1、考点一 原电池的工作原理1概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。2原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：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工作原理以锌铜原电池为例(1)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应 电子流向由 Zn 片沿导线流向 Cu 片 盐桥中离盐桥含饱和 KCl 溶液，K移向正极，Cl移向
2、负极子移向(2)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的 KCl、KNO3 等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。(3)图中 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。图中 Zn 和 CuSO4 溶液分别在两个池子中，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。关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。深度思考1正误判断，正确的划“”，错
3、误的划“”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()(4)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()(5)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生()答案(1)(2)(3)(4)(5)2能用金属代替盐桥吗？答案 不可以，在电路接通的情况下，这个盐桥只是整个回路的一部分，随时要保持电中性，琼胶作为盐桥因其中含有两种离子，可以与溶液中的离子交换，从而达到传导电流的目的，而且琼胶本身可以容纳离子在其中运
4、动；若用金属代替盐桥，电子流向一极后不能直接从另一极得到补充，必然结果就是向另一极释放金属阳离子或者溶液中的金属阳离子在电子流出的那一极得电子析出金属，从而降低了整个电池的电势。所以，只有自由电子是不够的，应该有一个离子的通道即“盐桥”。题组一 原电池的形成条件及正、负极的判断1有关电化学知识的描述正确的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B某原电池反应为 Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl 饱和溶液C原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D从理论上讲，任何能自发进行的氧化
5、还原反应都可设计成原电池答案 D解析 CaOH2O=Ca(OH)2 不是氧化还原反应；KCl 和 AgNO3 反应生成 AgCl 沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。2下列有关原电池的说法中正确的是()A在内电路中，电子由正极流向负极B在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极C原电池工作时，正极表面一定有气泡产生D原电池工作时，可能会伴随着热能变化答案 D解析 A 项，内电路中不存在电子的移动；B 项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C 项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。3分析下图所示的
6、四个原电池装置，其中结论正确的是()A中 Mg 作负极，中 Fe 作负极B中 Mg 作正极，电极反应式为 6H2O6e=6OH3H2C中 Fe 作负极，电极反应式为 Fe2e=Fe2D中 Cu 作正极，电极反应式为 2H2e=H2答案 B解析 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；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；中电池总反应为2Al 2NaOH 6H2O=2NaAl(OH)4 3H2，负 极 反 应 式 为 2Al 8OH 6e=2Al(OH)4，二者相减得到正极反应式为 6H2O6e=
7、6OH3H2，B 正确；中Cu 是正极，电极反应式为 O22H2O4e=4OH，D 错。题组二 有关盐桥电池原理的考查4根据下图，下列判断中正确的是()A烧杯 a 中的溶液 pH 降低B烧杯 b 中发生氧化反应C烧杯 a 中发生的反应为 2H2e=H2D烧杯 b 中发生的反应为 2Cl2e=Cl2答案 B解析 由题给原电池装置可知，电子经过导线，由 Zn 电极流向 Fe 电极，则 O2 在 Fe 电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯 a 中 c(OH)增大，溶液的 pH 升高；烧杯 b 中，Zn 发生氧化反应：Zn2e=Zn2。5.2013广东理综，33(2)(3)(2)能量之间可
8、相互转化：电解食盐水制备 Cl2 是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(见右图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。甲 乙 两 种 原 电 池 可 更 有 效 地 将 化 学 能 转 化 为 电 能 的 是 _，其 原 因 是_。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁
9、片的腐蚀，在上述的材料中应选_作阳极。答案(2)(或其他合理答案)电极逐渐溶解，表面有红色固体析出甲 在甲装置中，负极不和 Cu2接触，避免了 Cu2直接与负极发生反应而使化学能转化为热能(3)锌片解析(2)根据题给条件和原电池的构成条件可得：a若用 Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)组成原电池，Zn 作负极，Cu 作正极，Zn 插入到 ZnSO4(aq)中，Cu 插入到 CuSO4(aq)中。b若用 Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)组成原电池，Fe 作负极，Cu 作正极，Fe 插入到 FeSO4(aq)中，Cu 插入到 CuSO4(aq)中。c注意，画图时要
