第02讲 原电池 化学电源（复习讲义）（上海专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义聚焦原电池工作原理及应用、化学电源等核心考点，按“原理-应用-电源类型”逻辑架构知识，通过知识解构、考向破译、解题妙招、真题训练环节，帮助学生系统梳理原电池构成、电极反应书写等内容，突破化学电源分析难点。 资料特色在于结合高考命题趋势，采用思维建模与考向靶向突破策略，如通过“总反应拆分法”指导电极反应式书写，设计新型二次电池充放电规律探究活动，培养学生科学思维与问题解决能力。分层练习配合真题溯源，确保复习效率，为教师把控节奏、提升学生应考能力提供支持。

第02讲 原电池 化学电源 内容导航 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理 知识解构 知识点1 原电池的工作原理 ∣ 知识点2 原电池原理的应用 考向破译 考向1 原电池的构成及工作原理 ∣ 考向2 原电池原理的应用 解题妙招1 原电池电极反应式的书写方法 考点二 常见的化学电源 知识解构 知识点1 一次电池和二次电池 ∣ 知识点2 燃料电池 考向破译 考向1 一次电池及应用 ∣ 考向2 新型二次电池及分析 考向3 燃料电池及分析 解题妙招1 解答一次电池的一般思维过程 解题妙招2 二次电池的充放电规律及电极反应式书写 解题妙招3 分析燃料电池的思维模型和电极反应式的书写 0401 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 原电池的工作原理及应用 五（6）（7） 化学电池在生产生活中的应用 五（8） 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 一般以生产、生活、科技等中的问题为载体，结合化学反应原理综合题考查原电池原理及其应用、化学电池电极反应式的书写，结合氧化还原反应原理，考查对物质的性质进行比较和分析。 ►复习目标： 1．理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。体会研制新型电池的重要性。 3．能够认识和书写新型化学电池的电极反应式。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理 知●识●解●构 知识点1 原电池的工作原理 1．原电池的概念 定义：把______转化为______的装置。 2．原电池的构成 (1)半电池 原电池由两个半电池组成，半电池包括____________和____________。 (2)电极 ①还原性强的电极是______；氧化性强的电极是______。 ②电极类型： 金属电极：金属导电材料直接参与半反应； 惰性电极：导电材料本身______氧化还原反应，如铂、石墨等； 气体电极：吸附在电极表面的气体参与半反应，如标准氢电极。 (3)形成闭合回路 两个半电池通过______和______连接，形成闭合回路。 两个隔离的半电池通过______连接起来，盐桥中通常是装有含____________的琼脂。 3．原电池的工作原理 (1)一般，原电池反应为______的____________反应，且ΔH____0。 (2)半反应：负极______电子，发生______反应；正极______电子，发生______反应。 (3)电子流向：电子由______经导线流向______。 (4)离子流向：盐桥中的______流向正极，______流向负极。 (5)盐桥的构成及作用 ①盐桥中大多装有含饱和KCl溶液的琼脂。 ②盐桥的作用 a．连接内电路，形成____________；b．平衡______，使原电池不断产生电流。 4．单液电池和双液电池的比较(以锌铜原电池为例) 装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，会直接发生氧化还原反应，易造成能量损耗；装置Ⅱ中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。 得分速记 1．原电池正负极的判断方法 (1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。 (2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。 (4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。 2．原电池中粒子的“移动方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。 (4)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋→正极，Cl－→负极。 知识点2 原电池原理的应用 1．设计制作化学电源 (1)拆分反应：将氧化还原反应拆分成两个半反应（即电极反应式）； (2)选择电极材料： 电极材料：将还原剂(一般活泼金属)作______，活动性比负极弱的金属（或非金属导体）作______； (3)形成闭合回路： 如果两个半反应分别在两个容器中进行（用盐桥连接），则负极电解液一般是负极金属对应的______的溶液；正极电解液一般是______对应的电解质溶液； (4)画出装置图： 结合要求及反应特点，画出电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 2．其他应用 (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______的金属(或非金属)。 (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______。 (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。 得分速记 (1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。 (2)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。 (3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液(离子不上岸，电子不下水)。 (4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。 (5)一般：作负极的金属比作正极的金属活泼。 特殊：Mg、Al作电极浸入NaOH溶液中，Al作负极。 关键：以自发进行的氧化还原反应为准，化合价升高，失电子，发生氧化反应的为负极。 考●向●破●译 考向1 原电池的构成及工作原理 例1如图所示为锌铜原电池。下列叙述正确的是( ) A．盐桥的作用是传导离子 B．