4.1 原电池（8大题型，举一反三题型专练，广东专用）化学人教版选择性必修1

函学科网 WW 第一节 原电池 题型01原电池定义及能量转化 典例精析 【典例1】B 举一反三 【变式1-1】D 【变式1-2】D 【变式1-3】D 题型02原电池的构成条件 典例精析 【典例2】C 举一反三 【变式2-1】B 【变式2-2】C 【变式2-3】A 题型03原电池工作原理 典例精析 【典例3】C 举一反目 【变式3-1】B 【变式3-2】B 【变式3-3】C 题型04电极反应式书写 典例精析 【典例4】C w.zxxk.com (题型突破举一反三) 1/3 让教与学更高效 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 举一反三 【变式41】C 【变式42】D 【变式43】C 题型05原电池中的守恒关系 典例精析 【典例5】D 举一反三 【变式5-1】A 【变式5-2】A 【变式5-3】B 题型06原电池的应用 E 典例精析 【典例6】D E 举一反三 【变式6-1】A 【变式6-2】A 【变式6-3】A 题型07化学电源一一次电池与二次电池 E 典例精析 【典例7】C 举一反三 【变式7-1】C 【变式7-2】C 【变式7-3】C 题型08化学电源一燃料电池与新型电池 2/3 可学科网 典例精析 【典例8】D 举一反三 【变式8-1】B 【变式8-2】A 【变式8-3】C 题型09电源使用与回收 典例精析 【典例9】C 举一反三 【变式9-1】c 【变式9-2】D 【变式9-3】C www.zxxk.com 让教与学更高效 3/3 第一节 原电池（题型突破·举一反三） 题型01 原电池定义及能量转化 题型02 原电池的构成条件 题型03 原电池工作原理 题型04 电极反应式书写 题型05 原电池中的守恒关系 题型06 原电池的应用 题型07 化学电源—一次电池与二次电池 题型08 化学电源—燃料电池与新型电池 题型09 电源使用与回收 ▌题型01 原电池定义及能量转化 原电池定义及能量转化 原电池是将 化学能 直接转化为 电能 的装置 【典例1】科技改变生活。下列说法不正确的是 A．国产大飞机C919机壳采用的铝锂合金，具备耐腐蚀性 B．“天宫课堂”实验乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球”，该过程发生吸热反应 C．“嫦娥五号”使用的锂离子电池组，可将化学能转变成电能 D．国家速滑馆“冰丝带”采用超临界制冰，比氟利昂制冰更加环保 【答案】B 【解析】A．国产大飞机C919机壳采用的铝锂合金，具有密度小、硬度大、耐腐蚀的优良性质，A正确； B．乙酸钠在温度较高的水中的溶解度非常大，很容易形成过饱和溶液，暂时处于亚稳态；这种溶液里只要有一丁点的结晶和颗粒，就能打破它的亚稳态，迅速结晶的同时释放出大量热量，B错误； C．“嫦娥五号”使用的锂离子电池组属于原电池装置，可将化学能转化为电能，C正确； D．国家速滑馆“冰丝带”采用CO2超临界制冰，将CO2利用起来，减少了CO2的排放，比氟利昂制冰更加环保，D正确； 故选B。 【变式1-1】用如图所示装置进行实验，电流计指针偏转。下列说法不正确的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．从极经阳离子交换膜移向极 C．工作一段时间后，极附近的减小 D．该装置的总反应为 【答案】D 【分析】对于H2、Cl2、KOH燃料电池，通H2的a电极失电子，作负极；通入Cl2的b电极得电子，作正极。 【解析】A．该装置是燃料电池为原电池，将化学能转化为电能，A正确； B．在原电池中，阳离子向正极移动，则K+从a极经阳离子交换膜移向b极，B正确； C．原电池工作时，a极发生反应H2+2OH--2e-=2H2O，则工作一段时间后，a极附近的pH减小，C正确； D．负极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，正极反应为Cl2+2e-=2Cl-，则该装置的总反应为H2+Cl2+2OH-=2Cl-+2H2O，D不正确； 答案选D。 【变式1-2】利用下列装置进行的相应实验不能达到实验目的的是 装置 实验目的 A．测定醋酸的浓度 B．验证温度对平衡的影响 装置 实验目的 C．验证与反应放热 D．产生持续稳定电流 【答案】D 【解析】A．装置为用NaOH标准溶液滴定醋酸（含酚酞），使用聚四氟乙烯活塞的滴定管盛装NaOH溶液（聚四氟乙烯耐碱，可替代传统碱式滴定管），通过酸碱中和滴定可测定醋酸浓度，A正确； B．CuCl2溶液中存在平衡[Cu(H2O)4]2+（蓝色）+4Cl-⇌[CuCl4]2-（黄色）+4H2O（吸热），冰水浴（低温）平衡逆向移动（蓝色加深），热水浴（高温）平衡正向移动（颜色变黄绿），可通过颜色变化验证温度对平衡的影响，B正确； C．Fe与S反应需加热引发，若反应放热，红热玻璃棒接触混合物后，反应放出的热量会使反应持续进行（观察到混合物持续红热），可验证反应放热，C正确； D．原电池需电极与电解质溶液匹配（Zn应在ZnSO4溶液，Cu应在CuSO4溶液），图示中Zn直接与CuSO4溶液接触发生置换反应（电子不经过导线），无法形成持续稳定电流，D错误； 故选D。 【变式1-3】有机化学在解决人类面临的健康、能源、环境和资源等问题方面，起到了不可替代的重要作用。下列有关说法错误的是 A．连接阿司匹林与聚甲基丙烯酸能制成有效成分缓慢释放的长效药 B．利用烃、甲醇等制作的燃料电池的能量转化率超过火力发电 C．使用聚乳酸等微生物降解塑料为消除白色污染作贡献 D．通过石油的裂化和裂解等物理变化获得重要化工原料 【答案】D 【解析】A．阿司匹林通过化学键连接到聚甲基丙烯酸上，阿司匹林可以通过水解反应被释放，阿司匹林一旦被消耗，水解平衡发生移动，可实现药物缓慢释放，A正确； B．燃料电池直接将化学能转化为电能，能量转化率高于火力发电的多步骤能量转换，B正确； C．聚乳酸塑料可被微生物降解为无害物质，减少白色污染，C正确； D．石油的裂化和裂解是化学变化（分解长链烃生成小分子烃），而非物理变化，D错误； 故选D。 ▌题型02 原电池的构成条件 原电池的构成条件： 一反应：自发进行的 氧化还原反应 两电极：两个 活动性不同 的电极 一溶液： 电解质 溶液 回路：形成 闭合 回路，内电路：电解质溶液作离子导体；外电路：导线作电子导体 【典例2】利用沉淀反应：Ag+(aq)+Cl-(aq)＝AgCl(s)设计原电池时(如图)，下列说法不正确的是 A．负极是金属银电极，电解质溶液为氯化钠溶液 B．正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液 C．负极反应为Ag-e-＝Ag+ D．也可以利用反应：H++O2＝H2O设计原电池 【答案】C 【分析】利用沉淀反应Ag+(aq)+Cl-(aq)＝AgCl(s)设计原电池时，根据原电池原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，可设原电池中电极均为银电极，负极一侧电解质溶液为含Cl-的可溶盐溶液，正极一侧电解质溶液为AgNO3溶液，负极Ag电极失电子生成Ag+，与电解质溶液中的Cl-结合生成AgCl，正极电解质溶液中的Ag+得电子生成单质Ag，据此分析解答。 