10、注意电极名称，电极材料，电解质溶液名称(或化学式)，并形成闭合回路。由于金属活动性 ZnFeCu，锌片或铁片作负极，由于 Zn 或 Fe 直接与 CuSO4 溶液接触，工作一段时间后，负极逐渐溶解，表面有红色固体析出。带有盐桥的甲原电池中负极没有和 CuSO4 溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，而是几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极与 CuSO4 溶液直接接触，两者会发生置换反应，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。(3)由牺牲阳极的阴极保护法可得，铁片作正极(阴极)时被保护，作负极(阳极)时被腐蚀，所以应选择比铁片更活泼的锌作负极(阳极)才能有效
11、地保护铁不被腐蚀。题组三 平衡移动与“盐桥”作用6控制适合的条件，将反应 2Fe32I2Fe2I2 设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3被还原C检流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D检流计读数为零后，在甲中溶入 FeCl2 固体，乙中的石墨电极为负极答案 D解析 由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成 Fe2被还原，I失去电子变成 I2 被氧化，所以 A、B 正确；检流计读数为零时，Fe3得电子速率等于 Fe2失电子速率，反应达到平衡状态，C 正确；D 项在甲中溶入 FeCl2 固体，平衡 2Fe
12、32I2Fe2I2 向左移动，I2 被还原为 I，乙中石墨为正极，D 不正确。7下图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO34 2I2HAsO33 I2H2O”设计成的原电池装置，其中 C1、C2 均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B 烧杯中逐滴加入适量 40%NaOH 溶液。下列叙述中正确的是()A甲组操作时，检流计(G)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2 作正极D乙组操作时，C1 上发生的电极反应为 I22e=2I答案 D解析 装置中的反应，AsO34 2I2HAsO33 I2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，
13、所以甲组操作时，检流计(G)指针不会发生偏转，但由于 I2 浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置B 烧杯中加入 NaOH 溶液中，C2上发生：AsO33 2e2OH=AsO34 H2O，电子沿导线到 C1 棒，I22e=2I，所以 C2为负极，C1 为正极。1.原电池正、负极判断方法说明 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。2当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，检流计指针示数为零；当检流计指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。考点二 原电池原理的“四”个基本应用1用
14、于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。2设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。3比较金属活动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。4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增大。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。深度思考1电工经常说的一句口头禅：“铝接铜，瞎糊弄”，所以电
15、工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，试说明原因：_。答案 铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路2将等质量的两份锌粉 a、b 分别加入过量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4 溶液。请画出产生 H2 的体积 V(L)与时间 t(min)的关系图像。答案 一思两变1将过量的两份锌粉 a、b 分别加入定量的稀硫酸，同时向 a 中加入少量的 CuSO4 溶液，请画出产生 H2 的体积 V(L)与时间 t(min)的关系图像。答案 2将深度思考第 2 题中的 CuSO4 溶液改成 CH3COONa 溶液，其他条件不变，请画出产生H2 的体积 V(L)与
16、时间 t(min)的关系图像。答案 反思归纳改变 Zn 与 H反应速率的方法(1)加入 Cu 或 CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入 Cu 不影响 Zn 的量，但加入 CuSO4，Zn 的量减少，是否影响产生 H2 的量，应根据 Zn、H的相对量多少判断。(2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与 H反应，使 c(H)减小，反应速率减小，但不影响生成H2 的量。题组一 判断金属的活泼性1有 A、B、C、D、E 五块金属片，进行如下实验：(1)A、B 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，A 极为负极，活动性_。(2)C、D 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，电流由 D导线C
17、，活动性_。(3)A、C 相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，C 极产生大量气泡，活动性_。(4)B、D 相连后，同时浸入稀 H2SO4 溶液中，D 极发生氧化反应，活动性_。(5)用惰性电极电解含 B 离子和 E 离子的溶液，E 先析出，活动性_。综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为_。答案(1)AB(2)CD(3)AC(4)DB(5)BE ACDBE2有 A、B、C、D 四种金属，做如下实验：将 A 与 B 用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B 不易腐蚀；将 A、D 分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D 比 A 反应剧烈；将铜浸入 B 的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入 C 的