外电路电子由铜片流向锌片 C．锌片上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn D．外电路中有0.2 mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g 解题妙招 原电池电极反应式的书写方法 1．书写电极反应的原则 电极反应必须符合加和性原则，即两电极反应相加，消去电子后得电池总反应式。利用此原则，电池总反应式减去已知的一电极反应得另一电极反应。 若已知总反应和一个电极反应，总反应—电极反应=另一个电极反应(注意：电极反应转移电子必须相等)。 2．电极反应的书写步骤 (1)找出原电池中发生的氧化还原反应，写出方程式并配平； (2)分析氧化还原反应中的氧化剂、还原剂及电子转移情况； (3)写出电极反应式； (4)若不能完整的写出氧化还原反应方程式，但必须找出氧化剂和还原剂。 【变式1·变考法】分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) 　 A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 【变式2·变题型】某兴趣小组同学利用氧化还原反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计了如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1 ，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题： (1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)。 (2)外电路的电流方向为从________(填“a”或“b”，下同)到__________。 (3)电池工作时，盐桥中的SO移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。 (4)甲烧杯中发生的电极反应为__________________________。 考向2 原电池原理的应用 例2依据氧化还原反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。 请回答下列问题： (1)电极X的材料是_______；电解质溶液Y中的溶质是___________(填化学式)。 (2)银电极为电池的_______极，其电极反应式为_____________________。 (3)盐桥中的NO移向____________溶液。 【变式1·变考法】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顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 【变式2·变载体】根据如图，可判断出下列离子方程式中错误的是( ) 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) 考点二 常见的化学电源 知●识●解●构 知识点1 一次电池和二次电池 1．化学电源的分类 类别 特点 常见的电池 一次电池 只能放电不能______ 锌锰干电池、锌银纽扣电池 二次电池 也称为可充电电池，可以______使用 铅酸蓄电池、锂离子电池 燃料电池 在放电过程中不断地输入化学物质，使放电可以_________地进行 氢气、甲烷、甲醇、乙醇等燃料电池。 2．一次电池——干电池 普通锌锰干电池和碱性锌锰干电池，两者的差别在于电解质溶液的不同。普通干电池的电解质溶液为氯化铵和氯化锌，碱性干电池的电解质溶液为氢氧化钾。 (1)碱性干电池：负极是______，正极是______，电解质溶液是______溶液。 负极反应：__________________________________________； 正极反应：__________________________________________； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 (2)锌银纽扣电池 负极反应：____________________________________； 正极反应：____________________________________； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 3．二次电池——可充电电池 铅酸蓄电池是由两组栅状极板交替排列而成，正极上覆盖有______，负极上覆盖有______，电解质溶液是______。 总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。 (1)铅蓄电池的放电反应为______反应 负极：________________________________________________ 正极：________________________________________________ (2)铅蓄电池的充电反应 阴极：______________________________________________________ 阳极：______________________________________________________ 得分速记 (1)可充电电池充电时原来的负极连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极作阳极，简记为负连负，正连正。 (2)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 知识点2 燃料电池 1．氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 正极反应式 电池总反应式 燃料电池的电极本身不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。燃料和氧化剂连续地由______供给。 对于燃料电池要注意燃料在负极反应，O2在正极反应，要注意电解质溶液或传导介质的影响，如碱性条件下，CO2以CO形式存在。 若氢氧燃料电池正极上发生反应的物质都是O2，当电解质不同时，请分别写出正极反应式： ①酸性电解质溶液环境下正极反应式：______________________________； ②碱性电解质溶液环境下正极反应式：______________________________； ③固体电解质(高温下能传导O2－)环境下正极反应式：______________________________； ④熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下正极反应式：______________________________。 