【解析】A．根据分析，可知负极发生Ag电极失电子生成Ag+，与电解质溶液中的Cl-结合生成AgCl的过程，故负极的电解质溶液可为含Cl-的可溶盐溶液，KCl溶液或NaCl溶液等均可，A项正确； B．由分析可知，正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液，溶液中的Ag+得电子生成Ag，B项正确； C．负极Ag电极失电子生成Ag+，与电解质溶液中的Cl-结合生成AgCl，电极反应式为：Ag-e-+Cl-＝AgCl，C项错误； D．根据原电池工作原理可知，将反应H++O2-＝H2O设计原电池时，正负极电极均为石墨，负极上通入H2，电解质溶液为强碱性溶液，正极电解质为稀硫酸溶液，盐桥为KNO3琼胶，D项正确； 答案选C。 【变式2-1】利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．配制草酸溶液 B．实验室快速制备氨气 C．实验室蒸馏分离和 D．Cu-Fe原电池 【答案】B 【解析】A．容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的定容容器，向容量瓶中倒入液体需使用玻璃棒引流，装置错误，A不符合题意； B．浓氨水滴入固体中，固体溶解放热，且溶液中浓度增大，促进分解放出氨气，该装置为固液不加热制气装置，可快速制备氨气，B符合题意； C．蒸馏操作中，温度计用于测量馏分蒸气的温度，温度计下端玻璃泡应放在蒸馏烧瓶的支管口处，不能浸入液面下，装置错误，C不符合题意； D．乙醇是非电解质，乙醇溶液不能导电，无法形成闭合回路，不能构成原电池，装置错误，D不符合题意； 答案选B。 【变式2-2】“蒸汽眼罩”由透氧无纺布、铁粉、碳粉、食盐、吸水树脂等组成。下列关于“蒸汽眼罩”的说法正确的是 A．“蒸汽眼罩”可以反复使用 B．透氧膜的透氧速率越快越好 C．食盐作电解质，起到了导电的作用 D．“蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理，发热时负极反应式为Fe-3e-=Fe3+ 【答案】C 【分析】“蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理，Fe粉为负极，1molFe失去2mol电子被氧化为1molFe2+; 【解析】A．据分析，“蒸汽眼罩”不能充电，铁粉消耗完毕即失去使用功能，故“蒸汽眼罩”不可以反复使用，A错误； B． 透氧膜的透氧速率过快，反应速率加快，反应发热过快导致水温升高过快，达不到放松眼部肌肉、消除眼部疲劳的作用， B错误； C．原电池的构成条件之一是形成闭合回路，食盐作电解质，能形成闭合回路，起到了导电的作用，C正确； D． “蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理，发热时负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，D错误； 答案选C。 【变式2-3】下图是某校实验小组设计的一套原电池装置，下列有关描述 不正确的是（  ） A．石墨的电极反应： B．此装置能将化学能转变为电能 C．电子由电极经导线流向石墨电极 D．电池总反应： 【答案】A 【解析】A．装置中铜失电子被氧化，所以铜作负极，石墨作正极，酸性条件下不能生成氢氧根，石墨电极反应为O2+4H++4e-=2H2O，故A错误； B．该装置为原电池反应的装置，化学能转化为电能，故B正确； C．电子流向是负极铜电极流向正极石墨电极，故C正确； D．自发进行的氧化还原反应是铜在酸溶液中被氧气氧化生成氯化铜溶液，反应的化学方程式2Cu+O2+4HCl=2CuCl2+2H2O，故D正确； 故选A。 ▌题型03 原电池工作原理 原电池工作原理（以铜锌原电池、硫酸铜溶液作电解质溶液为例） 电极名称 负极 正极 电极材料 锌 铜或石墨 电极反应 Zn-2e- =Zn2+ Cu2++2e- = Cu 电极质量变化 减小 增大 反应类型 氧化 反应 还原 反应 电子流向 由 负 极沿导线流向 正 极 电流方向 从 正 极沿导线流向 负 极 离子移向 阳离子移向 正 极，阴离子移向 负 极 【典例3】盐水灯因其制作工艺简单、成本低廉而在部分地区被广泛使用，利用氯化钠溶液、石墨、镁片与电路构成原电池便可为灯供电。下列说法正确的是 A．氯化钠溶液可以替换为蔗糖溶液 B．电池负极上发生还原反应 C．电池工作时氯离子由正极移向负极 D．电池工作一段时间后补充石墨可重复使用 【答案】C 【解析】A．氯化钠溶液充当电池的电解质溶液，蔗糖为非电解质，不能替换，A项错误； B．原电池工作时负极发生氧化反应，B项错误； C．电池工作时阴离子移向负极，C项正确； D．电池工作时镁片作负极，失去电子生成Mg2+进入溶液中，因此电池工作一段时间后应补充镁片才能重复使用，D项错误。 答案选C。 【变式3-1】由深海所牵头研制的新概念潜水器——“鹿岭号”深海多位点着陆器使用了镁-海水燃料电池，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．金属镁作正极材料 B．放电时，电解质溶液中的向负极移动 C．可使用金属钠代替镁作钠-海水燃料电池的电极材料 D．氧气在电极表面发生反应 【答案】B 【解析】A．总反应中Mg化合价从0升高为+2价，失电子发生氧化反应，应作负极材料，A错误； B．原电池放电时，阴离子向负极移动，为阴离子，故向负极移动，B正确； C．金属钠性质极活泼，会直接与海水中的水剧烈反应，无法稳定作电池电极材料，C错误； D．该电池电解质为中性海水，氧气得电子生成，正确电极反应为，选项反应式为酸性条件下的正极反应，不符合题意，D错误； 故选B。 【变式3-2】下图是某装置示意图，下列说法不正确的是 A．该装置实现了氧化反应和还原反应分开进行 B．Zn是正极反应物 C．铜电极上发生的反应： D．盐桥的作用是传导离子 【答案】B 【解析】A．原电池中氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，装置实现了氧化还原反应分开进行，A正确； B．Zn是负极，不是正极而且更活泼，失电子发生氧化反应：，B错误； C．铜电极是正极，发生还原反应：，C正确； D．盐桥的作用是使离子移动，维持两边溶液电荷平衡，因此可看作传导离子，D正确； 故答案选B。 【变式3-3】暖贴主要成分和作用原理如图所示。下列说法正确的是 A．暖贴在使用时，热能主要转变为化学能 B．正极处发生电极反应： C．电子由Fe流向活性炭 D．暖贴作用原理与析氢腐蚀原理相同 【答案】C 【解析】A．暖贴使用时发生放热反应，能量转化形式为化学能转化为热能，A错误； B．暖贴利用铁的吸氧腐蚀原理工作，正极上得电子发生还原反应，电极反应为，选项给出的反应为失电子的氧化反应，不符合正极反应规律，B错误； C．该装置为原电池，作负极，活性炭作正极，原电池中电子由负极流向正极，即电子由流向活性炭，C正确； D．暖贴原理为吸氧腐蚀，析氢腐蚀发生在酸性较强的环境中，正极产物为，二者原理不同，D错误； 故选C。 ▌题型04 电极反应式书写 书写步骤： 一、明确变价原料和产物 二、确定失去电子或得到电子数目 三、根据电荷守恒和溶液环境配平 四、根据质量守恒，缺少的原子用H2O配平 【典例4】下列离子反应方程式不正确的是 A．向溶液中滴加少量酸性溶液： B．向碳酸钠溶液中通入等物质的量的氯气： C．铅蓄电池放电时，正极反应式： D．淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠碱性溶液 【答案】C 【解析】A．草酸是弱酸不可拆，酸性条件下被还原为，被氧化为，方程式得失电子、电荷、原子均守恒，A正确； B．等物质的量与水反应生成和，与反应生成，酸性弱于碳酸不与反应，B正确； C．铅蓄电池电解质为硫酸，正极生成的会与结合为难溶的，正确正极反应为，给出的方程式错误，C错误； D．碱性条件下氧化生成，自身被还原为，方程式电荷、原子、得失电子均守恒，D正确； 故答案为C。 【变式4-1】锌—空气电池（原理如图）适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时，下列说法正确的是 A．石墨电极是该电池的负极 B．OH-向石墨电极移动 C．氧气在石墨电极上发生还原反应 D．Zn电极上的电极反应式： 【答案】C 【分析】根据原理图可知，锌作负极，负极上电极反应式为：，正极上通入空气，其电极反应式为，再结合离子移动方向分析解答。 【解析】A．锌的活泼性强于石墨，锌电极为该电池的负极，石墨电极为正极，A错误； B．原电池工作时阴离子向负极移动，应向电极移动，B错误； C．氧气在石墨电极（正极）上得电子，化合价降低，发生还原反应，C正确； D．电解质为碱性溶液，负极反应不会生成，正确的负极反应为，D错误； 【变式4-2】电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列说法正确的是 A．Mg作负极，发生还原反应 B．正极反应为 C．电池放电时，由负极移向正极 D．负极可能会发生副反应： 【答案】D 【解析】A．Mg为活泼金属，在原电池中作负极，失电子发生氧化反应，而非还原反应，A错误； B．正极反应物为难溶的AgCl，并非游离，正确的电极反应为，B错误； C．原电池放电时，阴离子向负极移动，故应由正极移向负极，C错误； D．海水体系中含有大量水，活泼金属Mg可与水发生反应，属于负极可能发生的副反应，D正确； 故选D。 【变式4-3】M(碱金属)—CO2电池可以实现对CO2的利用，并具有较高的理论比能量(“理论比能量”是指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)。该类电池放电总反应为。下列说法错误的是 A．放电时，电子流向为：碱金属片→外电路→玻碳电极 B．Na—CO2电池比Li—CO2电池的理论比能量低 C．放电时，玻碳电极反应为 D．充电时，碱金属片接电源负极 【答案】C 【分析】该原电池放电时，碱金属失电子发生氧化反应，作负极，玻碳电极通入得电子发生还原反应，作正极，总反应，负极电极反应为，结合总反应得正极反应为。 【解析】A．该原电池工作时碱金属片为负极，玻碳电极为正极，电子流向为碱金属片→外电路→玻碳电极，A正确； B．电池的“理论比能量"指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多，失去相同电子所需钠的质量大于锂，所以Na—CO2电池比Li—CO2电池的理论比能量低，B正确； C．放电时，CO2在正极发生得电子的反应生成M2CO3和C，则正极反应式为，C错误； D．原电池工作时碱金属片为负极，玻碳电极为正极，充电时原电池正、负极分别与电源正、负极相接，即碱金属片接电源负极，D正确； 故选C。 ▌题型05 原电池中的守恒关系 原电池发生的是自发的氧化还原反应 1、质量守恒：反应前后元素种类和原子个数相同； 2、得失电子守恒：化合价升高总数 = 化合价降低总数； 3、电荷守恒：电极反应式和总反应的离子方程式中均满足电荷守恒。 【典例5】我国科技人员自主研发了一种耐久性强的电池。其放电工作时工作原理如图，下列说法不正确的是 A．极发生还原反应 B．装置的离子交换膜为质子交换膜 C．电子从极经外电路流向极 D．1 mol 通过离子交换膜，负极质量减少65 g 【答案】D 【解析】A．为原电池正极，正极得电子发生还原反应，A正确； B．由图可知可通过离子交换膜，锰离子配合物不能通过，故该离子交换膜为质子交换膜，B正确； C．原电池中电子由负极（极）经外电路流向正极（极），C正确； D．负极反应为，通过交换膜时电路中转移电子，消耗，负极质量减少，不是，D错误； 故选D。 【变式5-1】关于下述电化学反应过程，描述正确的是 A．质子向电极a移动 B．电极b是原电池的正极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a D．每1mol(CH2O)n参与反应时，转移4 mol电子 【答案】A 【解析】A．原电池中阳离子向正极移动，电极a上转化为，N元素化合价降低得电子，为正极，质子（）向电极a移动，A正确； B．电极b上转化为，C元素化合价升高，失电子发生氧化反应，是原电池的负极，B错误； C．原电池中电子只能在外电路中移动，从负极（电极b）经过负载流向正极（电极a），不能经过电解质溶液（水体），C错误； D．中含有 C元素，每个C原子化合价升高4，故反应时转移电子，D错误； 故选A。 【变式5-2】科学家研究发现铜掺杂四氧化三铁可用于实现高效硝酸盐还原，利用这一发现结合原电池原理处理含硝酸根离子的污水，工作原理如图所示。已知：双极膜中的水可以解离为和，和分别向两侧移动。下列说法正确的是 A．Ⅱ室中的电极反应式为 B．工作过程中Ⅱ室溶液的浓度升高 C．当处理1 mol 时，理论上双极膜内的水减少48 g D．晶体中价、价Fe的个数比为 【答案】A 【解析】A．Ⅱ室为原电池正极区，在铜掺杂四氧化三铁电极上得到电子被还原为，双极膜解离出的向Ⅱ室移动参与反应，配平后电极反应式为，该式电荷、原子均守恒，A正确； B．双极膜解离出的定向移动到Ⅱ室，且每1mol反应会消耗6mol，同时只有5mol从双极膜补充进入Ⅱ室，被大量消耗，且生成水，因此Ⅱ室浓度不会升高，反而降低，B错误； C．负极（Ⅰ室）反应为，每处理1mol转移5mol电子，对应双极膜需要解离5mol（解离出5mol移向Ⅱ室、5mol移向Ⅰ室），水的质量为，C错误； D．可改写为，其中价、价的个数比为，D错误； 故选A。 【变式5-3】我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是 A．体系中每转移，最多可产生1 mol N2 B．工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移 C．工作时负极区pH降低 D．a是阴离子交换膜 【答案】B 【解析】A．中为价，生成时共失去电子，故转移最多产生，A正确； B．电极1上失电子生成，为负极，电极2上得电子生成，为正极，电子应从负极（电极1）经外电路流向正极（电极2），B错误； C．负极反应为，生成使增大，降低，C正确； D．负极区生成后正电荷增多，需通过a膜进入负极区平衡电荷，故a为阴离子交换膜，D正确； 故选B。 ▌题型06 原电池的应用 1、形成原电池后，可加快氧化还原的化学反应速率； 2、设计原电池：将氧化还原反应拆分为两个半反应，分别作原电池的负极反应和正极反应； 确定电极材料：若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作 负 极；若为气体或溶液中的还原性离子，可用惰性电极作负极。 一般情况下，发生还原反应的电极材料的活泼性弱于负极材料； 3、判断金属活动性顺序：一般情况下， 较活泼的金属材料作负极； 【典例6】碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+2MnO(OH)，下列说法不正确的是 A．电池工作时，锌为负极 B．电池工作时，电解液中的OH- 移向负极 C．电池正极发生还原反应 D．锌的质量减少6.5g时，溶液中通过0.2mol电子 【答案】D 【分析】原电池进行分析时，从氧化还原反应的角度进行，氧化反应为负极，还原反应为正极，电解质溶液中离子发生移动，方向为阳离子移向正极，阴离子移向负极。 【解析】A.Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)，可以知道反应中Zn被氧化，为原电池的负极，所以A选项正确； B.原电池中，电解液的OH-移向负极，故B项正确； C.根据电池总反应式为: Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)， MnO2为原电池的正极，发生还原反应，故C项正确； D、由Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)可以知道，6.5g Zn反应转移电子为0.2mol， 但是在电解质溶液中离子移动，电子不在溶液中移动，故D项错误； 答案为D。 【变式6-1】美好生活由劳动创造。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是 选项 劳动项目 化学知识 A 厨师用食醋去除水垢 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ B 技工锻打黄金制作首饰 金具有良好的延展性 C 工程师利用乙烯与水反应制备乙醇 CH2=CH2+H2OCH3CH2OH D 匠人用铝盆装食盐水处理银饰品表面的Ag2S Al、Ag2S和食盐水能形成原电池 【答案】A 【解析】A．食醋的主要成分是弱电解质，离子方程式中不能拆写为，正确的为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑，题给离子方程式错误，表述错误，A符合题意； B．金具有良好的延展性，可通过锻打制成首饰，化学知识表述正确，B不符合题意； C．乙烯与水在催化剂、加热、加压条件下发生加成反应生成乙醇，反应方程式正确，C不符合题意； D．Al活泼性强于Ag，Al、和食盐水可构成原电池，Al作负极，在正极被还原为Ag，可去除银饰品表面污渍，化学知识表述正确，D不符合题意； 故选A。 【变式6-2】一种锌-空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是 A．电子流动方向：凝胶→石墨 B．金属Zn为负极 C．石墨电极反应式： D．空气中的等酸性气体会影响电池的性能 【答案】A 【解析】A．原电池中电子仅能在外电路（导线）中移动，不能经过电解质凝胶，电解质依靠离子定向移动传导电荷，A错误； B．锌-空气电池工作时，Zn发生失电子的氧化反应，金属Zn为负极，B正确；； C．石墨为正极，碱性条件下O2得电子生成OH-，电极反应式为，C正确； D．空气中的等酸性气体会与KOH发生反应，导致电解质碱性减弱，会影响电池的性能，D正确； 故答案选A。 【变式6-3】继电器在控制电路中应用非常广泛，有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合（如图所示）。以下关于该继电器的说法中错误的是 已知电极材料为纳米Fe2O3，另一极为金属锂和石墨的复合材料。 A．充电完成时，电池能被磁铁吸引 B．该电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、锂盐等原料组成 C．充电时，该电池正极的电极反应式为3Li2O+2Fe-6e-═Fe2O3+6Li+ D．放电时，Li作电池的负极，Fe2O3作电池的正极 【答案】A 【分析】由图可知该电池放电时负极反应式为Li-e-═xLi+，正极反应式为Fe2O3+6Li++6e-═3Li2O+2Fe，充电时，阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反，以此解答该题。 【解析】A．充电时，Fe作为阳极生成Fe2O3，充电完成时，铁完全转化为Fe2O3，磁铁不可吸引Fe2O3，故A错误； B．锂属于活泼金属，会和水发生反应，所以不可以用电解质溶液作为电解液，一般由高纯度的有机溶剂、锂盐等原料组成，故B正确； C．充电时，阳极、阴极电极反应式与正极、负极电极反应式正好相反，则充电时，该电池正极的电极反应式为3Li2O+2Fe-6e-═Fe2O3+6Li+，故C正确； D．根据分析，放电时，Li作电池的负极，Fe2O3作电池的正极，故D正确； 答案选A。 ▌题型07 化学电源—一次电池与二次电池 一、一次电池 一次电池是放电后不可充电的电池，电解质溶液制成不流动胶状也叫干电池。 （1）碱性锌锰干电池 总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O = 2MnO(OH)+Zn(OH)2 负极反应式：Zn - 2e- + 2OH- ==Zn(OH)2 正极反应式：2MnO2 + 2e- + 2H2O==2MnO(OH) + 2OH- （2）锌银电池—纽扣电池 总反应式为：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2 负极反应式：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 正极反应式：Ag2O＋2e－＋H2O＝2Ag ＋2OH－ 二、二次电池 （1）铅蓄电池： 总反应式： 负极反应式：Pb +SO42- - 2e- = PbSO4 正极反应式：PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O 【典例7】（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）一种用于心脏起搏器的微型电池，其电极材料是石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、AlCl3溶解在SOCl2中形成的溶液。这种电池的总反应为＋2S，下列说法不正确的是 A．该电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点 B．电池工作时，向石墨电极方向移动 C．可以用来代替 D．正极反应式为 【答案】C 【分析】根据电池的总的反应为：8Li+3SOCl2═6LiCl+Li2SO3+2S，可知负极为锂，负极反应为8Li-8e-=8Li+，正极为石墨，电极反应为：，据此分析作答即可。 