 Cu2 A.b电极为电池正极 含Cu2 含Li*有机 水溶液 电解质 B.电池工作时，海水中的Na向a电极移动 Cu,S 膜 C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 A.硫电极为负极 D.每消耗1kgAl,电池最多向外提供37mol B.Cu+通过阳离子交换膜向锂电极方向迁移 电子的电量 「高考真题演练 明考向 182 1.(2024·北京卷)酸性锌锰干电池的构造示意图 如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正 C02 多孔 Mg 确的是 Mg(TFSD), 隔 Mg(TFSD), 碳纳 PDA 极 PDA 米管 MgC,O, 电极 石墨棒 二氧化锰和炭黑 氯化铵和氯化锌 锌筒 下列说法错误的是 A.放电时，电池总反应为2CO2+Mg—MgC2O B.充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接 A.石墨作电池的负极材料 C.充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg2+向 B.电池工作时，NH向负极方向移动 阴极迁移 C.MnO2发生氧化反应 D.放电时，每转移1mol电子，理论上可转化 D.锌筒发生的电极反应为Zn-2e—Zn 2.(2024·河北卷)我国科技工作者设计了如图所 1 mol CO2 示的可充电Mg-CO2电池，以Mg(TFSI)2为电 3.(2024·新课标卷)一种可植入体内的微型电池 解质，电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获 工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发 CO2,使放电时CO2还原产物为MgC2O4。该 电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖 设计克服了MgCO,导电性差和释放CO2能力 浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标 差的障碍，同时改善了Mg2+的溶剂化环境，提 准，电池停止工作。（血糖浓度以葡萄糖浓 高了电池充放电循环性能。 度计) 第七章化学反应与能量 进 控 4.(2023·辽宁卷)某低成本储能电池原理如下图 纳米P/ 传感 导电聚合物 纳米Cu0/导电聚合物b 器 所示。下列说法正确的是 关 葡萄糖酸 电源或负载 (CH120) Cu,O 血液 Pb/PbSO ■■ 多孔碳 ●、 9 Fe3+/Fe2+ Cuo H.SO,(aq) H,SO (aq) OH 。 质子交换膜 葡萄糖 A.放电时负极质量减小 电池工作时，下列叙述错误的是 B.储能过程中电能转变为化学能 A.电池总反应为2C6H2O。十O2—2C6H2O, C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧 B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(I)相互转 D.充电总反应：Pb+SO+2Fe+一PbSO4+ 变起催化作用 2Fe2+ C.消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有 0.4mmol电子流入 温馨提示0 D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移 学习至此，请完成课时作业33 方向为b→a 素养 微专题（七） 新型化学电源的分析 183 典例研析一. 28+e一S,2Na+Fs+21-)e 题型一 固态电池 →Na2Sx。 钠电极 固态电池是一种使用固体电极和固体电解 质的电池。固态电池的负极材料可以是纳米硅 电解质 b 和石墨的复合负极，正极可以是锰酸锂、富锂锰 硫电极 基材料或不含锂的正极材料，电解质是固体电 下列叙述错误的是 A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 解质，固态电池使用固体电解质替代了传统锂 B.放电时外电路电子流动的方向是a→b 离子电池的电解液和隔膜，更安全、能量密度更 高、循环性能更强，成为下一代动力电池的主要 C放电时正极反应为2N+十营5，十2e一 研发方向。固体电解质可大致分为三类：无机 Na2S 电解质、固态聚合物电解质、复合电解质。 D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电 【例1】(2023·全国乙卷)室温钠-硫电池被认为 性能 是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一 【即时训练1】(2024·辽宁锦州模拟)我国科学 种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置 家研发出世界首例室温条件下，以固态氢化 于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有 镧(LaH,)为氢负离子(H)导体的新型二次 硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工 电池，电池工作原理如图所示。