2．甲烷—氧气燃料电池 甲烷—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应式即可) ① ____________________________________　(碱性介质)； ② ____________________________________(酸性介质)； ③____________________________________(熔融碳酸盐作介质)； ④ ____________________________________(熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O2－)。 得分速记 化学电源中电极反应式书写的一般方法 (1)明确两极的反应物。 (2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。 (3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。 (4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 注意：①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境中结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。 考●向●破●译 考向1 一次电池及应用 例1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如下。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．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 解题妙招 解答一次电池的一般思维过程 电极反应式的书写步骤： 第1步，判断电极(正、负极或者阴、阳极)上参与反应的反应物和生成物，根据元素化合价变化标出转移电子的数目； 第2步，根据溶液的酸碱性，通过在电极反应式的两端添加H＋或OH－：使电极反应式符合电荷守恒； 第3步，根据原子守恒，在电极反应式的两端添加H2O(或其他小分子物质)，使电极反应式符合原子守恒。 【变式1·变题型】【新情境——新型一次电池】锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由________(填“a”或“b”，下同)极流向________极。 (2)电池的正极反应式为_____________________________________。 【变式2·变载体】【新情境——考查原电池的工作原理】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Pt C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ 考向2 二次电池及分析 例2如图所示装置工作时，电流表指针偏转一段时间后，两极区Cu(NO3)2溶液的浓度趋于一致。下列说法正确的是(　　) A．放电时Cu(1)电极质量增大，发生电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu B．电流表两端电势：a>b C．当电路中通过2 mol电子时，负极区溶液质量减少64 g D．随c(Cu2＋)增大，Cu2＋的氧化性增强，Cu的还原性减弱 解题妙招 二次电池的充放电规律及电极反应式书写 (1)二次电池的充放电规律 ①充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为“负接负后作阴极，正接正后作阳极”。 ②工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。 (2)二次电池电极反应式的书写 书写二次电池的电极反应式时，要明确放电和充电过程 ①放电时： 负极发生氧化反应，对应元素的化合价升高； 正极发生还原反应，对应元素的化合价降低。 ②充电时： 阴极反应是放电时负极反应的逆过程； 阳极反应是放电时正极反应的逆过程。 【变式1·变载体】【新情境——新型二次电池+空穴充电】Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应式(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( ) A．充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2 【变式2·变题型】一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 mol·L－1的KOH溶液。 (1)写出放电时的正、负极电极反应式： 。 (2)写出充电时的阴、阳极电极反应式： 。 考向3 燃料电池及分析 例3以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。 (1)酸性条件 总反应式： ； 正极反应式： ；负极反应式： 。 (2)碱性条件 总反应式： ； 正极反应式： ；负极反应式： 。 (3)固体电解质(高温下能传导O2－) 总反应式： ； 正极反应式： ；负极反应式： 。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下 总反应式： ； 正极反应式： ；负极反应式： 。 解题妙招 分析燃料电池的思维模型和电极反应式的书写 1．分析燃料电池类题目的思维模型 2．燃料电池中电极反应式及总反应式的书写 (1)负极反应式的书写[以碱性(KOH溶液)甲烷燃料电池为例] (2)正极反应式的书写 ①酸性介质：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ②碱性介质：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (3)电池总反应式的书写 依据得失电子守恒配平两极反应式，然后将两极反应式相加可得电池总反应式。 【变式1·变题型】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1 mol O2时，理论上N2H4-O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L 【变式2·变考法】如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀H2SO4为电解质溶液。下列有关说法不正确的是(　　) A．a极为负极，电子由a极经外电路流向b极 B．