【解析】A．该电池用于心脏起搏器，应具有容量大、寿命长和电压稳定等特点，A正确； B．石墨是正极，Li+作为阳离子应向正极(石墨电极)移动，B正确； C．锂是活泼金属，与水剧烈反应，不能用水代替SOCl2，C不正确； D．由分析可知，该正极反应式正确，符合电子转移和原子守恒，D正确； 故选C。 【变式7-1】下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．图1所示装置可将化学能转化为电能 B．图2可表示晶体与晶体反应的能量变化 C．图3所示的锌锰干电池中在正极发生还原反应 D．图4所示装置可验证金属活动性：M<N 【答案】C 【解析】A．图1所示装置没有形成闭合回路，不能构成原电池，所以不能将化学能转化为电能，故A错误； B．晶体与晶体的反应是吸热反应，而图2表示的是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故B错误；　 C．在锌锰干电池中，锌是负极，失去电子发生氧化反应，在正极发生还原反应，故C正确；　 D．图4所示装置中，有氢气生成的一极是正极，金属为正极，金属为负极，根据原电池原理，负极金属的活动性大于正极金属，所以可验证金属活动性：，故D错误； 故选C。 【变式7-2】（25-26高二下·广东深圳·期末）Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极，石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时，下列说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．镁为正极，发生还原反应 C．电子由镁经外电路流入石墨 D．石墨电极表面产生大量氢气 【答案】C 【解析】A．该电池属于原电池，工作时是将化学能转化为电能，A错误； B．Mg的金属活动性远强于石墨，因此Mg为负极，失电子发生氧化反应，B错误； C．原电池中电子由负极经外电路流向正极，本电池中Mg为负极、石墨为正极，因此电子由镁经外电路流入石墨，C正确； D．石墨为正极，正极上得电子发生还原反应生成，不会产生氢气，D错误； 故选C。 【变式7-3】某种一次电池——锌银纽扣电池的简化结构如图所示。下列说法正确的是 A．该电池可充电并重复利用 B．可将金属外壳替换为塑料外壳 C．电池工作时，发生还原反应 D．电池工作时，电子由Zn经隔板流向 【答案】C 【解析】A．该电池属于一次电池，放电后无法充电重复利用，A错误； B．金属外壳为导体，是电池外电路的组成部分，塑料为绝缘体，替换为塑料外壳无法形成闭合回路，电池不能正常工作，B错误； C．电池工作时，为负极发生氧化反应，为正极，元素化合价从+1价降低为0价，得电子发生还原反应，C正确； D．原电池中电子由负极经外电路流向正极，隔板内为电解质溶液，依靠离子定向移动导电，电子不能通过隔板，D错误； 故选C。 ▌题型08 化学电源—燃料电池与新型电池 一、燃料电池 燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 （1）酸性氢氧燃料电池 负极反应式：2H2 – 4e- = 4H+ 正极反应式：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 总反应式：2H2 + O2 = 2H2O （2）碱性氢氧燃料电池 负极反应式：2H2 – 4e- + 4OH- = 2H2O 正极反应式：O2 + 4e- +2H2O= 4OH- 总反应式：2H2 + O2 = 2H2O 二、新型电池 例：熔融盐电池 比如用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极反应物，空气与CO2的混合气为正极反应物，制得在650 ℃下工作的燃料电池。高温下能传导CO32-，在工作过程中，电解质熔融盐的组成、浓度不变。 正极：O2＋2CO2＋4e－ ═ 2CO32－； 负极：2CO＋2CO32-－4e－ ═ 4CO2； 总反应：2CO＋O2 ═ 2CO2 【典例8】关于甲醇、空气和KOH溶液组成的燃料电池，下列说法不正确的是 A．向负极移动 B．可选用石墨作电极 C．相比直接燃烧甲醇发电，甲醇燃料电池能量利用率高 D．负极电极反应： 【答案】D 【解析】A．原电池中阴离子向负极移动，为阴离子，故向负极移动，A正确； B．石墨为惰性电极，导电性良好且不参与电池反应，可选用石墨作电极，B正确； C．甲醇直接燃烧时大量能量以热能形式散失，燃料电池可直接将化学能转化为电能，能量利用率更高，C正确； D．电解质为碱性溶液，负极反应生成的会与反应生成，无法得到，正确负极反应为，D错误； 故选D。 【变式8-1】甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是 A．a极为正极 B．从a极经溶液流向b极 C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小 D．a极的电极反应为 【答案】B 【分析】甲烷燃料电池中通入CH4的a电极为负极，通入空气的b电极为正极。 【解析】A．根据分析，通入CH4的a极为负极，A项错误； B．原电池工作时，阳离子从负极经溶液流向正极，则阳离子K+从a极（负极）经溶液流向b极（正极），B项正确； C．工作时，b电极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，生成OH-，b极附近溶液的碱性增强，pH会增大，C项错误； D．a极为负极，在KOH溶液中，CH4发生失电子的氧化反应、被氧化成，电极反应为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，D项错误； 答案选B。 【变式8-2】“大气固碳”锂电池原理，装置如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，电极A接电源的正极 B．充电时，左室锂电极的质量增加 C．放电时，锂离子通过聚合物电解质膜进入右室 D．放电时，电极B的电极反应为 【答案】A 【分析】根据图示，放电时二氧化碳进入电池，发生反应，Li失电子发生氧化反应，则A电极为负极、B电极为正极；充电时，A是阴极、B是阳极。 【解析】A．充电时，A是阴极、B是阳极，电极A接电源的负极，故A错误； B．充电时，A是阴极、B是阳极，锂离子由右室向左室移动，左室锂电极的质量增加，故B正确； C．放电时，A电极为负极、B电极为正极，阳离子由负极向正极移动，锂离子通过聚合物电解质膜进入右室，故C正确； D．放电时，B电极为正极，正极二氧化碳得电子生成单质碳，电极B的电极反应为，故D正确； 选A。 【变式8-3】我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2，生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面。其工作原理如右图所示。下列说法正确的是 A．充电时，钠箔与外电源正极相连 B．可用乙醇代替四甘醇二甲醚 C．