18、盐溶液里，有金属 C 析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()AABCDBCDABCDABCDABDC答案 C解析 A 与 B 用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，B 不易腐蚀，说明 B 为原电池的正极，说明金属活动性：AB；A、D 与等物质的量浓度的盐酸反应，D 比 A 反应剧烈，说明金属活动性：DA；根据置换反应规律，Cu 不能置换出 B，说明金属活动性：BCu；Cu 能置换出 C，说明金属活动性：CuC。则四种金属活动性的排列顺序是 DABC。题组二 设计原电池，画出装置图3请运用原电池原理设计实验，验证 Cu2、Fe3氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极：_，正极：_，并在
19、方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。答案 Cu2e=Cu2 2Fe32e=2Fe2“装置图”常见失分点提示1不注明电极材料名称或元素符号。2不画出电解质溶液(或画出但不标注)。3误把盐桥画成导线。4不能连成闭合回路。考点三 化学电源的工作原理1日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池一次电池负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2
20、OH2O=Zn(OH)22Ag。(3)二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是 Pb，正极材料是 PbO2。放电时的反应a负极反应：PbSO24 2e=PbSO4；b正极反应：PbO24HSO24 2e=PbSO42H2O；c总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充电时的反应a阴极反应：PbSO42e=PbSO24；b阳极反应：PbSO42H2O2e=PbO24HSO24；c总反应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。注：可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。2“高效、环境友好”的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。
21、种类酸性碱性 负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH 电池总反应式2H2O2=2H2O备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用深度思考1可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？答案 2(1)氢氧燃料电池以 KOH 溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的 pH_。(填“减小”、“增大”或“不变”)(2)氢氧燃料电池以 H2SO4 溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的 pH_。(填“减小”、“增大”或“不变”)答案(1)减小 减小(2)减小 增大题
22、组一 判断正、负极，书写化学电源电极反应式1Li-SOCl2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为 4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。(2)电池正极发生的电极反应为_。答案(1)锂 4Li4e=4Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2解析 分析反应的化合价变化，可知 Li 失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2 得电子，被还原，为氧化剂。(1)负极材料为 Li(还原剂)，4Li4e=4Li。(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl24e
23、=4ClSSO2。2MgAgCl 电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为 2AgClMg=Mg22Ag2Cl试书写该电池的正、负极电极反应式。答案 负极：Mg2e=Mg2正极：2AgCl2e=2Ag2Cl3铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为 4Al3O26H2O=4Al(OH)3；负极：_；正极：_。答案 4Al12e=4Al3 3O26H2O12e=12OH题组二“一池多变”的燃料电池4以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如 H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_。答
24、案 CH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O(2)碱性介质(如 KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。答案 CH48e10OH=CO23 7H2O2O28e4H2O=8OHCH42O22OH=CO23 3H2O(3)固体电解质(高温下能传导 O2)负极：_；正极：_；总反应式：_。答案 CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2O(4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下负极：_；正极：_；总反应式：_。答案 CH48e4CO23=5CO22H2O2O28e4CO2=4CO23CH42O2=CO22H2O题组三“
