《原电池　化学电源》复习学案

第1讲 原电池 化学电源

1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能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。3.体会研制新型电池的重要性，能够书写新型化学电源的电极反应式。

考点一 原电池的工作原理及应用

1．原电池的概念及构成条件

(1)概念

原电池是把化学能转化为电能的装置。

(2)构成条件

①有能自发进行的氧化还原反应发生。

②活泼性不同的两个电极(燃料电池的两个电极可以相同)。

③形成闭合回路。

形成闭合回路的条件：

a．两电极直接或间接接触；b.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。

2．原电池的工作原理(以铜－锌原电池为例)

3．原电池的应用

(1)比较金属活泼性强弱

两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

(2)加快氧化还原反应的速率

一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

(3)设计化学电源

实例：根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计电池：

(4)用于金属的防护(后文细讲)

误点查正，请指出下列各说法的错因。

(1)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极。

错因：电子不能通过电解质溶液。

(2)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动。

错因：原电池中，阳离子移向正极。

(3)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，较活泼的金属一定作负极。

错因：较活泼的金属不一定作负极，如：Mg­NaOH­Al形成的原电池，铝作负极。

(4)铁与盐酸反应时加入少量CuSO4溶液，产生H2的速率不变。

错因：加入少量CuSO4后，Fe与Cu2＋反应生成Cu，可以形成原电池，反应速率加快。

(5)C＋H2O(g)=====CO＋H2可设计成原电池。

错因：自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。

1．只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。

2．活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，但负极一定发生氧化反应。

3．电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水，离子不上岸)。

4．负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。

5．盐桥的组成和作用

(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。

(2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流；③可以提高能量转化效率。

角度一 原电池的概念及构成条件

1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是( )

A．①④ B．③④⑤

C．④⑧ D．②④⑥⑦

答案 D

2．如图所示进行实验，下列说法不正确的是( )

A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生

B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能

C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转

D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋

答案 B

角度二 原电池的工作原理

3.如图是用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是( )

A．铜片表面有气泡生成

B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换

C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动

D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变

答案 C

4．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)构成一个原电池(如图)。下列有关该原电池的叙述中正确的是( )

①在外电路中，电子由铜电极流向银电极

②正极反应：Ag＋＋e－===Ag

③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作

④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

A．①② B．①②④

C．②③ D．①③④

答案 B

原电池工作原理模型图

注意：①若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。

②若有离子交换膜，离子可选择性通过离子交换膜，如阳离子可通过阳离子交换膜移向正极。

角度三 原电池的应用

5．有A、B、C、D、E五种金属，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，A极为负极 ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡

④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应 ⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是( )

A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>E

C．C>A>B>D>E D．B>D>C>A>E

答案 B

6．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是( )

答案 D

考点二 化学电源

1．一次电池

(1)碱性锌锰电池(如图1)

负极材料为Zn，正极材料为MnO2。

电极反应：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。

(2)纽扣式锌银电池(如图2)

总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。

电解质：KOH。

负极材料：Zn。

电极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。

正极材料：Ag2O

电极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－

2．二次电池

(1)铅酸蓄电池是最常见的二次电池，其正极材料为PbO2，负极材料为Pb，电解质溶液为稀H2SO4。总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。

(2)锂离子电池

一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2(钴酸锂)，电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水)，其总反应为LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy，其放电时电极反应式为

负极：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy；

正极：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2。

3．燃料电池

(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。

(2)燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由外部供给。

误点查正，请指出下列各说法的错因。

(1)碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰电池的比能量高、可储存时间长。

错因：MnO2是正极反应物。

(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池。

错因：手机、电脑中使用的锂电池可以充、放电，属于二次电池。

(3)铅酸蓄电池放电时，正极质量减小，负极的质量增加。

错因：放电时，正、负极的质量均增加。

(4)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H2－4e－===4H＋。

错因：碱性介质中，负极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O。

(5)熔融碳酸盐甲烷燃料电池正极电极反应式：O2－4e－＋2CO===2CO2。

错因：正极O2得电子，电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO。

(6)二次电池充电时，二次电池的负极连接电源的负极，发生氧化反应。

错因：充电时二次电池的负极连接电源的负极，即作电解池的阴极，得电子，发生还原反应。

1．化学电源电极反应式的书写

书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后再根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。电极反应式书写的一般方法有：