放电时，正极的电极反应式为：3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C D．放电时，电路中转移4mol电子时，正极质量增加12克 【答案】C 【分析】由题干反应方程式4Na+3CO22Na2CO3+C可知，放电时，Na发生氧化反应，钠箔是负极，电极反应为：Na-e-=Na+，MWCNT电极是正极，电极反应为：3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，放电时钠箔是负极，充电时钠箔为阴极，与外电源的负极相连，A错误； B．钠为活泼金属，乙醇会与钠反应生成氢气，不能用乙醇代替四甘醇二甲醚作电解质，B错误； C．由分析可知，放电时正极发生还原反应，总反应中CO2得电子生成Na2CO3和C，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒，正极反应式为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，C正确； D．由题干方程式可知，放电时转移4mol电子，正极生成2mol Na2CO3和1mol C，质量增加2×106g+12g=224g，D错误； 故答案为：C。 ▌题型09 电源使用与回收 化学电池的回收利用 废旧电池中常含有 重金属 、酸 和 碱 等物质，如果随意丢弃，会对生态环境和人体健康造成危害。因此，应当重视废旧电池的回收利用，既可以减少环境污染，又可以节约资源。 【典例9】各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 A．手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B．废电池必须进行集中处理，因为电池外壳为贵重金属材料，需要回收利用 C．长春应用化学研究所自主研发的锂离子碳硅电池，可实现化学能转化为电能 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 【答案】C 【解析】A．锂离子电池的电解液是锂盐的有机溶剂溶液，例如六氟磷酸锂的碳酸酯溶液，以保证锂离子稳定而顺利地传导，因金属锂与水溶液（如KOH溶液）会发生剧烈反应，导致电池失效，A错误； B．废电池集中处理的目的是防止重金属（如Cd、Pb）污染环境，而非回收贵金属外壳（普通电池外壳多为铁或锌），B错误； C．锂离子碳硅电池属于二次电池，放电时是原电池，通过氧化还原反应将储存的化学能转化为电能，符合此原理，C正确； D．太阳能电池的核心材料是半导体单质硅（高纯度），二氧化硅（SiO2）是绝缘体，无法用于光电转换，D错误； 故选C。 【变式9-1】探索新能源是化学科学的重要研究方向。下列说法正确的是 A．开发使用锂离子电池能够彻底解决铅蓄电池所带来的环境污染问题 B．核电站所使用的同位素U-235的核裂变过程是化学变化 C．宇宙深空探索卫星必需的太阳能电池板的材质是晶体硅单质 D．利用海洋潮汐发电的能量转换途径是：潮汐能→化学能→电能 【答案】C 【解析】A．锂离子电池的使用不可能彻底解决环境污染问题，会产生新的环境问题，A错误； B．核裂变属于核反应，不属于化学变化，B错误； C．太阳能电池板现在主要的材料是晶体硅，C正确； D．海洋潮汐发电实现的能量转换应该是潮汐能→电能→化学能，D错误； 故选C。 【变式9-2】碱性锌锰电池的结构示意图如图，总反应为，下列说法正确的是 A．电池工作时，A极为负极 B．该电池用完后可随意丢弃 C．电池工作时，化学能完全转化成电能 D．电池工作时， 【答案】D 【分析】由总反应可知，锌发生氧化反应为负极，而正极为二氧化锰发生还原反应。 【解析】A．电池工作时，铜钉为负极，即B极为负极，则A为正极，A错误； B．电池不可随意丢弃，否则会污染环境，B错误； C．化学能转化为电能的过程中会有热能等产生，不能完全转化为电能，C错误； D．负极发生氧化反应，Zn失去电子生成Zn(OH)2，负极反应式为Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2，D正确； 故选D。 【变式9-3】清华大学团队提出铝箔与废旧NCM三元正极材料()原位构建微原电池，协同浸出回收废锂电池中的锂、镍、钴、锰，装置机理如图所示。下列关于该原电池浸出回收工艺说法错误的是 A．铝箔作负极，电极反应为，铝箔会不断消耗溶解 B．NCM极、、元素得到电子转化为二价金属离子进入溶液，直接浸出 C．内电路电子流动方向：NCM正极→电解液→铝负极 D．该工艺依靠自发原电池反应，不用外加还原剂，属于绿色废旧电池回收技术 【答案】C 【解析】A．金属活泼性较强，在原电池中作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应为，反应过程中铝箔不断溶解消耗，A正确； B．NCM极为正极，其中、、元素为高价态，在正极得到电子被还原为二价金属离子进入溶液，无变价，直接从材料中浸出进入溶液，B正确； C．原电池中电子只能在外电路中定向移动，内电路依靠阴、阳离子定向移动导电，电子不能经过电解液，C错误； D．该工艺利用自发的原电池氧化还原反应，铝本身作为还原剂无需额外添加，能耗低、污染小，属于绿色废旧电池回收技术，D正确； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 原电池（题型突破·举一反三） 题型01 原电池定义及能量转化 题型02 原电池的构成条件 题型03 原电池工作原理 题型04 电极反应式书写 题型05 原电池中的守恒关系 题型06 原电池的应用 题型07 化学电源—一次电池与二次电池 题型08 化学电源—燃料电池与新型电池 题型09 电源使用与回收 ▌题型01 原电池定义及能量转化 原电池定义及能量转化 原电池是将 　　　 直接转化为 　　 的装置 【典例1】科技改变生活。下列说法不正确的是 A．国产大飞机C919机壳采用的铝锂合金，具备耐腐蚀性 B．“天宫课堂”实验乙酸钠过饱和溶液结晶形成温热“冰球”，该过程发生吸热反应 C．“嫦娥五号”使用的锂离子电池组，可将化学能转变成电能 D．国家速滑馆“冰丝带”采用超临界制冰，比氟利昂制冰更加环保 【变式1-1】用如图所示装置进行实验，电流计指针偏转。下列说法不正确的是 A．该装置将化学能转化为电能 B．从极经阳离子交换膜移向极 C．工作一段时间后，极附近的减小 D．该装置的总反应为 【变式1-2】利用下列装置进行的相应实验不能达到实验目的的是 装置 实验目的 A．测定醋酸的浓度 B．验证温度对平衡的影响 装置 实验目的 C．验证与反应放热 D．产生持续稳定电流 【变式1-3】有机化学在解决人类面临的健康、能源、环境和资源等问题方面，起到了不可替代的重要作用。下列有关说法错误的是 A．连接阿司匹林与聚甲基丙烯酸能制成有效成分缓慢释放的长效药 B．利用烃、甲醇等制作的燃料电池的能量转化率超过火力发电 C．使用聚乳酸等微生物降解塑料为消除白色污染作贡献 D．通过石油的裂化和裂解等物理变化获得重要化工原料 ▌题型02 原电池的构成条件 原电池的构成条件： 一反应：自发进行的 　　　　　　 两电极：两个 　　　　　 的电极 一溶液： 　　　 溶液 回路：形成 　　 回路，内电路：电解质溶液作离子导体；外电路：导线作电子导体 【典例2】利用沉淀反应：Ag+(aq)+Cl-(aq)＝AgCl(s)设计原电池时(如图)，下列说法不正确的是 A．