25、久考不衰”的可逆电池5一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为 6 molL1 的 KOH 溶液。(1)写出放电时的正、负极电极反应式。答案 负极：H22e2OH=2H2O；正极：2NiO(OH)2H2O2e=2Ni(OH)22OH。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式。答案 阴极：2H2O2e=H22OH；阳极：2Ni(OH)22OH2e=2NiO(OH)2H2O。技巧点拨 负极与阴极颠倒，正极与阳极颠倒，即得各自电极反应式。6(2014新课标全国卷，12)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()Aa
26、为电池的正极B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a 极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中 Li从 b 向 a 迁移答案 C解析 图示所给出的是原电池装置。A 项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即 b 为负极，a 为正极，故正确；B 项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确；C 项，放电时，a 极为原电池的正极，发生还原反应的是锰元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确；D 项，放电时为原电池，锂离子应向正极(a 极)迁移，故正确。1化学电源中电极反应式书写的一般步骤“加减法”书写电极反应式(1)先确定原
27、电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是 O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且 O2 生成 OH，若电解质溶液为酸性，则 H必须写入正极反应式中，O2 生成水。(3)正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，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。(4)燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能出
28、现 OH，碱性溶液中不能出现 H，水溶液中不能出现 O2，而熔融电解质中 O2 被还原为 O2。2锂离子电池充放电分析常见的锂离子电极材料正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn 等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn 等)LiMPO4(M：Fe 等)负极材料：石墨(能吸附锂原子)负极反应：LixCnxe=xLinC正极反应：Li1xMO2xLixe=LiMO2总反应：Li1xMO2LixCn放电充电nCLiMO2。考点四 金属的腐蚀和防护1金属腐蚀的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。2金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀 条件金属跟非金属单质直
29、接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象无电流产生有微弱电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)析氢腐蚀与吸氧腐蚀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)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2 正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2 联系吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护牺牲阳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。外加电流阴极保护法电解原理a阴极：被保护的金属设备；b阳极：惰性金属或石墨。
30、(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。深度思考1正误判断，正确的划“”，错误的划“”(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀()(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样()(3)干燥环境下金属不被腐蚀()(4)Al、Fe、Cu 在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()(5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成 Fe3()(6)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()(7)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀()答案(
31、1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的原理。答案 铁锈的形成负极：2Fe4e=2Fe2正极：O24e2H2O=4OH2FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O题组一 腐蚀快慢与防护方法的比较1如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为()ABCD答案 C解析 是 Fe 为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢；其电极反应式：负极 2Fe4e=2Fe2，正极 2H2OO24e=4OH。均为原电池，中 Fe为正极，
