1、第3节化学能转化为电能电池考纲定位核心素养1.理解原电池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。1.变化观念认识原电池的本质是氧化还原反应。能多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转换。2.模型认知能利用典型的原电池装置，分析原电池原理，建立解答原电池问题的思维模型，并利用模型揭示其本质及规律。3.科学态度探究新型化学电源及绿色环保化学电源，并评价化学电源的优劣。考点一| 原电池及其工作原理1概念原电池是把化学能转化为电能的装置。2构成条件反应能发生自发进行的氧化还
2、原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合回路电解质溶液两电极直接或间接接触两电极插入电解质溶液中3.工作原理如图是CuZn原电池，请填空：(1)反应原理电极名称负极正极电极材料ZnCu电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应(2)原电池中的三个方向电子方向：从负极流出沿导线流入正极；电流方向：从正极沿导线流向负极；离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。(3)盐桥作用连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷(盐桥中阴离子移向负极，阳离子移向正极)，使原电池不断产生电流。深度归纳(1)两种装置的比较图
3、中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2，会有一部分Zn与Cu2直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高，电能效率低。图中Zn和CuSO4溶液分别在两个池中，Zn与Cu2不直接接触，不存在Zn与Cu2直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长，电能效率高。(2)原电池正、负极的判断注意：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，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。如在MgNaOH(aq)Al原电池中Al为负极；在Cu浓硝酸Fe(Al)原电池中Cu为负极。4原电池原理的两个应用(1)比较金属活动性强弱两种金
4、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与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)在化学反应中，所有自发的放热反应均可以设计成原电池。()(2)在MgNaOH(aq)Al电池中负极反应为Al3e4OH=Al(OH)4。()(3)相同情况下，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。 ()(4)原电池反应时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极。()答案：(1)(2)(3)(4)2在如
5、图所示的5个装置中，不能形成原电池的是_(填序号)。装置发生的电极反应式为_。答案：负极：Fe2e=Fe2，正极：2H2e=H2考法1原电池的原理1(2018潍坊一模)根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是()Aa电极为原电池的正极B外电路电流方向是abCb电极的电极反应式为O22e2H=H2O2Da电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H为2 molC根据图示可知，a电极上H2O转化为H和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即ba，B项错误；根据图示可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极
6、反应式为O22e2H=H2O2，C项正确；a电极上每生成1 mol O2，转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H为4 mol，D项错误。2(2019厦门模拟)将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是 ()A盐桥中的K移向FeCl3溶液B反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极DA项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以K向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计读数为零时
7、，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。思维建模原电池的工作原理简图考法2原电池原理的应用3M、N、P、E四种金属，已知：MN2=NM2；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出；N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是 ()APMNEBENMPCPNMEDEPMNA由知，金属活动性：MN；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：PM；N、E
8、构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：NE。4设计原电池装置证明Fe3的氧化性比Cu2强。(1)负极反应式：_。(2)正极反应式：_。(3)电池总反应方程式：_。(4)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：不含盐桥含盐桥答案：(1)Cu2e=Cu2(2)2Fe32e=2Fe2(3)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(4)思维建模原电池设计的思维模板(1)正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。(2)电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发