负极是金属银电极，电解质溶液为氯化钠溶液 B．正极是金属银电极，电解质溶液为硝酸银溶液 C．负极反应为Ag-e-＝Ag+ D．也可以利用反应：H++O2＝H2O设计原电池 【变式2-1】利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．配制草酸溶液 B．实验室快速制备氨气 C．实验室蒸馏分离和 D．Cu-Fe原电池 【变式2-2】“蒸汽眼罩”由透氧无纺布、铁粉、碳粉、食盐、吸水树脂等组成。下列关于“蒸汽眼罩”的说法正确的是 A．“蒸汽眼罩”可以反复使用 B．透氧膜的透氧速率越快越好 C．食盐作电解质，起到了导电的作用 D．“蒸汽眼罩”工作时利用了原电池原理，发热时负极反应式为Fe-3e-=Fe3+ 【变式2-3】下图是某校实验小组设计的一套原电池装置，下列有关描述 不正确的是（  ） A．石墨的电极反应： B．此装置能将化学能转变为电能 C．电子由电极经导线流向石墨电极 D．电池总反应： ▌题型03 原电池工作原理 原电池工作原理（以铜锌原电池、硫酸铜溶液作电解质溶液为例） 电极名称 负极 正极 电极材料 　 　　　　 电极反应 电极质量变化 　　 　　 反应类型 　　 反应 　　 反应 电子流向 由 　 极沿导线流向 　 极 电流方向 从 　 极沿导线流向 　 极 离子移向 阳离子移向 　 极，阴离子移向 　 极 【典例3】盐水灯因其制作工艺简单、成本低廉而在部分地区被广泛使用，利用氯化钠溶液、石墨、镁片与电路构成原电池便可为灯供电。下列说法正确的是 A．氯化钠溶液可以替换为蔗糖溶液 B．电池负极上发生还原反应 C．电池工作时氯离子由正极移向负极 D．电池工作一段时间后补充石墨可重复使用 【变式3-1】由深海所牵头研制的新概念潜水器——“鹿岭号”深海多位点着陆器使用了镁-海水燃料电池，电池工作时的总反应为。下列说法正确的是 A．金属镁作正极材料 B．放电时，电解质溶液中的向负极移动 C．可使用金属钠代替镁作钠-海水燃料电池的电极材料 D．氧气在电极表面发生反应 【变式3-2】下图是某装置示意图，下列说法不正确的是 A．该装置实现了氧化反应和还原反应分开进行 B．Zn是正极反应物 C．铜电极上发生的反应： D．盐桥的作用是传导离子 【变式3-3】暖贴主要成分和作用原理如图所示。下列说法正确的是 A．暖贴在使用时，热能主要转变为化学能 B．正极处发生电极反应： C．电子由Fe流向活性炭 D．暖贴作用原理与析氢腐蚀原理相同 ▌题型04 电极反应式书写 书写步骤： 一、明确变价原料和产物 二、确定失去电子或得到电子数目 三、根据电荷守恒和溶液环境配平 四、根据质量守恒，缺少的原子用H2O配平 【典例4】下列离子反应方程式不正确的是 A．向溶液中滴加少量酸性溶液： B．向碳酸钠溶液中通入等物质的量的氯气： C．铅蓄电池放电时，正极反应式： D．淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠碱性溶液 【变式4-1】锌—空气电池（原理如图）适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时，下列说法正确的是 A．石墨电极是该电池的负极 B．OH-向石墨电极移动 C．氧气在石墨电极上发生还原反应 D．Zn电极上的电极反应式： 【变式4-2】电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列说法正确的是 A．Mg作负极，发生还原反应 B．正极反应为 C．电池放电时，由负极移向正极 D．负极可能会发生副反应： 【变式4-3】M(碱金属)—CO2电池可以实现对CO2的利用，并具有较高的理论比能量(“理论比能量”是指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)。该类电池放电总反应为。下列说法错误的是 A．放电时，电子流向为：碱金属片→外电路→玻碳电极 B．Na—CO2电池比Li—CO2电池的理论比能量低 C．放电时，玻碳电极反应为 D．充电时，碱金属片接电源负极 ▌题型05 原电池中的守恒关系 原电池发生的是自发的氧化还原反应 1、质量守恒：反应前后元素种类和原子个数相同； 2、得失电子守恒：化合价升高总数 = 化合价降低总数； 3、电荷守恒：电极反应式和总反应的离子方程式中均满足电荷守恒。 【典例5】我国科技人员自主研发了一种耐久性强的电池。其放电工作时工作原理如图，下列说法不正确的是 A．极发生还原反应 B．装置的离子交换膜为质子交换膜 C．电子从极经外电路流向极 D．1 mol 通过离子交换膜，负极质量减少65 g 【变式5-1】关于下述电化学反应过程，描述正确的是 A．质子向电极a移动 B．电极b是原电池的正极 C．电子从电极a经过负载到电极b再经过水体回到电极a D．每1mol(CH2O)n参与反应时，转移4 mol电子 【变式5-2】科学家研究发现铜掺杂四氧化三铁可用于实现高效硝酸盐还原，利用这一发现结合原电池原理处理含硝酸根离子的污水，工作原理如图所示。已知：双极膜中的水可以解离为和，和分别向两侧移动。下列说法正确的是 A．Ⅱ室中的电极反应式为 B．工作过程中Ⅱ室溶液的浓度升高 C．当处理1 mol 时，理论上双极膜内的水减少48 g D．晶体中价、价Fe的个数比为 【变式5-3】我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是 A．体系中每转移，最多可产生1 mol N2 B．工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移 C．工作时负极区pH降低 D．a是阴离子交换膜 ▌题型06 原电池的应用 1、形成原电池后，可　　氧化还原的化学反应速率； 2、设计原电池：将氧化还原反应拆分为两个半反应，分别作原电池的负极反应和正极反应； 确定电极材料：若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作 　 极；若为气体或溶液中的还原性离子，可用　　　　作负极。 一般情况下，发生还原反应的电极材料的活泼性　于负极材料； 3、判断金属活动性顺序：一般情况下， 较活泼的金属材料作负极； 【典例6】碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O==Zn(OH)2+2MnO(OH)，下列说法不正确的是 A．电池工作时，锌为负极 B．电池工作时，电解液中的OH- 移向负极 C．电池正极发生还原反应 D．锌的质量减少6.5g时，溶液中通过0.2mol电子 【变式6-1】美好生活由劳动创造。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是 选项 劳动项目 化学知识 A 厨师用食醋去除水垢 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ B 技工锻打黄金制作首饰 金具有良好的延展性 C 工程师利用乙烯与水反应制备乙醇 CH2=CH2+H2OCH3CH2OH D 匠人用铝盆装食盐水处理银饰品表面的Ag2S Al、Ag2S和食盐水能形成原电池 【变式6-2】一种锌-空气电池的简易装置结构如图所示。