a极的电极反应式：H2－2e－===2H＋ C．电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)增大 D．若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2024·上海卷，五）水体富营养化会破坏珊瑚礁。微生物燃料电池有望改善珊瑚生存环境方面发挥重要作用。下图是某微生物燃料电池工作原理示意图，该装置能同时除去水体中的NO和沉积物中的有机物(以(CH2O)n表示)。 （6）该装置工作时，下列说法正确的是___________。 A. 此是电能转化为化学能 B. 电极b作负极 C. 电子移动方向为：电极b→沉积物→水体→电极a D. 每消耗1mol (CH2O)n，转移电子4mol （7）写出NO在电极a表面发生的电极反应___________。 （8）研究表明，在其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高。有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。分析有利于去除有机物和不利于除去NO的可能原因___________。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原电池 化学电源 内容导航 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理 知识解构 知识点1 原电池的工作原理 ∣ 知识点2 原电池原理的应用 考向破译 考向1 原电池的构成及工作原理 ∣ 考向2 原电池原理的应用 解题妙招1 原电池电极反应式的书写方法 考点二 常见的化学电源 知识解构 知识点1 一次电池和二次电池 ∣ 知识点2 燃料电池 考向破译 考向1 一次电池及应用 ∣ 考向2 新型二次电池及分析 考向3 燃料电池及分析 解题妙招1 解答一次电池的一般思维过程 解题妙招2 二次电池的充放电规律及电极反应式书写 解题妙招3 分析燃料电池的思维模型和电极反应式的书写 0401 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 原电池的工作原理及应用 五（6）（7） 化学电池在生产生活中的应用 五（8） 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 一般以生产、生活、科技等中的问题为载体，结合化学反应原理综合题考查原电池原理及其应用、化学电池电极反应式的书写，结合氧化还原反应原理，考查对物质的性质进行比较和分析。 ►复习目标： 1．理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。 2．了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。体会研制新型电池的重要性。 3．能够认识和书写新型化学电池的电极反应式。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 原电池的工作原理 知●识●解●构 知识点1 原电池的工作原理 1．原电池的概念 定义：把化学能转化为电能的装置。 2．原电池的构成 (1)半电池 原电池由两个半电池组成，半电池包括电极材料和电解质溶液。 (2)电极 ①还原性强的电极是负极；氧化性强的电极是正极。 ②电极类型： 金属电极：金属导电材料直接参与半反应； 惰性电极：导电材料本身不发生氧化还原反应，如铂、石墨等； 气体电极：吸附在电极表面的气体参与半反应，如标准氢电极。 (3)形成闭合回路 两个半电池通过盐桥和导线连接，形成闭合回路。 两个隔离的半电池通过盐桥连接起来，盐桥中通常是装有含KCl饱和溶液的琼脂。 3．原电池的工作原理 (1)一般，原电池反应为自发的氧化还原反应，且ΔH<0。 (2)半反应：负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应。 (3)电子流向：电子由负极经导线流向正极。 (4)离子流向：盐桥中的阳离子流向正极，阴离子流向负极。 (5)盐桥的构成及作用 ①盐桥中大多装有含饱和KCl溶液的琼脂。 ②盐桥的作用 a．连接内电路，形成闭合回路；b．平衡电荷，使原电池不断产生电流。 4．单液电池和双液电池的比较(以锌铜原电池为例) 装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，会直接发生氧化还原反应，易造成能量损耗；装置Ⅱ中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。 得分速记 1．原电池正负极的判断方法 (1)看电极材料：一般情况下，两个活泼性不同的电极，相对活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。 (2)看电极反应：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 (3)看电子流向：电子从负极经导线流向正极。 (4)看离子移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)看电极发生的现象：负极参加反应时，负极材料不断溶解质量减小，正极质量增加或质量不变。 2．原电池中粒子的“移动方向” (1)外电路中电子移动方向：负极→正极。 (2)外电路中电流方向：正极→负极。 (3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。 (4)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋→正极，Cl－→负极。 知识点2 原电池原理的应用 1．设计制作化学电源 (1)拆分反应：将氧化还原反应拆分成两个半反应（即电极反应式）； (2)选择电极材料： 电极材料：将还原剂(一般活泼金属)作负极，活动性比负极弱的金属（或非金属导体）作正极； (3)形成闭合回路： 如果两个半反应分别在两个容器中进行（用盐桥连接），则负极电解液一般是负极金属对应的阳离子的溶液；正极电解液一般是氧化剂对应的电解质溶液； (4)画出装置图： 结合要求及反应特点，画出电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。 2．其他应用 (1)比较金属的活动性强弱： 原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 (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。 (3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 得分速记 (1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。 (2)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。 (3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液(离子不上岸，电子不下水)。 (4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。 (5)一般：作负极的金属比作正极的金属活泼。 特殊：Mg、Al作电极浸入NaOH溶液中，Al作负极。 关键：以自发进行的氧化还原反应为准，化合价升高，失电子，发生氧化反应的为负极。 考●向●破●译 考向1 原电池的构成及工作原理 例1如图所示为锌铜原电池。下列叙述正确的是( ) A．盐桥的作用是传导离子 B．外电路电子由铜片流向锌片 C．锌片上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn D．外电路中有0.2 mol电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g 【答案】A 【解析】在含盐桥的原电池中，盐桥连接左、右两个烧杯中的溶液，可传导离子，起到导电作用，A正确；锌的活动性强于铜，则锌片作负极，铜片作正极；在外电路中，电子由负极流向正极，则电子由锌片流向铜片，B错误；锌片是负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，C错误；铜片是正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，外电路中通过0.2 mol电子时，铜片上析出0.1 mol Cu，其质量为0.1 mol×64 g·mol－1＝6.4 g，D错误。 解题妙招 原电池电极反应式的书写方法 1．书写电极反应的原则 电极反应必须符合加和性原则，即两电极反应相加，消去电子后得电池总反应式。利用此原则，电池总反应式减去已知的一电极反应得另一电极反应。 若已知总反应和一个电极反应，总反应—电极反应=另一个电极反应(注意：电极反应转移电子必须相等)。 2．电极反应的书写步骤 (1)找出原电池中发生的氧化还原反应，写出方程式并配平； (2)分析氧化还原反应中的氧化剂、还原剂及电子转移情况； (3)写出电极反应式； (4)若不能完整的写出氧化还原反应方程式，但必须找出氧化剂和还原剂。 【变式1·变考法】分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　) 　 A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 【答案】B 【解析】②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。 【变式2·变题型】某兴趣小组同学利用氧化还原反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计了如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1 ，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题： (1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)。 (2)外电路的电流方向为从________(填“a”或“b”，下同)到__________。 (3)电池工作时，盐桥中的SO移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。 (4)甲烧杯中发生的电极反应为__________________________。 【答案】(1)乙　(2)a　b　(3)乙　(4)MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O 【解析】根据题给氧化还原反应可知，甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋；外电路的电流方向从正极流向负极，即从a到b；电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即SO移向乙烧杯。 考向2 原电池原理的应用 例2依据氧化还原反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。 请回答下列问题： (1)电极X的材料是_______；电解质溶液Y中的溶质是___________(填化学式)。 (2)银电极为电池的_______极，其电极反应式为_____________________。 (3)盐桥中的NO移向____________溶液。 【答案】(1)Cu AgNO3 (2)正 Ag＋＋e－===Ag (3) Cu(NO3)2　 【变式1·变考法】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顺序是(　　) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 【答案】C 【解析】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，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b＞c；由实验③可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：d＞c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。综上所述可知活动性：d＞a＞b＞c。 【变式2·变载体】根据如图，可判断出下列离子方程式中错误的是( ) 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) 【答案】A 【解析】根据图中电极标有“＋”和“－”，可确定分别为正极和负极，且金属作电极，负极金属活动性强于正极金属，结合原电池装置可判断金属性分别为Cd>Co和Co>Ag，即Cd>Co>Ag。由于金属性Cd强于Ag，则2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)反应不可能发生，2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)反应可以发生，A错误，C正确；由于金属性Cd强于Co，则Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)反应可以发生，2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)反应可以发生，B、D正确。 