(1)拆分法

①写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应：

正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

负极：Cu－2e－===Cu2＋

(2)加减法

①写出总反应，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。

②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如Li－e－===Li＋(负极)。

③利用总反应式与写出的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。

2．燃料电池电极反应式的书写

第一步：写出电池总反应式。

燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。

如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应式为：

CH4＋2O2===CO2＋2H2O①

CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②

①式＋②式得燃料电池总反应式为

CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O，其离子方程式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。

第二步：写出电池的正极反应式。

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，电解质溶液不同，其电极反应有所不同，需熟记的四种情况如下：

①酸性电解质溶液环境下电极反应式：

O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

②碱性电解质溶液环境下电极反应式：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

③固体电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应式：O2＋4e－===2O2－。

④熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO。

第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式。

电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。

角度一 一次电池

1．纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，如图所示碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池的说法不合理的是( )

A．Zn为负极，发生氧化反应

B．电池工作时，电子由MnO2流向Zn

C．正极反应：MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－

D．电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)

答案 B

2．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

角度二 二次电池

3．我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16Li＋S88Li2S，充、放电曲线如图所示，下列说法不正确的是( )

A．充电时，电能转化为化学能

B．放电时，锂离子向正极移动

C．放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4得到2 mol e－

D．充电时，阳极总电极反应式是8S2－－16e－===S8

答案 C

解析 根据图示，放电时，Li2S6转化为Li2S4的电极反应为2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，反应中2 mol Li2S6得到2 mol e－，即1 mol Li2S6得到1 mol e－，C错误。

4．镍镉(Ni­Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电反应按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是( )

A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O

B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动

答案 A

(1)充电电池需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。

(2)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。

(3)书写化学电源的电极反应式和总反应方程式时，关键是抓住氧化产物和还原产物的存在形式。

角度三 燃料电池

5．直接供氨式固态氧化物燃料电池的结构如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( )

A．通入氧气的电极是正极，氧气发生氧化反应

B．正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－

C．该燃料电池可直接将化学能全部转化为电能

D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋3O2－===N2＋3H2O

答案 D

6．中科院科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案，其基本工作原理如图所示，下列说法错误的是( )

A．该电化学装置中，Pt电极作正极

B．BiVO4电极上的反应式为SO－2e－＋2OH－===SO＋H2O

C．电子流向：BiVO4电极→导线→Pt电极→电解质溶液→BiVO4电极

D．Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势

答案 C

解析 电子不能通过电解质溶液，故C错误。

解答燃料电池题目的几个关键点

(1)注意介质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(或其他氧化剂)。

(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。

高考真题演练

1．(2021·河北高考)K­O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是( )

A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过

B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极

C．产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22

D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水

答案 D

解析 由图可知，a电极为原电池的负极，单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子，电极反应式为K－e－===K＋，b电极为正极，在钾离子作用下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾，电极反应式为O2＋K＋＋e－===KO2，总反应式为K＋O2===KO2。金属钾易与氧气反应，为防止钾与氧气反应，电池所选择隔膜应允许K＋通过，不允许O2通过，故A正确；由分析可知，放电时，a为负极，b为正极，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极应与直流电源的正极相连，作电解池的阳极，故B正确；由分析可知，生成1 mol超氧化钾时，消耗1 mol氧气，两者的质量比值为1 mol×71 g/mol∶1 mol×32 g/mol≈2.22∶1，故C正确。

2．(2021·辽宁高考)如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是( )

A．放电时，M电极反应为Ni－2e－===Ni2＋

B．放电时，Li＋由M电极向N电极移动

C．充电时，M电极的质量减小

D．充电时，N电极反应为Li3Bi＋3e－===3Li＋＋Bi

答案 B

3．(2021·浙江高考)某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是( )

A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连

B．放电时，外电路通过a mol电子时，LiPON薄膜电解质损失a mol Li＋

C．放电时，电极B为正极，反应可表示为

Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2

D．电池总反应可表示为LixSi＋Li1－xCoO2Si＋LiCoO2

答案 B

解析 由题中信息可知，该电池充电时Li＋得电子成为Li嵌入电极A中，可知电极A在充电时作阴极，故其在放电时作电池的负极，而电极B是电池的正极。放电时，外电路通过a mol电子时，内电路中有a mol Li＋通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极，但是LiPON薄膜电解质没有损失Li＋，B说法不正确。