32、被保护；中 Fe 为负极，均被腐蚀，但 Fe 和 Cu 的金属活动性差别大于 Fe 和 Sn的，故 FeCu 原电池中 Fe 被腐蚀的较快。是 Fe 接电源正极作阳极，Cu 接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了 Fe 的腐蚀。是 Fe 接电源负极作阴极，Cu 接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了 Fe 的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。2下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A图 1 中，铁钉易被腐蚀B图 2 中，滴加少量 K3Fe(CN)6溶液，没有蓝色沉淀出现C图 3 中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D图 4 中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁
33、管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极答案 C解析 A 项，图 1 中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B 项，负极反应为 Fe2e=Fe2，Fe2与 K3Fe(CN)6反应生成 KFeFe(CN)6蓝色沉淀；D 项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。题组二 正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀3一定条件下，碳钢腐蚀与溶液 pH 的关系如下表。pH2466.5813.514 腐蚀快慢较快慢 较快 主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO2下列说法错误的是()A当 pH4 时，碳钢主要发生析氢腐蚀B当 pH6 时，碳钢主要发生吸氧腐蚀C当 pH14 时，正极反应为 O2 4H 4e=2H2OD在煮
34、沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓答案 C解析 C 项应改为 O24e2H2O=4OH。4利用右图装置进行实验，开始时，a、b 两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa 管发生吸氧腐蚀，b 管发生析氢腐蚀B一段时间后，a 管液面高于 b 管液面Ca 处溶液的 pH 增大，b 处溶液的 pH 减小Da、b 两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2答案 C解析 根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为左边 负极：Fe2e=Fe2正极：O24e2H2O=4OH右边 负极：Fe2e=Fe2正极：2H2e=H2a、b 处的 pH 均增大，C
35、 错误。1判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。2两种保护方法的比较外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。3根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl 溶液、稀 H2SO4 等酸
36、性溶液发生析氢腐蚀。1正误判断，正确的划“”，错误的划“”(1)验证铁的吸氧腐蚀，可以将铁钉放入试管中，用盐酸浸没()(2015福建理综，8D)(2)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀()(2015江苏，11C)(3)()(2015四川理综，3C)2(2015上海，14)研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是()Ad 为石墨，铁片腐蚀加快Bd 为石墨，石墨上电极反应为 O22H2O4e4OHCd 为锌块，铁片不易被腐蚀Dd 为锌块，铁片上电极反应为 2H2eH2答案 D解析 A 项，由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe 为负极，失去电子
37、被氧化变为 Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B 项，d 为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为 O22H2O4e4OH，正确；C 项，若 d 为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn 为原电池的负极，Fe 为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D 项，d 为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为 O22H2O4e4OH，错误。3(2015江苏，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A反应 CH
38、4H2O=催化剂3H2CO，每消耗 1 mol CH4 转移 12 mol 电子B电极 A 上 H2 参与的电极反应为 H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO23 向电极 B 移动D电极 B 上发生的电极反应为 O22CO24e=2CO23答案 D解析 A 项，C4H4C2O，则该反应中每消耗 1 mol CH4 转移 6 mol 电子，错误；B 项，该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以 A 电极即负极上 H2 参与的电极反应为 H22eCO23=CO2H2O，错误；C 项，原电池工作时，阴离子移向负极，而 B 极是正极，错误；D 项，B 电极即正极上 O2 参与的电极反应为 O24e2C
39、O2=2CO23，正确。4(2015天津理综，4)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO24)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案 C解析 A 项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上 Cu2得电子发生还原反应生成 Cu，错误；B 项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的 c(SO24)不变，错误；C 项，在乙池中 Cu22e=Cu，同时甲池中的 Zn2通过阳离子交换膜进入乙池中，由于