考点二 常见的化学电源 知●识●解●构 知识点1 一次电池和二次电池 1．化学电源的分类 类别 特点 常见的电池 一次电池 只能放电不能充电 锌锰干电池、锌银纽扣电池 二次电池 也称为可充电电池，可以反复使用 铅酸蓄电池、锂离子电池 燃料电池 在放电过程中不断地输入化学物质，使放电可以连续不间断地进行 氢气、甲烷、甲醇、乙醇等燃料电池。 2．一次电池——干电池 普通锌锰干电池和碱性锌锰干电池，两者的差别在于电解质溶液的不同。普通干电池的电解质溶液为氯化铵和氯化锌，碱性干电池的电解质溶液为氢氧化钾。 (1)碱性干电池：负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液。 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－； 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。 (2)锌银纽扣电池 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－； 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 3．二次电池——可充电电池 铅酸蓄电池是由两组栅状极板交替排列而成，正极上覆盖有PbO2，负极上覆盖有Pb，电解质溶液是硫酸。 总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。 (1)铅蓄电池的放电反应为原电池反应 负极：Pb - 2e- + SO42- = PbSO4 正极：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ === PbSO4+ 2H2O (2)铅蓄电池的充电反应 阴极：PbSO4 + 2e- ===Pb + SO42- 阳极：PbSO4 - 2e- + 2H2O=== PbO2 + SO42- + 4H+ 得分速记 (1)可充电电池充电时原来的负极连接电源的负极作阴极；同理，原来的正极连接电源的正极作阳极，简记为负连负，正连正。 (2)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 知识点2 燃料电池 1．氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。 种类 酸性 碱性 负极反应式 2H2－4e－===4H＋ 2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极反应式 O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 电池总反应式 2H2＋O2===2H2O 燃料电池的电极本身不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。燃料和氧化剂连续地由外部供给。 对于燃料电池要注意燃料在负极反应，O2在正极反应，要注意电解质溶液或传导介质的影响，如碱性条件下，CO2以CO形式存在。 若氢氧燃料电池正极上发生反应的物质都是O2，当电解质不同时，请分别写出正极反应式： ①酸性电解质溶液环境下正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O； ②碱性电解质溶液环境下正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－； ③固体电解质(高温下能传导O2－)环境下正极反应式：O2＋4e－===2O2－； ④熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下正极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。 2．甲烷—氧气燃料电池 甲烷—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应式即可) ① CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O　(碱性介质)； ② CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　(酸性介质)； ③ CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O　(熔融碳酸盐作介质)； ④ CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O　(熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O2－)。 得分速记 化学电源中电极反应式书写的一般方法 (1)明确两极的反应物。 (2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。 (3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。 (4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 注意：①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境中结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。 考●向●破●译 考向1 一次电池及应用 例1银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如下。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．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 【答案】D 【解析】反应中锌失去电子，Zn电极是负极，A正确；Ag2O得到电子，发生还原反应，B正确；电解质溶液显碱性，Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，C正确；根据方程式可知消耗水，且产生氢氧化锌，氢氧根浓度增大，放电后电解质溶液的pH升高，D错误。 解题妙招 解答一次电池的一般思维过程 电极反应式的书写步骤： 第1步，判断电极(正、负极或者阴、阳极)上参与反应的反应物和生成物，根据元素化合价变化标出转移电子的数目； 第2步，根据溶液的酸碱性，通过在电极反应式的两端添加H＋或OH－：使电极反应式符合电荷守恒； 第3步，根据原子守恒，在电极反应式的两端添加H2O(或其他小分子物质)，使电极反应式符合原子守恒。 