9、生反应(如溶解于溶液中的空气)。但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。(3)画装置图：注明电极材料与电解质溶液。但应注意盐桥不能画成导线，要形成闭合回路。考点二| 常见化学电源的分类及其工作原理一次电池1碱性锌锰电池碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn2OH2e=ZnOH2O正极：MnO22H2O2e=Mn(OH)22OH总反应：ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2。2银锌电池银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下：负极：Zn2OH2e=
10、Zn(OH)2正极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。3锂电池锂电池是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。其电极反应如下：负极：8Li8e=8Li正极：3SOCl28e=6ClSO2S总反应：8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S。二次电池铅蓄电池总反应式为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)提醒：(1)二次电池充电时的电极连接即正极接正极，负极接负极。(2)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应与放电时的正极
11、反应相反，充电时的阴极反应与放电时的负极反应相反。 燃料电池燃料电池中的常见燃料有氢气、烃(CH4、C2H6)、烃的衍生物(甲醇、乙醇)、CO、金属(Al、Li等)，燃料在电池中的负极发生反应。1氢氧燃料电池介质酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2H2O注：燃料电池的电极不参加电极反应，通入的燃料发生负极反应，O2发生正极反应。书写电极反应式时，注意介质参与的反应。深度归纳化学电源中电极反应书写的一般方法思路(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
12、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：H在碱性环境中不存在；O2在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH；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。2以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应和总反应1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)太阳能电池不属于原电池。()(2)碱性锌锰电池的负极附近的介质的碱性增强。()(3)铅蓄电池的两极
13、在电池工作时质量均增加。()(4)氢氧燃料电池的正极反应式均为O24e4H=2H2O。()答案：(1)(2)(3)(4)2CO为燃料，O2为氧化剂，碱性溶液作电解质溶液，电池工作时负极反应式为_，正极反应式为_，总反应式为_。答案：CO2e4OH=CO2H2OO22eH2O=2OH2COO24OH=2CO2H2O考法1一次电池与二次电池1(2019兰州模拟)被称为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片(在其一边镀锌，在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列说法正确的是()A该电池的正极为锌B该电池反
14、应中二氧化锰起催化剂作用C当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解液的电子个数约为1.2041023D电池正极反应式为MnO2eH2O=MnOOHOHDA项，由电池反应知，Zn元素化合价由0变为2，Zn失电子作负极，错误；B项，该电池中二氧化锰参加反应且作氧化剂，错误；C项，电子不进入电解质溶液，电解质溶液导电是通过离子定向移动形成电流，错误；D项，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2eH2O=MnOOHOH，正确。2(2019湖南湘东五校联考)高铁电池具有比能量高、无污染的特点，用如图装置模拟其工作原理(放电时两电极均有稳定的金属氢氧化物生成)，下列有关说法中正确的是()
15、A放电时，电子由正极通过外电路流向负极B放电时，负极上的电极反应式为Zn2e2H2O=Zn(OH)22HC充电时，电源的正极连接高铁电池的Zn极D充电时，阳极上的电极反应式为Fe(OH)33e5OH=FeO4H2OD放电时，电子由负极通过外电路流向正极，A项错误；放电时，负极反应为Zn2e2OH=Zn(OH)2，B项错误；充电时，电源的正极应连接石墨电极，C项错误；充电时，阳极上Fe(OH)3转化为FeO，发生氧化反应：Fe(OH)33e5OH=FeO4H2O，D项正确。3(2019郑州模拟)如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na
16、2S4和NaBr。下列叙述正确的是()A放电时，负极反应为3NaBr2e=NaBr32NaB充电时，阳极反应为2Na2S22e=Na2S42NaC放电时，Na经过离子交换膜，由b池移向a池D用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，b池生成17.40 g Na2S4C根据放电后Na2S2转化为Na2S4，S元素化合价升高，知Na2S2被氧化，故负极反应为2Na2S22e=Na2S42Na，A项错误；充电时阳极上发生氧化反应，NaBr转化为NaBr3，电极反应为3NaBr2e=NaBr32Na，B项错误；放电时，阳离子向正极移动，故Na经过离子交换膜，由b池移向a池，C项正确；放电时b池
17、为负极区域，发生氧化反应：2Na2S22e=Na2S42Na，用该电池电解饱和食盐水，产生标准状况下2.24 L H2时转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Na2S4，其质量为17.40 g，D项错误。考法2形形色色的燃料电池4(2019哈尔滨模拟)新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示，(已知硼氢化钠中氢为1价)，有关该电池的说法正确的是()A电极B材料中含MnO2层，MnO2可增强导电性B电池负极区的电极反应：BH8OH8e=BO6H2OC放电过程中，Na从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为6