40、M(Zn2)M(Cu2)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D 项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中 Zn2通过阳离子交换膜移向正极，保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。5(2015全国卷，11)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=6CO26H2O答案 A解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2 与 C6H12O6 发生氧化还原反应，将化学能转化
41、为电能，B 项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许 H离子通过，则正极反应为 O24e4H=2H2O，没有 CO2 生成，A 项错误；负极发生反应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H离子在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C 项正确；总反应为 C6H12O66O2=6CO26H2O，D 项正确。62015全国卷，26(1)(2)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2 和 NH4Cl 等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为 0.5
42、 A，电池工作 5 分钟，理论上消耗锌_g。(已知 F96 500 Cmol1)答案(1)MnO2eH=MnOOH Zn2MnO22H=Zn22MnOOH(2)0.05解析(1)根据酸性锌锰干电池的构造可知，放电时，负极 Zn 失去电子生成 Zn2，正极 MnO2得到电子生成 MnOOH，从而可写出正极和负极的电极反应式，然后在遵循电子守恒的前提下，将两极反应式加合可得电池反应的离子方程式。(2)电池工作 5 分钟，通过的电量 Q0.5A5 min60 smin 1150 C，因此通过电子的物质的量 n(e)QF 150 C96 500 Cmol11.554103 mol，则理论消耗 Zn 的
43、质量是 m(Zn)1.554103 mol265 gmol10.05 g。72015重庆理综，11(5)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。(1)腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”或“b”或“c”)；(2)环境中的 Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；(3)若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。答案(1)c(2)2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl(3)0.448解析(1)“青铜器的腐蚀”，如图铜为负极被腐蚀生成 Cu2，正极氧气生成 OH。(2)正极反应产物为
44、 OH，负极反应产物为 Cu2，与 Cl作用生成 Cu2(OH)3Cl。(3)nCu2(OH)3Cl4.29 g214.5 gmol10.02 mol，所以有 0.04 mol Cu 被氧化，根据电子得失守恒 n(O2)0.04 mol2e4e0.02 mol，标准状况下 V(O2)0.02 mol22.4 Lmol10.448 L。练出高分1下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C枪炮的表面涂上一层机油D地下钢管连接镁块答案 A2下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图 a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图 b 中，
45、开关由 M 改置于 N 时，CuZn 合金的腐蚀速率减小C图 c 中，接通开关时 Zn 腐蚀速率增大，Zn 上放出气体的速率也增大D图 d 中，钢铁轮船外壳连接一块金属 A(铜块)可以减缓船体外壳腐蚀速度答案 B解析 A 项，插入海水中的铁棒，和空气接界处腐蚀最严重；C 项，接通开关时，Zn 作负极，腐蚀速率增大，Pt 上放出 H2；D 项，连接的金属 A 应比铁的活泼性大，如 Zn。3某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO4 5Fe2(SO4)3K2SO48H2O，盐桥中装有饱和 K2SO4 溶液。下列叙述中正确的是()A乙烧杯
46、中发生还原反应B甲烧杯中溶液的 pH 逐渐减小C电池工作时，盐桥中的 SO24 移向甲烧杯D外电路的电流方向是从 a 到 b答案 D解析 由 2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O 可知，Mn 元素的化合价降低，得到电子，Fe 元素的化合价升高，失去电子，则 b 为负极，a 为正极。A项，b 为负极，则乙烧杯中发生氧化反应，故 A 错误；B 项，甲烧杯中发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为 MnO4 8H5e=Mn24H2O，则 pH 逐渐增大，故 B错误；C 项，阴离子向负极移动，则盐桥中的 SO24 移向乙烧杯中，故 C 错误；
47、D 项，由上述分析可知，a 为正极，外电路中电流由正极流向负极，即从 a 流向 b，故 D 正确。4甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的手机电池中的反应为2CH3OH3O24OH放电充电2CO23 6H2O。有关说法正确的是()A放电时，CH3OH 参与反应的电极为正极B放电时，负极电极反应：CH3OH8OH6e=CO23 6H2OC标况下，通入 11.2 L O2 完全反应有 1 mol 电子转移D充电时电解质溶液的 pH 逐渐减小答案 B解析 A 项放电时，CH3OH 发生氧化反应，所以 CH3OH 参与反应的电极为负极，错误；B项放电时，负极为甲醇的氧化反应，结合电解质溶液，反应式为 CH3O