4．(2020·全国卷Ⅰ)科学家近年发明了一种新型Zn­CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是( )

A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)

B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol

C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2O

D．充电时，正极溶液中OH－浓度升高

答案 D

解析 由题可知，充电时的阳极电极反应式为：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，溶液中H＋浓度增大，溶液中c(H＋)·c(OH－)＝Kw，温度不变时，Kw不变，因此溶液中OH－浓度降低，故D错误。

5．(高考题组)(1)(2021·河北高考)我国科学家研究Li­CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：

①Li­CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在________(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。

Ⅰ.2CO2＋2e－===C2O

Ⅱ.C2O===CO2＋CO

Ⅲ.________________________________

Ⅳ.CO＋2Li＋===Li2CO3

②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。

CO2在碱性介质中电还原为正丙醇

(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_____________________________。

(2)(2020·江苏高考)HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。

①电池负极电极反应式为________________________________________；放电过程中需补充的物质A为________(填化学式)。

②图中所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为_____________________________。

答案 (1)①正 Ⅲ.2CO＋CO2===2CO＋C

②12CO2＋18e－＋4H2O===CH3CH2CH2OH＋9CO

(2)①HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O H2SO4

②2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O

解析 (1)①由题意知，Li­CO2电池的总反应式为4Li＋3CO2===2Li2CO3＋C，CO2发生得电子的还原反应，则CO2作为电池的正极；CO2电还原后与Li＋结合成Li2CO3，按4个步骤进行，由步骤Ⅱ可知生成了CO，而步骤Ⅳ需要CO参加反应，所以步骤Ⅲ的离子方程式为2CO＋CO2===2CO＋C。

课时作业

建议用时：40分钟

一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)

1．工业上常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各种性质的不锈钢，在如图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图2装置中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体，则下列叙述正确的是( )

A．图1为原电池装置，Cu电极上产生的是O2

B．图2装置中Cu电极上发生的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋

C．由实验现象可知：金属活动性Cu>Cr

D．两个装置中，电子均由Cr电极流向Cu电极

答案 B

2．锂－空气电池是一种可充电电池，电池反应为2Li＋O2===Li2O2，某锂－空气电池的构造原理如图。下列说法正确的是( )

A．可选用有机电解液或水性电解液

B．含催化剂的多孔材料为电池的负极

C．放电时正极的电极反应式为O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2

D．充电时锂电极应连接外接电源的正极

答案 C

3．H2S废气资源化的原理为：

2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－632 kJ·mol－1，如图为H2S燃料电池示意图。下列说法正确的是( )

A．电极a为电池的正极

B．电极b上发生的电极反应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O

C．电路中每流过4 mol电子，电池会产生632 kJ热能

D．22.4 L H2S参与反应时，2 mol H＋经质子交换膜进入正极区

答案 B

4.人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是( )

A．该装置为原电池，且铜为正极

B．电池工作时，H＋向Cu电极移动

C．GaN电极表面的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

D．反应CO2＋2H2O=====CH4＋2O2中每消耗1 mol CO2转移4 mol e－

答案 D

5．如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，适合进行现场酒精检测，下列说法不正确的是( )

A．电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极

B．该电池的正极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O

C．该电池的负极反应式为：CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋

D．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量

答案 C

解析 乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子发生氧化反应，电极反应式为CH3CH2OH＋H2O－4e－===4H＋＋CH3COOH，C错误。

6．为了实现载人空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了一种装置(如图)，实现了“太阳能→电能→化学能”转化，总反应方程式为2CO2===2CO＋O2。关于该装置的下列说法错误的是( )

A．图中N电极为负极，P电极为正极

B．OH－由X电极移向Y电极

C．反应中，Y电极附近溶液pH增大

D．X电极的反应：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－

答案 C

7．某科研人员设计了以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，已知生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )

A．电极甲的电极反应为：N2H4－4e－===N2↑＋4H＋

B．电池总反应为：N2H4＋O2===N2＋2H2O

C．电池内电路中电流由电极乙流向电极甲

D．每32 g N2H4参与反应，有1 mol O2－移向电极甲

答案 B

解析 该电池中电极甲为负极，电极乙为正极，电池外电路中电流由电极乙流向电极甲，电池内电路中电流由电极甲流向电极乙，C错误；电极甲为负极，电极反应为N2H4＋2O2－－4e－===N2↑＋2H2O，可知每32 g N2H4参与反应，有2 mol O2－移向电极甲，A、D错误。

二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)

8．某单液电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s)2Ag(s)＋2HCl。下列说法错误的是( )

A．放电时，左边电极为负极

B．放电时，溶液中H＋向右边电极移动

C．充电时，右边电极上发生的电极反应式：Ag－e－===Ag＋

D．充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻2 g

答案 CD

解析 由电池总反应及题图可知，放电时左边为电池的负极，右边为电池的正极，工作时阳离子向正极移动，即氢离子向右边电极移动，故A、B正确；充电时左边电极为阴极，发生还原反应，即2H＋＋2e－===H2↑；右边电极为阳极，发生氧化反应，即Ag－e－＋Cl－===AgCl，故C错误；由反应2HCl＋2Ag=====2AgCl＋H2↑可知，充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液中会减少2 mol HCl，则减少的质量为73 g，故D错误。

9.锌－空气电池的电容量大，可作为汽车的清洁能源。总反应式为：2Zn＋O2＋2H2O===2Zn(OH)2。示意图如图所示，有关该电池的说法正确的是( )

A．电池可以用稀硫酸作电解质溶液

B．电池工作时，电子由a电极沿导线流向b电极

C．空气扩散电极上的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．阻隔空气进入锌－空气电池，电池停止工作

答案 CD

解析 若用稀硫酸作电解质溶液，锌与稀硫酸反应放出氢气，正极氢离子得电子生成氢气，故A错误；电池工作时，锌是负极，所以电子由b电极沿导线流向a电极，故B错误。

10.氢氧燃料电池被人们誉为“绿色电池”，具有广阔的发展前途。如图为电池示意图，已知电池工作时，电流从电极a经导线流向电极b，则下列说法正确的是( )

A．该燃料电池能将电能转化为化学能

B．a极的反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．溶液中的OH－从右室向左室移动

D．电池中电解液的pH逐渐增大

答案 B

11．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示(—C6H5表示苯基，C6H6为苯)。下列叙述错误的是( )

A．N极为电池的负极

B．随温度升高，电池的效率可能降低

C．每生成1 mol CO2，有4 mol H＋迁入M极区

D．M极的电极反应式为C6H5Cl＋e－===C6H6＋Cl－

答案 D

解析 根据各电极上物质变化对原电池进行如下分析：

根据上述分析可知，A正确，D错误；随温度升高，微生物活性降低，电池效率降低，B正确；根据N极的电极反应式可知，为保持电解质溶液呈电中性，每生成1 mol CO2，由N极区进入M极区的H＋为4 mol，C正确。

12．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S＋O2===H2O2＋S，已知甲池中发生的反应为

下列说法正确的是( )

A．甲池中碳棒上发生的电极反应式为AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ

B．乙池溶液中发生的反应式为H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋

C．该装置中电能转化为光能

D．H＋从甲池移向乙池

答案 AB

解析 根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，A正确；在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，I得电子生成I－，发生的反应式为H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋，B正确；根据题图中信息可知该装置将光能转化为电能，C错误；该装置是原电池装置，原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以H＋从乙池移向甲池，D错误。

三、非选择题

13．CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：

电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为______________________________________。若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池，消耗的O2在标准状况下的体积为________L。

答案 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 11.2

[素养题]

高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。

(1)放电时负极反应为____________________________________________，正极反应为________________________________________________________。

(2)放电时电子由________极流向________极。

(3)放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是______。

答案 (1)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3↓＋10OH－ (2)负 正 (3)1.806×1024

《富贵不能淫》复习学案

《欧姆定律》复习学案

2020-2021学年人教版化学复习课：《自然界水》学案

化学复习心得体会

初四数学期末复习学案