18、NABA项，电极B采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH，MnO2既作电极材料又有催化作用，错误；B项，负极发生氧化反应，电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O，正确；C项，放电时，Na向正极移动，错误；D项，在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为6 molL11 L2NA/mol12NA，错误。5(2019西安八校联考)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是()AHS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应为HS4H2O8e=SO9HB电子从电极b流出
19、，经外电路流向电极aC如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化D若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.5 mol H通过质子交换膜A本题中微生物燃料电池的工作原理包括两个阶段：引发反应，有机物SOCO2HS；电池反应，负极反应为HS4H2O8e=SO9H，正极反应为2O28H8e=4H2O。根据题图知，在硫氧化菌作用下HS转化为SO，发生氧化反应：HS4H2O8e=SO9H，A项正确；电子从电极a流出，经外电路流向电极b，B项错误；如果将反应物直接燃烧，有部分化学能转化为热能和光能，能量的利用率降低，C项错误；若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.4 mol H通
20、过质子交换膜，D项错误。6(2019贵阳模拟)一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab电极是负极Ba电极的电极反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电子从a电极经过负载流向b电极D电池工作时，K从正极移向负极C燃料电池中正极上通入空气，故b电极为正极，A项错误；a电极为负极，负极上N2H4发生氧化反应：N2H44e4OH=N24H2O，B项错误；放电时，电子从负极(a电极)经过负载流向正极(b电极)，C项正确；该装置交换膜为阴离子交换膜，电池工作时，OH从正极移向负极，D项错误。
21、思维建模燃料电池电极反应式书写模板(1)首先写出正极反应式酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H4e=2H2O；碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH；固体氧化物电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O24e=2O2；熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=2CO。(2)根据总反应式减去正极反应式确定负极反应式。考点三| 金属的腐蚀与防护1金属的腐蚀(1)本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。可表示为Mne=Mn。(2)类型类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟具有腐蚀性的化学物质接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有电
22、流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍2电化学腐蚀的分类以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)，如NH4Cl溶液水膜酸性很弱或呈中性，如NaCl溶液电极材料及反应负极Fe：Fe2e=Fe2正极C：2H2e=H2C：O22H2O4e=4OH总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍提醒：铁锈的成分为Fe2O3xH2O，其形成过程还涉及如下反应：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O。3金属的防护(1)电化学防护牺牲阳
23、极保护法原电池原理a负极：比被保护金属活泼的金属；b正极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法(阴极电保护法)电解原理a阴极：被保护的金属设备；b阳极：惰性金属。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。提醒：牺牲阳极的阴极保护法中所说的阳极是指原电池的负极，即发生氧化反应的电极常称为阳极。深度归纳判断金属腐蚀快慢的方法(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀的快慢：电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3)活泼性不
24、同的两种金属，活泼性差异越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀速率越快。1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。 ()(2)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均可以发生析氢腐蚀。()(3)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用。 ()(4)地下钢管可以通过地下连接铜板以防止钢管被腐蚀。()答案：(1)(2)(3)(4)2如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH4久置的雨水和生铁片。实验时观察到：开始时导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管内液面。(1)开始时，生铁
25、发生_腐蚀，负极反应式为_。(2)一段时间后，生铁发生_腐蚀，正极反应式为_，具支试管内雨水的pH的变化情况为_。答案：(1)析氢Fe2e=Fe2(2)吸氧O22H2O4e=4OH增大考法金属的腐蚀与防护1如图所示，各烧杯中盛有海水，铁(含杂质C)在其中被腐蚀由快到慢的顺序为()ABC DC是原电池，是电解池，金属被腐蚀由快到慢的顺序是：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极。2(2019山西八校联考)将两根铁钉分别缠绕铜丝和铝条，放入滴有混合溶液的容器中，如图所示，下列叙述错误的是()Aa中铁钉附近呈现蓝色沉淀Bb中发生吸氧腐蚀Cb中铁钉附近呈现红色Da中铜丝附近有气泡产生