48、H8OH6e=CO236H2O，正确；C 项标况下，11.2 L O2 的物质的量为 0.5 mol，所以 11.2 L O2 完全反应有 0.5mol42 mol 电子转移，错误；D 项充电时，反应从右向左进行，OH离子浓度增大，溶液 pH 逐渐升高，错误。5甲醇燃料电池容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是()AY 极为电池的负极BX 极的电极反应式：CH3OHH2O6e=CO26HC若常温下用该电池电解 100 mL KCl 溶液至 pH12 时，电池质子交换膜迁移的 A 为 0.01mo
49、lD空气以 20%为氧气计算，X 极每消耗 1 mol 甲醇，Y 极必消耗 168 L 空气中的氧气答案 B解析 根据 X 极、Y 极所通入的物质，可以判断，X 极为负极，Y 极为正极，其电极反应式为 X 极(负极)：CH3OHH2O6e=CO26H；Y 极(正极)：32O26e6H=3H2O。C项，2KCl2H2O=通电 2KOHH2Cl2，n(OH)0.01 molL10.1 L103 mol，所以电池质子交换膜迁移的 A(H)应为 0.001 mol；D 项，没有给出氧气所处的条件，不能求出氧气的体积。6一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的
50、氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导 O2。下列说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2向负极定向移动B电池的总反应为 2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为 O24e=2O2D通入丁烷的一极是负极，电极反应为 C4H10 26e13O2=4CO25H2O答案 D解析 A 项，原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以在熔融电解质中，O2移向负极，故 A 正确；B 项，电池的总反应与丁烷燃烧的化学方程式相同，为 2C4H1013O2=8CO210H2O，故 B 正确；C 项，通入空气的一极是正极，在该极上是氧气发生得电子的还原反应，电极反应为 O
51、24e=2O2，故 C 正确；D 项，通入丁烷一极是负极，该极上发生失电子的氧化反应，正确的电极反应式为 C4H1013O226e=4CO25H2O，故 D 错误。7人工光合作用能够借助太阳能用 CO2 和水制备化学原料，如图是通过人工光合作用制备HCOOH 的原理示意图，下列说法中正确的是()A催化剂 a 处通 CO2 气体，催化剂 b 处加水B催化剂 a 处发生的反应为 2H2O4e=O24HC该电池的电解质溶液可采用 HCOOH 溶液D在合成 HCOOH 的过程中，电池内部的 H的物质的量浓度不发生改变答案 C解析 根据电子流向，左边为负极，右边为正极，电极反应式为负极：2H2O4e=4
52、HO2；正极：2CO24e4H=2HCOOH。A 项，a 处加入 H2O，b 处通 CO2，错误；D 项，电池总反应式为 2CO22H2O=2HCOOHO2，HCOOH 电离出 H，所以 H浓度应增大。8瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是 Y2O3Na2O，O2可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是()A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极 b 流向电极 aB电极 b 是正极，O2由电极 a 流向电极 bC电极 a 的反应式为 CH44O
53、28e=CO22H2OD当固体电解质中有 1 mol O2通过时，电子转移 4 mol答案 C解析 A 项，电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故 A 错误；B 项，氧气在正极(电极 b)得电子发生还原反应，生成的 O2流向负极(电极 a)与甲烷发生反应，故 B 错误；C 项，甲烷失去电子，在负极发生氧化反应，电极反应为 CH44O28e=CO22H2O，故 C 正确；D 项，1 mol O2 得 4 mol 电子生成 2 mol O2，故当固体电解质中有 1 mol O2通过时，转移 2 mol 电子，故 D 错误。9钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别
54、适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以 Na2SO4 水溶液为电解液的钠离子电池总反应为 NaTi2(PO4)3 2Na2NiFe(CN)6放电充电Na3Ti2(PO4)3 2NaNiFe(CN)6(注：其中 P 的化合价为5，Fe 的上标、代表其价态)。下列说法不正确的是()A放电时，NaTi2(PO4)3 在正极发生还原反应B放电时，负极材料中的 Na脱离电极进入溶液，同时溶液中的 Na嵌入到正极材料中C充电过程中阳极反应式为 2NaNiFe(CN)62Na2e=2Na2NiFe(CN)6D该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中 Na的浓度基本保持不变答案 C解析 A 项，放电时，Na
55、Ti2(PO4)3Na3Ti2(PO4)3，Ti 的化合价由43 价，发生还原反应；C 项，阳极反应式为 Na3Ti2(PO4)32e=NaTi2(PO4)32Na，阴极反应式为2NaNiFe(CN)62e2Na=2Na2NiFe(CN)6。10寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂 LiFePO4 是一种新型汽车锂离子电池，总反应为 FePO4Li放电充电LiFePO4，电池中的固体电解质可传导离子，下列说法错误的是()A放电时，正极材料是磷酸亚铁锂(LiFePO4)B放电时，正极反应为 FePO4Lie=LiFePO4C充电时，Li 和 Fe2向阴极移动，PO34 向阳极移动D
56、充电时，阴极反应为 Li e=Li答案 C解析 放电时，电极反应式为负极：Lie=Li，正极：FePO4eLi=LiFePO4；充电时，电极反应式为阴极：Lie=Li，阳极：LiFePO4e=LiFePO4。C 项，充电时，Li在阳极生成，移向阴极得 e生成 Li，Fe2失去电子生成 Fe3和 PO34 结合生成 FePO4。11随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车届的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A 极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导 Li的高分子材料，隔膜只允许 Li通过，电池反应式为LixC6Li