下列说法错误的是 A．电子流动方向：凝胶→石墨 B．金属Zn为负极 C．石墨电极反应式： D．空气中的等酸性气体会影响电池的性能 【变式6-3】继电器在控制电路中应用非常广泛，有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合（如图所示）。以下关于该继电器的说法中错误的是 已知电极材料为纳米Fe2O3，另一极为金属锂和石墨的复合材料。 A．充电完成时，电池能被磁铁吸引 B．该电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、锂盐等原料组成 C．充电时，该电池正极的电极反应式为3Li2O+2Fe-6e-═Fe2O3+6Li+ D．放电时，Li作电池的负极，Fe2O3作电池的正极 ▌题型07 化学电源—一次电池与二次电池 一、一次电池 一次电池是放电后不可充电的电池，电解质溶液制成不流动胶状也叫干电池。 （1）碱性锌锰干电池 总反应式为： 负极反应式： 正极反应式： （2）锌银电池—纽扣电池 总反应式为： 　 　 　 　 负极反应式： 　 　　 　　 正极反应式： 　 　　 　 　 　 二、二次电池 （1）铅蓄电池： 总反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 负极反应式： 正极反应式： 【典例7】（25-26高二上·广东佛山·阶段检测）一种用于心脏起搏器的微型电池，其电极材料是石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、AlCl3溶解在SOCl2中形成的溶液。这种电池的总反应为＋2S，下列说法不正确的是 A．该电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点 B．电池工作时，向石墨电极方向移动 C．可以用来代替 D．正极反应式为 【变式7-1】下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是 A．图1所示装置可将化学能转化为电能 B．图2可表示晶体与晶体反应的能量变化 C．图3所示的锌锰干电池中在正极发生还原反应 D．图4所示装置可验证金属活动性：M<N 【变式7-2】（25-26高二下·广东深圳·期末）Mg-H2O2电池是一种能被海水激活的电池。该电池以石墨、Mg为电极，石墨电极一侧加入H2O2。该电池工作时，下列说法正确的是 A．该装置将电能转化为化学能 B．镁为正极，发生还原反应 C．电子由镁经外电路流入石墨 D．石墨电极表面产生大量氢气 【变式7-3】某种一次电池——锌银纽扣电池的简化结构如图所示。下列说法正确的是 A．该电池可充电并重复利用 B．可将金属外壳替换为塑料外壳 C．电池工作时，发生还原反应 D．电池工作时，电子由Zn经隔板流向 ▌题型08 化学电源—燃料电池与新型电池 一、燃料电池 燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 （1）酸性氢氧燃料电池 负极反应式： 正极反应式： 总反应式： （2）碱性氢氧燃料电池 负极反应式： 正极反应式： 总反应式： 二、新型电池 例：熔融盐电池 比如用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极反应物，空气与CO2的混合气为正极反应物，制得在650 ℃下工作的燃料电池。高温下能传导CO32-，在工作过程中，电解质熔融盐的组成、浓度不变。 　　　 　 　 　 　　 　　　 　 　 　 　 　　　　 　 【典例8】关于甲醇、空气和KOH溶液组成的燃料电池，下列说法不正确的是 A．向负极移动 B．可选用石墨作电极 C．相比直接燃烧甲醇发电，甲醇燃料电池能量利用率高 D．负极电极反应： 【变式8-1】甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是 A．a极为正极 B．从a极经溶液流向b极 C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小 D．a极的电极反应为 【变式8-2】“大气固碳”锂电池原理，装置如图所示。下列说法错误的是 A．充电时，电极A接电源的正极 B．充电时，左室锂电极的质量增加 C．放电时，锂离子通过聚合物电解质膜进入右室 D．放电时，电极B的电极反应为 【变式8-3】我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2，生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面。其工作原理如右图所示。下列说法正确的是 A．充电时，钠箔与外电源正极相连 B．可用乙醇代替四甘醇二甲醚 C．放电时，正极的电极反应式为：3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C D．放电时，电路中转移4mol电子时，正极质量增加12克 ▌题型09 电源使用与回收 化学电池的回收利用 废旧电池中常含有 重金属 、酸 和 碱 等物质，如果随意丢弃，会对生态环境和人体健康造成危害。因此，应当重视废旧电池的回收利用，既可以减少环境污染，又可以节约资源。 【典例9】各式各样电池的迅速发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 A．手机上用的锂离子电池可以用KOH溶液作电解液 B．废电池必须进行集中处理，因为电池外壳为贵重金属材料，需要回收利用 C．长春应用化学研究所自主研发的锂离子碳硅电池，可实现化学能转化为电能 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 【变式9-1】探索新能源是化学科学的重要研究方向。下列说法正确的是 A．开发使用锂离子电池能够彻底解决铅蓄电池所带来的环境污染问题 B．核电站所使用的同位素U-235的核裂变过程是化学变化 C．宇宙深空探索卫星必需的太阳能电池板的材质是晶体硅单质 D．利用海洋潮汐发电的能量转换途径是：潮汐能→化学能→电能 【变式9-2】碱性锌锰电池的结构示意图如图，总反应为，下列说法正确的是 A．电池工作时，A极为负极 B．该电池用完后可随意丢弃 C．电池工作时，化学能完全转化成电能 D．电池工作时， 【变式9-3】清华大学团队提出铝箔与废旧NCM三元正极材料()原位构建微原电池，协同浸出回收废锂电池中的锂、镍、钴、锰，装置机理如图所示。下列关于该原电池浸出回收工艺说法错误的是 A．铝箔作负极，电极反应为，铝箔会不断消耗溶解 B．NCM极、、元素得到电子转化为二价金属离子进入溶液，直接浸出 C．内电路电子流动方向：NCM正极→电解液→铝负极 D．该工艺依靠自发原电池反应，不用外加还原剂，属于绿色废旧电池回收技术 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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