26、Ca中形成原电池时，铁钉作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，生成的Fe2与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀，A项正确；b中形成原电池时，铝条作负极，铁钉作正极，发生吸氧腐蚀，B项正确；b中铁钉作正极，正极上发生反应：O22H2O4e=4OH，无Fe3生成，故铁钉附近不会出现红色，C项错误；a中铜丝作正极，正极上发生还原反应：2H2e=H2，D项正确。3(2019江西调研)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl，CuCl在青铜器腐蚀过程中起到催化作用。可采用“局部封闭法”防止青铜器进一步被腐蚀，如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应。下图为青铜器在潮
27、湿环境中发生腐蚀的原理示意图。下列说法错误的是()A腐蚀过程中，c为负极B正极的电极反应式为O24e2H2O=4OHC腐蚀过程中CuCl降低了反应的活化能和反应的焓变D“局部封闭法”的反应原理为：Ag2O2CuCl=2AgClCu2OC腐蚀过程中，青铜基体(c)作为原电池负极，多孔催化层(b)作为原电池正极，A项正确；由题图可知，正极O2参与反应生成了OH，所以电极反应式为O24e2H2O=4OH，B项正确；由题意可知，CuCl在青铜器腐蚀过程中起催化作用，可以降低反应的活化能，加快化学反应速率，但不能改变反应的焓变，C项错误；由题意知，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，D项正确。专项
28、突破(14)新型化学电源试题的解答突破1命题分析命题人常常根据新型化学电池的装置特点，以新介质、新燃料、轻金属为背景，涉及下列命题角度。(1)电极的判断及其电极反应式的书写或判断。(2)两极产物及两极反应类型的判断。(3)两极附近溶液的pH变化或计算。(4)电子、电流、离子移动方向，交换膜的判断。(5)电子守恒的相关计算。2常考新型电源的原理分析(1)镍氢电池(KOH溶液)：NiOOHMHNi(OH)2M负极反应式：MHeOH=MH2O；正极反应式：NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH。(2)锂离子电池总反应式为xLiLi1xMn2O4LiMn2O4负极反应式：xLixe=xLi；正极反应式
29、：Li1xMn2O4xexLi=LiMn2O4。(3)研究人员研制出一种可快速充放电的超性能铝离子电池，Al、Cn为电极，有机阳离子与阴离子(AlCl、Al2Cl)组成的离子液体为电解质，如图为该电池放电过程示意图。负极反应式：Al3e7AlCl=4Al2Cl；正极反应式：3CnAlCl43e=3Cn3AlCl。典例导航(2017全国卷，T11)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S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过
30、0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多思路点拨(1)16LixS8=8Li2Sx(2x8) Li作负极，电极反应式为16Li16e=16LiS8作正极，电极反应式为xS816e16Li=8Li2Sx放电时电极a作正极，放电时间越长，Li2Sx中x越小充电时电极a作阳极，充电时间越长，Li2Sx中x越大(2)负极Li生成Li移向正极，减重7 gmol10.14 g答案：D(1)放电时负极反应式为_，正极反应式(当x6时)为_，放电过程中Li2S8Li2S6的正极反应式为_。(2)充电时，阳极反应式(Li2S
31、2Li2S4)_。答案：(1)Lie=Li6S816e16Li=8Li2S63Li2S82e2Li=4Li2S6(2)2Li2S22e=Li2S42Li1(2019山西八校联考)硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图，该电池工作时发生的反应为4VB211O2=4B2O32V2O5。下列说法不正确的是()A电极a为电池正极B图中选择性透过膜为阴离子透过膜C电池工作过程中，电极a附近区域pH减小DVB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2OC根据电池反应，O2发生还原反应，故通入空气的电极a为正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，A项
32、正确；根据电池反应，VB2发生氧化反应转化为V2O5、B2O3，VB2极的电极反应式为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，D项正确；根据负极反应和正极反应可知，正极上生成OH，负极上消耗OH，故该选择性透过膜为阴离子透过膜，B项正确；由正极反应式可知，电池工作过程中，电极a附近c(OH)增大，pH增大，C项错误。2(2019石家庄联考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应式为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时，Co元素的化合价升高B放电时，正极的电极反应式为Li1xCoO2xexLi=LiCo
33、O2C充电时，Li在电解液中由阳极向阴极迁移D充电时，阴极的电极反应式为C6xLixe=LixC6A由放电时电池的总反应式可知，放电时Co的化合价降低，A项错误；放电时正极的电极反应式为Li1xCoO2xexLi=LiCoO2，B项正确；充电时阳离子由阳极向阴极迁移，C项正确；充电时阴极反应与放电时负极反应互为逆反应，阴极反应式为C6xLixe=LixC6，D项正确。3(2019日照质检)一种突破传统电池设计理念的镁锑液态金属储能电池的工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法不正确的是()A放电时，Mg(液)层的质量减小B放电
34、时，正极反应为Mg22e=MgC该电池充电时，MgSb(液)层发生还原反应D该电池充电时，Cl向下层移动C根据电流方向(由正极流向负极)可知，镁(液)层为原电池的负极，放电时，Mg(液)层的质量减小，A项正确；根据题意知，正极反应为熔融的Mg2得电子发生还原反应，电极反应式为Mg22e=Mg，B项正确；充电时镁(液)层为阴极，MgSb(液)层为阳极，则MgSb(液)层发生氧化反应，C项错误；充电时阴离子向阳极移动，即Cl向下层移动，D项正确。专项突破(15)“多池”组合装置的综合试题解题方略常见组合装置模型示例1. AB (原电池) (电解池)2. A B (电解池)(原电池)34. A BA