【变式1·变题型】【新情境——新型一次电池】锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池的反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由________(填“a”或“b”，下同)极流向________极。 (2)电池的正极反应式为_____________________________________。 【答案】(1)b　a　(2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2 【解析】(1)结合所给装置图以及原电池反应原理可知，Li作负极，MnO2作正极，所以电子流向是a→b，电流方向则是b→a。(2)根据题给信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。 【变式2·变载体】【新情境——考查原电池的工作原理】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Pt C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ 【答案】B 【解析】O2在Pt极得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag极上Ag失去电子发生氧化反应生成Ag＋，Ag＋与Cl－结合生成AgCl沉淀，Ag为负极。由分析可知，A项错误；电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B项正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C项错误；每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移电子2 mol，而2 mol Ag失去2 mol电子生成2 mol Ag＋，故最多去除2 mol Cl－，D项错误。 考向2 二次电池及分析 例2如图所示装置工作时，电流表指针偏转一段时间后，两极区Cu(NO3)2溶液的浓度趋于一致。下列说法正确的是(　　) A．放电时Cu(1)电极质量增大，发生电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu B．电流表两端电势：a>b C．当电路中通过2 mol电子时，负极区溶液质量减少64 g D．随c(Cu2＋)增大，Cu2＋的氧化性增强，Cu的还原性减弱 【答案】D 【解析】该装置为浓差电池，浓硝酸铜溶液中NO通过阴离子交换膜向稀硝酸铜溶液迁移，最终两极区Cu(NO3)2溶液的浓度趋于一致，由于原电池中阴离子向负极移动，则Cu(1)电极为负极，Cu(2)电极为正极，放电时铜离子得电子生成铜，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，则Cu(2)电极质量增大，A错误；Cu(1)电极为负极，Cu(2)电极为正极，由于正极的电势大于负极，则电势b>a，B错误；负极区铜失电子生成铜离子，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，当电路中通过2 mol电子时，生成1 mol铜离子，同时有2 mol NO进入，溶液质量增加(64＋124)g＝188 g，C错误；由图可知，铜离子浓度大的一极作正极，Cu2＋表现氧化性，铜离子浓度小的一极作负极，Cu表现还原性，因此随c(Cu2＋)增大，Cu2＋的氧化性增强，Cu的还原性减弱，D正确。 解题妙招 二次电池的充放电规律及电极反应式书写 (1)二次电池的充放电规律 ①充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为“负接负后作阴极，正接正后作阳极”。 ②工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。 (2)二次电池电极反应式的书写 书写二次电池的电极反应式时，要明确放电和充电过程 ①放电时： 负极发生氧化反应，对应元素的化合价升高； 正极发生还原反应，对应元素的化合价降低。 ②充电时： 阴极反应是放电时负极反应的逆过程； 阳极反应是放电时正极反应的逆过程。 【变式1·变载体】【新情境——新型二次电池+空穴充电】Li-O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应式(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是( ) A．充电时，电池的总反应Li2O2===2Li＋O2 B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移 D．放电时，正极发生反应O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2 【答案】C 分析　充电时光照光催化电极产生电子和空穴，则充电时总反应为Li2O2===2Li＋O2，结合图示，充电时金属锂为阴极，光催化电极为阳极： 充电(电解池) 放电(原电池) 阳极 Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2(光催化电极) 负极 Li－e－===Li＋ 阴极 Li＋＋e－===Li(金属锂) 正极 O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2 【解析】根据题给电池装置图并结合阴、阳极电极反应可知，充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2，A项正确；由题干中光照时阴、阳极反应可知，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，B项正确；放电时题给装置为原电池，阳离子(Li＋)向正极迁移，C项错误；根据题给装置图可知，放电时正极上O2得电子并与Li＋结合生成Li2O2，即O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2，D项正确。 【变式2·变题型】一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 mol·L－1的KOH溶液。 (1)写出放电时的正、负极电极反应式： 。 (2)写出充电时的阴、阳极电极反应式： 。 