已知电池放 电时H由a极移向b极，下列说法正确的是 作时在硫电极发生反应：S+。一2， ()反应Ⅲ为 (1)+2H(g)一 (1)△H3,反应W 为 (I)十3H(g)→ (I)△H1.2AH1≈AH2, 但2△H1<△H,说明虽然碳碳双键加氢放出的热量与分子 内碳碳双键数目成正比，但是不能是存在相互作用的两个碳 碳双键，A错误；△H2<△H?,根据盖斯定律， (1) (D△H=△H。一△H,<0,即单双键交替的物质能 量低，更稳定，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互 作用，有利于物质稳定，B正确；由题图可知，反应I是1mol 碳碳双键加成，焓变为△H1,反应N为苯的完全加成，焓变 为△H1,如果苯环上有三个完全独立的碳碳双键，则 3△H1=△H1,现在3△H,<△H,,说明苯分子中不存在三个 完全独立的碳碳双键，C正确；AH一△H1<0,根据反应I、 Ⅲ由盖斯定律可知， ()+H(g)一〔（① △H<0,△H,-△Ha>0,根据反应Ⅲ、N由盖斯定律可知 (D)+H2 (g)- (1) △H>0,则说明 具有的总能量小于 ,能量越低越稳定，则说明苯分子 具有特殊稳定性，D正确。 高考真题演练·明考向… 1.A液氨较稳定，氢气不能在氨气中燃烧，液氨一液氢不能 作为火箭推进剂，A符合题意。 2.D1mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量称为燃 烧热，表中三种物质的燃烧热的热化学方程式分别为 7 ①C,H(g)+20,(g)—2C0,(g)+3H.0①)△H -1559.8kJ·mol-1;②C2H1(g)十302(g)—2C02(g)十 2H,0)△H=-1411k·mo',③H,(g)+20,(g) -H,O(I)△H=-285.8k·mol1。H20应为液态，A 错误；根据盖斯定律，由①一②-③得B项中反应：C,H(g) C2H1(g)十H2(g)△H=十137kJ·mol-,B错误；方程 式未配平，C错误；根据热化学方程式的意义可知，D正确。 3.C根据题干表格中的数据可知，H2的健能为218kJ·mol1 2=436kJ·mol厂1，A正确；由题干表格中的数据可知，O2 的键能为249k·mol1×2=498kJ·mol1,由题中信息 可知，H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol,则O2的 键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；由题干 表格中的数据可知，HOO一一HO十O,解离其中氧氧单键 需要的能量为249kJ·mol1+39k·mol1-10k·mol1= 278k·mol1,H,O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol1, C错误：由题干表格中的数据可知，H,O(g)十O(g) H20,(g)的△H=-136kJ·mol-1-(-242kJ·mol1)- 249kJ·mol1=-143k·mol-1,D正确。 4.(1)H,g)+20,(g)-H,0D△H=-286k灯·mol (2)6CO2(g)+6H0(1)—CH12O6(s)+6O2(g) △H=+2804kJ·mol1 (3)N2(g)十3H(g)-一2NH(g)△H=-(a-b)kJ·mol 降低反应的活化能 解析：(1)298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ, 1 mol H2O()蒸发吸热44kJ,则1molH2燃烧生成1mol H2O(1)放热286kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为 H,(g)+202(g)-H,0I)△H=-286kJ·mol. 5.(1)EE十67.59(2)△H1-△H,-AHg十△H1(3)吸 587.02(4)6a-b-9c(5)-45 解析：(1)根据反应热△H与活化能E和E远关系为 △H=正反应活化能一逆反应活化能可知，该反应的E丝= -52 EkJ·mol-1-△H=(E￥+67.59)kJ·mol1。(2)由已 知可得：I.NaNO,(s)十NH,Cl(s)=N2(g)+十NaC1(s)十 2H,OI)△H1；Ⅱ.NaNO,(s)-Na+(aq)+NO2(aq) △H2;Ⅲ，NH,CI(s)—CI(aq)+NH(aq)△H; N.NaCl(s)Na+(aq)十CI(aq)△H1;由盖斯定律可 知，目标反应NO2(aq)十NH(aq)-N2(g)十2H2O(I)可 由反应I一Ⅱ-Ⅲ十W得到，故反应a的△H=△H, △H,一△H:十△H1。