57、1xCoO2放电充电C6LiCoO2。下列说法不正确的是()A充电时 Li从右边流向左边B放电时，正极锂的化合价未发生改变C充电时 B 作阳极，该电极放电时的电极反应式为 Li1x CoO2xLixe=LiCoO2D废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让 Li进入石墨中而有利于回收答案 D解析 根据电池反应式知，负极反应式为 LixC6xe=C6xLi，正极反应式为 Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，所以放电时 A 是负极、B 是正极，充电时，A 是阴极、B 是阳极，锂离子向阴极移动，则 Li从右边流向左边，故 A 正确；无
58、论放电还是充电，Li 元素化合价都是1 价，所以化合价不变，故 B 正确；充电时，B 电极是阳极，放电时是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为 Li1x CoO2xLixe=LiCoO2，故 C 正确；根据电池反应式知，充电时锂离子进入石墨中，故 D 错误。12 MgAgCl 电池是一种用海水激活的一次电池，在军事上用作电动鱼雷的电池，电池的总反应可表示为 Mg2AgCl=MgCl22Ag。下列关于该电池的说法错误的是()A该电池工作时，正极反应为 2AgCl2e=2Cl2AgB该电池的负极材料可以用金属铝代替C有 24 g Mg 被氧化时，可还原得到 108 g AgD装有该电池的鱼
59、雷在水中进行时，海水作为电解质溶液答案 C解析 A 项，由电池反应方程式看出，Mg 是还原剂、AgCl 是氧化剂，故金属 Mg 作负极，正极反应为 2AgCl2e=2Cl2Ag，故 A 正确；B 项，该电池的负极材料可以用金属铝代替，故 B 正确；C 项，电极反应式：Mg2e=Mg2，24 g Mg 即 1 mol 被氧化时，转移电子是 2 mol，正极反应为 2AgCl2e=2Cl2Ag，可还原得到 216 g Ag，故 C 错误；D项，因为该电池能被海水激活，海水可以作为电解质溶液，故 D 正确。故答案选 C。13铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：(1)黄铁矿(Fe
60、S2，其中 S 为1 价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为 3FeS28O2=高温 6SO2Fe3O4，氧化产物为_，若有 3 mol FeS2 参加反应，转移电子的物质的量为_。(2)钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式：_。(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水剂，也可用于制造高铁电池。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。高铁电池的总反应为 3Zn2K2FeO4 8H2O放电充电3Zn(
61、OH)2 2Fe(OH)3 4KOH，该 电 池 放 电 时 正 极 反 应 式为_。用该电池电解 100 mL 1 molL1 的 AgNO3 溶液，当电路中通过 0.1 mol电子时，被电解溶液的 pH 为_(溶液体积变化忽略不计)。答案(1)SO2、Fe3O4 32 mol(2)如图所示O22H2O4e=4OH(3)FeO24 4H2O3e=Fe(OH)35OH 0解析(1)，化合价升高的元素为 Fe、S，所以氧化产物为 SO2、Fe3O4，若有 3 mol FeS2 参加反应，则有 8 mol O2参加反应，化合价降低 48 mol32 mol。(2)碳是惰性电极，所以只能形成电解池才
62、能防止铁腐蚀。(3)正极是得电子的，FeO24 得电子，铁的化合价由6 降到3，FeO24 3e=Fe(OH)3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用 OH配平电荷：FeO24 3e=Fe(OH)35OH，最后用水配平得：FeO24 4H2O3e=Fe(OH)35OH；根据阳极：4OH4e=O22H2O，所以参加反应的 n(OH)0.1 mol，生成 n(H)0.1 mol，c(H)1 molL1，pH0。14(2014海南，16)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO2 晶格中，生
63、成 LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)(2)电池正极反应式为_。(3)是 否 可 用 水 代 替 电 池 中 的 混 合 有 机 溶 剂？_(填“是”或“否”)，原 因 是_。(4)MnO2 可与 KOH 和 KClO3 在高温下反应，生成 K2MnO4，反应的化学方程式为_。K2MnO4 在酸性溶液中歧化，生成 KMnO4 和 MnO2 的物质的量之比为_。答案(1)b a(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否 电极 Li 是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO36KOH=高温 3K2MnO4KCl3H2O 21解析(1)结合所给装置图
64、以及原电池反应原理，可知 Li 作负极材料，MnO2 作正极材料，所以电子流向是从 ab，那么电流方向则是 ba。(2)根据题目中的信息“电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO2 晶格中，生成 LiMnO2”，所以正极的电极反应式为 MnO2eLi=LiMnO2。(3)因为负极的电极材料 Li 是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)由题目中的信息“MnO2 可与 KOH 和 KClO3 在高温条件下反应，生成 K2MnO4”，可知该反应属于氧化还原反应，Mn 元素化合价升高(Mn4Mn6)，则 Cl 元素的化合价降低(Cl5Cl1)，所以化学方程式为 3MnO2KClO36KOH=高温 3K2MnO4KCl3H2O；根据“K2MnO4 在酸性溶液中歧化，生成 KMnO4(K2M6nO4KM n7O4)和 MnO2(K2M6nO4M n4O2)”，根据得失电子守恒，可知生成的 KMnO4 和 MnO2 的物质的量之比为 21。