35、B(原电池)(电解池)(电解池)(电镀池)典例导航已知H2O2是一种弱酸性物质，在强碱溶液中主要以HO形式存在。现以AlH2O2燃料电池电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d均为惰性电极)。下列说法正确的是()Aa电极的电极反应式为HO2eH2O=3OHB反应过程中，电子的流向为da，bcC电解消耗2.7 g Al时，产生N2的体积为1.12 LD电解过程中，燃料电池中溶液的pH不断增大思路点拨左池为AlH2O2燃料电池，右池为电解池c极为阳极CO(NH2)2N2，d为阴极(HH2)a极为负极(AlAl(OH)4)，b为正极(HOOH)。D根据电解池中c
36、极上发生氧化反应生成N2知，c极为阳极，故d极为阴极，所以a极是负极，b极为正极，a极的电极反应式为Al3e4OH=Al(OH)4，A错误；a极为负极，b极为正极，c极为阳极，d极为阴极，故反应过程中电子的流向为ad，cb，B错误；根据各电极上转移的电子数相等知，每消耗0.1 mol Al，转移0.3 mol电子，生成0.05 mol N2，在标准状况下N2的体积为1.12 L，但题中未标明标准状况，C错误；AlH2O2燃料电池的总反应为2Al3HO3H2O=2Al(OH)4OH，反应中有OH生成，溶液pH增大，D正确。电极a、b、c、d的电极反应式分别为_，_，_，_。答案：2Al6e8OH
37、=2Al(OH)43HO6e3H2O=9OHCO(NH2)26e8OH=CON26H2O6H2O6e=3H26OH1(2019辽宁五校联考)下列装置由甲、乙两部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化为环境友好物质的化学电源。当电池工作时，下列说法正确的是() 甲乙A电子的流动方向：MFeCuSO4溶液CuNBM极电极反应式：H2N(CH2)2NH216OH16e=2CO2N212H2OC当N极消耗5.6 L O2时，则铁极增重32 gD一段时间后，乙中CuSO4溶液浓度基本保持不变D根据甲中N极上O2转化为H2O，O2发生还原反应，知N极为正极，M极为负极，故电子的
38、流动方向为MFe、CuN，电子不能通过电解质溶液，A项错误；根据乙二胺被氧化为环境友好物质，推知乙二胺转化为CO2、N2，故M极电极反应式为H2N(CH2)2NH24H2O16e=2CO2N216H，B项错误；N极上发生反应：O24H4e=2H2O，Fe极上发生反应：Cu22e=Cu，根据各电极上通过电荷量(或转移电子数)相等，可得关系式：O22Cu，当N极消耗标准状况下5.6 L O2时，铁极增加的质量为264 g32 g，但题中没有说明O2所处的状况，C项错误；乙中Cu为阳极，Fe为阴极，原理为铁上镀铜，CuSO4溶液浓度基本保持不变，D项正确。2烧杯A中盛放0.1 molL1的H2SO4
39、溶液，烧杯B中盛放0.1 molL1的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是()AA中Fe极质量减少，C极有气体产生BA为电解池，B为原电池C当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 molD经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大(不考虑Cl2溶于水)B构成A装置的活动性不同的电极、电解质溶液形成了闭合的回路，A为原电池装置，且A为B的电解提供电能。电极反应式分别为(烧杯A中)C正极：2H2e=H2，Fe负极：Fe2e=Fe2。(烧杯B中)阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。烧杯B中电解氯化铜，铜离子浓度减小，水解程度减小
40、，pH增大。 课堂反馈真题体验1(2018全国卷，T12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是 ()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为3CO24e=2COCD充电时，正极反应为Nae=NaD结合总反应式和题图可知，该电池放电时Na为负极，Ni为正极。NaCO2二次电池放电时为原电池，充电时为电解池。电池放电时，ClO向负极移动，A项正确；结合总反应可知放电时需吸收CO2，而充电时释放出C
41、O2，B项正确；放电时，正极CO2得电子被还原生成单质C，即电极反应式为3CO24e=2COC，C项正确；充电时阳极发生氧化反应，即C被氧化生成CO2，D项错误。2.(2018全国卷，T11)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2D根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极(锂
42、电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B项错误；Li带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C项错误；充电时，电池总反应为=2LiO2，D项正确。3(2017全国卷，T11)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整CA项，外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，正确；B项，被保护的钢管桩作阴极，高硅铸
43、铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩，正确；C项，高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极，错误；D项，保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整，正确。4(2016全国卷，T11)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2B根据题意，Mg海水AgCl电池总反应式为Mg2AgCl=MgCl22Ag。A项，负极反应式为Mg2e=Mg2，正确；B项，正极
44、反应式为2AgCl2e=2Cl 2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2，正确。5(2015全国卷，T11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2OA图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O24e4H=2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。D.正极的电极反应式为6O224e24H=12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，故D正确。