(3)将题给热化学方程式编号分别为 ①和②，根据盖斯定律可知，①十②可得热化学方程式 SiCL,(g)+2H2(g)--Si(s)+4HC1(g),△H=△H1+ △H2=十74.22kJ·mol-1十(+219.29k·mol-1)= 十293.51kJ·mol1,则制备56gSi,即2 mol Si,需要吸收 的热量为293.51kJ·mol1×2mol=587.02kJ。(4)由题 给数据可得出以下热化学方程式：③CH,(g)十2O2(g)一 CO2(g)十2H,O(1)△H=akJ·mol1:④CH(1)+ 0,(g)—6C0,(g)+3H,0(D△H=bk·mol; 15 ⑤H,(g)+20(g)-H,0(D△H=ck灯·mo1,依据 盖斯定律，将反应③X6-④-⑤×9得，△H,=(6a-b一 9c)kJ·mo1-1 第33讲原电池 考点一原电池的工作原理及应用 …必备知识整合·强基础 1.(1)化学能电能(2)①氧化还原反应③闭合回路 2.(2)②形成闭合回路平衡电荷③负极正极 3.(1)较强较弱(3)正极 秒判正误(1)×(2)×(3)/(4)×(5)/ 对点题组突破·提能力 1.D甲装置没有形成闭合回路，不能构成原电池，A错误：甲 装置中锌棒直接与稀硫酸接触，发生化学腐蚀，乙装置中构 成了原电池，负极失去电子的速率加快，因此正极放出氢气 的速率增大，B错误：甲中发生化学反应，乙中形成原电池， 碳棒为正极，故只有乙中电解质溶液中的阳离子向碳棒迁 移，C错误；盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既 可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触，迅速平衡电 荷，使由它连接的两溶液保持电中性，提高电池效率，D 正确。 2.B(1)中Mg作负极；(2)中A1作负极：(3)中铜作负极： (4)是铁的吸氧腐蚀，F作负极。 3.C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：bc;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作原电 池负极a作原电池正极，金属活动性：d>a。 4 ①不含盐桥 ②含盐桥 A ●u FeCl,溶液 CuCl,溶液FeCl,溶液 负极：Cu一2eCu2+ 正极：Fe3+十e—Fe2+ 考点二化学电源 必备知识整合·强基础… 1.(2)①Zn+20H-2e-Zn(OH)2②Zn十Ag0+H20 —Zn(OH)2+2Ag 参考答案·☑。 2.(2)Pb+SO-2e-PbSO Pb02+4H++S0?+2e—PbS0,+2H20 PbSO,+2e-—Pb+SO PbSO+2H,O-2e=PbO,+4H+SO 3.(2)①20，+6e+6H*3H,0 CH OH-6e+H,O=CO,+6H ②20，+6e+3H,0一60H CH OH-6e+80H-CO+6H2 O ®20，+6e30 CH,OH-6e+30-CO,+2H,O @20,+6e+3c0,-3c0时 CH OH-6e+3CO-4CO,+2H,O 秒判正误(1)×(2)/(3)×(4)/(5)× 对点题组突破·提能力 1.A 2.C分析题图电池： 放电时为负极，Zn-2e=Zn 充电时为阴极，Zn2++2e一Zn 和9放电知 d9充电y V.Os ZnV0·nH0 Zn电极 VO,电极 Zn(CFSO)2水溶液 放电时为正极，xZn2++V,O+nH,O+2xe一Zn,V,O,nH,0 充电时为阳极，Zn,V,O,nH,O-2xe一xZn2+V,Os+nHO 由电池充放电时的物质转化可知，放电时，Z为负极、V,O 为正极，A正确；放电时，阳离子(Z+)向正极迁移，B正确； 根据电池分析可知，电池在放电时的总反应为xZn十 VOs十nH2O一Zn,V2Os·nH2O,则其在充电时的总反 应为ZnV2O,·nH2O一xZn十V2O十nH,O,C错误；由 上述分析可知，D正确。 3.B由题图可知，氧气通入的Pt电极作电池正极，电子流入 正极，A错误；电池工作时，质子(H+)通过质子交换膜从负 极流向正极，B正确；不是标准状况下，O2的物质的量无法判 断，C错误：左侧Pt电极表面发生的反应为CHCH2OH 4e+H,O=4H+十CH,COOH,D错误。 4.D燃料电池中通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极 是正极，故是CH1,b为空气，A项错误；原电池放电时，阴 离子向负极移动，即CO向负极移动，B项错误；电解质为 熔融碳酸盐，需要高温条件，C项错误；正极上O2得电子和 CO2反应生成CO,电极反应式为O2十2CO2十4e 2CO,D项正确。 5.(1)Zn-2e+2OH-Zn(0H)2 FeO+4H,O+3e=Fe(OH)+50H (2)LiC。-e—Li计+C CoO2+Li计+e——LiCoO, (3)1CH-8e+100H=CO+7H,O ②CH,-8e-+2H2OCO2+8H ③CH,-8e+4C0 ==5C02+2H2O ④CH-8e十402-C0,+2H20 考教衔接5化学电源的基本考查分析 1.AZn较Cu活泼，作负极，Zn失电子变成Zn2+,电子经导 线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离 子，因而Z+和H+迁移至铜电极，H得电子变成H2,因而 c(H)减小，A项错误；Ag2O作正极，得电子，被还原成Ag, 结合KOH溶液作电解液，故电极反应式为AgO十2e十 H2O一2Ag十2OH,B项正确；Zn为较活泼电极，作负 2对勾·讲与练·高三化学 -51 极，发生氧化反应，电极反应式为Zn一2e—一Zn+,锌溶 解，因而锌筒会变薄，C项正确：铅酸蓄电池总反应式为 P0,P%-2H,S0,意Ps0,十2H,0,可知改电-段时 间后，H,SO,不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导 电能力下降，D项正确。 2.C由题图可知，铜离子得到电子，因此硫电极为正极，电极 反应式为2Cu+十S十4e一一Cu2S,锂电极为负极，电极反 应式为Li一e—Li,A错误，C正确；原电池中阳离子向 正极（硫电极）移动，B错误；依据电子守恒可知，每消耗 1 mol S,同时消耗4 mol Li,D错误。 3.A铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极，b 电极为电池正极，A正确；电池工作时，阳离子向正极移动， 故海水中的Na向b电极移动，B错误；电池工作时，a电极 反应为A1一3e一A13+,铝离子水解显酸性，C错误；由C 分析可知，年消耗1ke(nol),电池最多向外凝供 1000 27 molX3=1000 mol电子的电量，D错误。 高考真题演练·明考向 1.D酸性锌锰千电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，A错误； 原电池工作时，阳离子向正极（石墨电极）方向移动，B错误； MO2发生得电子的还原反应，C错误；锌筒为负极，负极发 生失电子的氧化反应：Zn-2e—Zn+,D正确。 2.C放电时CO2转化为MgC2O1,碳元素化合价由十4降低 为十3，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正 极、Mg电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg 电极为阴极，放电时正极反应式为Mg+十2CO2十2e一 MgC,O1、负极反应式为Mg-2e一Mg+,将放电时正、负 电极反应式相加，可得放电时电池总反应：Mg十2C。, MgC,O,A正确：充电时，多孔碳纳米管电极上发生失电子 的氧化反应，则多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电源正极 连接，B正确；充电时，Mg电极为阴极，电子从电源负极经外 电路流向Mg电极，同时Mg向阴极迁移，C错误；根据放 电时的电极反应式可知，每转移2mol电子，有2 mol CO2 参与反应，因此每转移1mol电子，理论上可转化1mol CO2,D正确。 3.C由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正 极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH,电极反应式 为O2十4e十2H2O==4OH,b电极为电池负极，Cu2O 在b电极上失电子转化成CuO,电极反应式为Cu2O 2e十2OH—2CuO十H,O,然后葡萄糖被Cu0氧化为葡 萄糖酸，CuO被还原为Cu2O,则电池总反应为2CH12O6十 O2一一2C:H12O,,A正确：b电极上CuO将葡萄糖氧化为 葡萄糖酸后被还原为Cu,O,Cu,O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：根据反应2C6H13O6十O2一2CsH12O,可知， 1 mol CH12O；参加反应时转移2mol电子，则消耗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移向正极迁移，故Na迁移 方向为ba,D正确。 4.B该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子 生成PbSO,,附着在负极上，负极质量增大，A错误；储能过 程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电 时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的 H通过质子交换膜移向右侧，C错误：充电时，总反应为 PbS0,十2Fe2+-Pb十S0+2Fe3+,D错误。 素养微专题（七）新型化学电源的分析 典例研析 【例1】A放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电 极为原电池负极。充电时为电解池装置，阳离子移向阴极， 即钠电极，故充电时，Na由硫电极迁移至钠电极，A错误； 放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b 电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na结 合得到NaS,,电子在外电路的流向为a→b,B正确；由题 08