【答案】(1)负极：H2－2e－＋2OH－===2H2O； 正极：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－ (2)阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－； 阳极：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiO(OH)＋2H2O 考向3 燃料电池及分析 例3以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。 (1)酸性条件 总反应式： ； 正极反应式： ；负极反应式： 。 (2)碱性条件 总反应式： ； 正极反应式： ；负极反应式： 。 (3)固体电解质(高温下能传导O2－) 总反应式： ； 正极反应式： ；负极反应式： 。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下 总反应式： ； 正极反应式： ；负极反应式： 。 【答案】(1)CH4＋2O2===CO2＋2H2O 2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ (2)CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O (3)CH4＋2O2===CO2＋2H2O 2O2＋8e－===4O2－ CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O (4)CH4＋2O2===CO2＋2H2O 2O2＋4CO2＋8e－===4CO CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O 解题妙招 分析燃料电池的思维模型和电极反应式的书写 1．分析燃料电池类题目的思维模型 2．燃料电池中电极反应式及总反应式的书写 (1)负极反应式的书写[以碱性(KOH溶液)甲烷燃料电池为例] (2)正极反应式的书写 ①酸性介质：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 ②碱性介质：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (3)电池总反应式的书写 依据得失电子守恒配平两极反应式，然后将两极反应式相加可得电池总反应式。 【变式1·变题型】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1 mol O2时，理论上N2H4-O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L 【答案】C 【解析】放电过程为原电池，阳离子向正极移动，K＋均向正极移动，A错误；N2H4-O2燃料电池的产物为氮气和水，不消耗KOH，n(KOH)保持不变，其他两种燃料电池均消耗KOH，n(KOH)减小，B错误；理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为m g，则甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放电量分别为×6、×4、×16，通过比较可知(CH3)2NNH2理论放电量最大，C正确；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，消耗1 mol O2时电路中通过4 mol电子，N2H4→N2～4e－，则负极消耗1 mol N2H4产生1 mol N2，在标准状况下的体积为22.4 L，D错误。 【变式2·变考法】如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀H2SO4为电解质溶液。下列有关说法不正确的是(　　) A．a极为负极，电子由a极经外电路流向b极 B．a极的电极反应式：H2－2e－===2H＋ C．电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)增大 D．若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多 【答案】C 【解析】a极通入的H2发生氧化反应，为负极，电子由a极经外电路流向b极，以稀H2SO4为电解质溶液时，负极的H2被氧化为H＋，A、B项正确；总反应为2H2＋O2===2H2O，电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)减小，则C项错误；根据电池总反应：2H2＋O2===2H2O，CH4＋2O2===CO2＋2H2O，可知消耗等物质的量的H2和CH4，CH4消耗O2较多，则D项正确。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2024·上海卷，五）水体富营养化会破坏珊瑚礁。微生物燃料电池有望改善珊瑚生存环境方面发挥重要作用。下图是某微生物燃料电池工作原理示意图，该装置能同时除去水体中的NO和沉积物中的有机物(以(CH2O)n表示)。 （6）该装置工作时，下列说法正确的是___________。 A. 此是电能转化为化学能 B. 电极b作负极 C. 电子移动方向为：电极b→沉积物→水体→电极a D. 每消耗1mol (CH2O)n，转移电子4mol （7）写出NO在电极a表面发生的电极反应___________。 （8）研究表明，在其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高。有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。分析有利于去除有机物和不利于除去NO的可能原因___________。 【答案】（6）B （7）2NO+10e-+12H+=N2+6H2O （8）O2浓度升高，能让更多的有机物与O2形成原电池，有利于有机物的去除。但O2可能会优先于NO得电子，不利于NO的去除 【解析】（6）A．燃料电池是将化学能转化为电能，A错误； B．b极有机物被氧化为二氧化碳，发生氧化反应，则电极b为负极，B正确； C．电子在外电路移动，不能通过溶液，C错误； D．(CH2O)n生成CO2，反应中碳化合价由0变为+4，则每消耗1 mol(CH2O) n生成nmolCO2，转移电子4nmol，D错误； 故选B。 （7）酸性条件下，NO在电极a得到电子被还原为氮气，电解反应为：2NO+10e-+12H+=N2+6H2O；（8）O2浓度升高，能让更多的有机物与O2形成原电池，有利于有机物的去除。但O2可能会优先于NO得电子，不利于NO的去除，故其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高，有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $