1、第九章化学反应与电能第1节原电池化学电源考试要求1.了解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应式和电池总反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。命题预测本节内容是高考的常考点，其考查形式一般以新型能源电池或燃料电池为载体，考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子或电流的方向及溶液pH的变化等；原电池的应用主要考查原电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等，主要以选择题、填空题形式出现。考点1原电池及其工作原理知识梳理1概念原电池是把化学能转化为电能的装置。2构成条件(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。(3)形成闭合回路，形成闭合回路需三个
2、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(以铜一锌原电池为例)装置图电极材料负极：锌片正极：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锌片沿导线流向铜片电解质溶液中离子流向电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移续表电流方向由铜片沿导线流向锌片盐桥中离子流向盐桥中含有饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极电池总反应式ZnCu2=Zn2Cu两类装置的不同点还原剂Zn与氧化剂Cu2直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗Zn与氧化剂Cu2不直接接触，仅有化学能转化为电能，减少了能量损耗，故电流
3、稳定，持续时间长(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，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)盐桥的组成和作用盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。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；c.可以提高能量转化效率。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)CaOH2O=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
4、电能。()错因：此反应不属于氧化还原反应，故不能设计成原电池。(2)在原电池中，发生氧化反应的电极是正极。()错因：在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(3)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池没有不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。()错因：其他条件相同时，带有“盐桥”的原电池能量损耗更少，电流持续时间更长。(4)某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液。()错因：琼脂中少量的Cl会进入AgNO3溶液和银离子反应。(5)因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，必是铁作负极、铜作正极。()错因：
5、铁遇浓硝酸钝化，故铁不能作负极。(6)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极。()错因：活泼金属不一定作负极，如：MgNaOHAl形成的原电池，铝作负极。2. 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解析柠檬汁显酸性也能做电解质溶液，所以将稀硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误。题组训练题组一 原电池的工作原理1在如图所示的8个装置中，属于原电池的是()A BC D答案D2如下图是Zn
6、和Cu组成的原电池示意图，某小组做完该实验后，作了如下记录，其中合理的是()ABCD答案D题组二 原电池正负极的判断3原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是 ()A(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极B(2)中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C(3)中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D(4)中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2答案B解析(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极；(3)中铜作负极；(4)是铁的吸氧腐蚀，Fe作负极，正极反应式为2H2OO24e=4OH。4用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO
7、3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()在外电路中，电子由铜电极流向银电极正极反应：Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D答案B解析该原电池中铜作负极，银作正极，电子由铜电极流向银电极，正确；该原电池中Ag在正极上得到电子，电极反应为Age=Ag，正确；实验过程中取出盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能继续工作，错误；该原电池的总反应为Cu2Ag=Cu22Ag，正确。原电池正负极的判断方法考点2原电池原理的应用知识梳理1比较金属活泼性强弱两种金属分别
8、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设计制作化学电源(1)必须是能自发进行的氧化还原反应。(2)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。(3)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
9、间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液含有与电极材料相同的阳离子，如在CuZn构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2的电解质溶液中。实例：根据Cu2Ag=Cu22Ag设计电池：4用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。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。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。因此，原电池中负极的金属性不一定比正极活泼。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，不要认为活泼电极一定作负极。1判断正误，正确的画
10、“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)镀锌铁皮与镀锡铁皮的镀层破损后，前者腐蚀速率大于后者。()错因：锌比铁活泼，破损后，仍然可以保护铁不被腐蚀。锡没有铁活泼，破损后，会加速铁的腐蚀。(2)生铁比纯铁更耐腐蚀。()错因：生铁中含有杂质，可以形成原电池，加快生铁腐蚀。(3)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。(4)CH2O(g)COH2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。(5)将氧化还原反应设计成原电池，可以把物质内部的能量全部转化为电能。()错因：将氧
11、化还原反应设计成原电池，物质的化学能部分转化为电能，还有一部分在生成物中以及转化为其他形式的能量，如热能等。2某原电池总反应为Cu2Fe3=Cu22Fe2，下列能实现该反应的原电池是()ABCD电极材料Cu、ZnCu、CFe、ZnCu、Ag电解液FeCl3Fe(NO3)2CuSO4Fe2(SO4)3答案D解析由题意知，Cu为负极材料，正极材料的金属活动性必须弱于Cu，其中B、D项符合该条件；由Fe3得电子生成Fe2知，电解质溶液中必须含有Fe3，同时符合上述两条件的只有D项。题组训练题组一 判断金属的活动性强弱1有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：A、B用导线相连后，同时浸入稀H2S
12、O4溶液中，A极为负极；C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C；A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；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()AABCDEBACDBECCABDEDBDCAE答案B2根据下图可判断下列离子方程式中错误的是()A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s)BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(a
13、q)答案A解析题图所示装置是原电池的构成装置，左图中Cd为负极，发生的是Cd置换出Co的反应，即Cd的金属活动性强于Co，B正确；右图中Co为负极，Co置换出Ag，说明Co的金属活动性强于Ag，D正确；综上可知，Cd的金属活动性强于Ag，所以Cd可以置换出Ag，C正确，A错误。题组二 改变化学反应速率3一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是 ()A加入少量稀NaOH溶液B加入少量CH3COONa固体C加入少量NH4HSO4固体D加入少量CuSO4溶液答案D解析由于是一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应，产生H2的量由HCl决定。加入NaOH溶液，消耗HC
14、l，使c(H)减小，n(H)减小，速率减慢且H2量减少，故A错误；加入CH3COONa，c(H)减小，速率减慢，故B错误；加入NH4HSO4，c(H)增大，n(H)增大，速率加快，但H2量增多，故C错误；加入CuSO4，Zn可置换出Cu，形成原电池加快速率，n(H)不变，生成H2量不变，故D正确。4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题组三 设计原电池5能量之间可相互转化：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
15、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。(1)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。(2)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_。(3)甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。答案(1)(2)电极逐渐溶解(3)甲电池乙的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小解析(3)以Zn和Cu作电
16、极为例分析，如果不用盐桥则除了电化学反应外还发生Zn和Cu2的置换反应，反应放热，会使部分化学能以热能形式散失，使其不能更有效的转化为电能，而盐桥的使用，可以避免Zn和Cu2的接触，从而避免能量损失，提供稳定电流。设计制造原电池的过程考点3化学电源知识梳理1一次电池碱性锌锰干电池负极材料：Zn电极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2正极材料：碳棒电极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2锌银电池负极材料：Zn电极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2正极材料：Ag2O电极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH总反应：ZnAg2O
17、H2O=Zn(OH)22Ag2二次电池铅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30%的稀H2SO4。总反应为Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)注：充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时的正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时的负极反应的逆过程。根据电极反应式，可顺利判断各电极周围溶液pH的变化。3燃料电池氢氧燃料电池(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池。电池酸性碱性或中性负极反应式2H24e=4H2H24e4OH=4H2O正极反应式O24e4H=2H2OO24e2H2O=4OH
18、总反应式2H2O2=2H2O(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。(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：拆分法a写出原电池的总反应，如2Fe3Cu=2Fe2Cu2。b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：2Fe32e=2Fe2负极：Cu2e=Cu2加减法a写出总反应，如LiLiMn2O4=Li2Mn2O4。b写出其中容易写出的一
19、个半反应(正极或负极)，如Lie=Li(负极)，c利用总反应式与上述的一极反应式相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4Lie=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：CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为CH42O22NaOH=Na2CO33H2O，其离子方程式为CH42O22OH=CO3H2O。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
20、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，其实，我们只要熟记以下四种情况：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。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。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2
21、是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长。()错因：MnO2不是催化剂。(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)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2H24e=4H。()错因：碱性介质中，负极反应为H22e2OH=2H2O。(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下，甲烷燃料电池正极电极反应式：O24e2CO=2CO2。()错因：正极O2得电子，电极反应式为O24e2CO2=2CO。(5)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：充电时负极连接电源的负极，即作电解池的阴极，得电子，
22、发生还原反应。2如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法正确的是()A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B干电池工作时，H向锌筒移动C铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 gD氢氧燃料电池的正极反应一定是O24e2H2O=4OH答案A解析铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，C错误；若电解质溶液为酸性溶液，则氢氧燃料电池的正极反应是O24e4H=2H2O，D错误。题组训练题组一 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
23、的是()AZn为负极，发生氧化反应B电池工作时，电子由MnO2流向ZnC正极反应：MnO2eH2O=MnOOHOHD电池总反应：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH答案B解析类似于锌锰干电池，MnO2在正极上得电子被还原生成MnOOH，则正极的电极反应式为MnO2H2Oe=MnOOHOH，C正确；负极反应式为Zn2OH2e=Zn(OH)2，结合正、负极反应式及得失电子守恒可知，该电池的总反应式为Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH，D正确。2锌锰(ZnMnO2)干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流
24、向_(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。答案(1)Zn正极(2)Zn与Cu2反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率题组二 二次电池可充电电池3我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16LiS88Li2S，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 eD充电时，阳极总电极反应式是8S216e=S8答案C解析根据图示，放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S62Li=3
25、Li2S4，反应中2 mol Li2S6得到2 mol e，即1 mol Li2S6得到1 mol e，C错误。题组三 燃料电池4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O24e2H2O=4OHC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2NH36e3O2=N23H2O答案D5乙烯催化氧化成乙醛可设计成如图所示的燃料电池，能在制备乙醛的同时获得电能，其总反应为2CH2=CH2O22CH3CHO。下列有关说法正确的是()Aa电极发生还原反应B放电时，每转移2 mol电子，理论上需要消耗
26、28 g乙烯Cb极反应式为O24e2H2O=4OHD电子移动方向：电极a磷酸溶液电极b答案B解析由题图可以看出a极通入乙烯，作负极，放电时乙烯发生氧化反应生成乙醛，A错误；CH2=CH2CH3CHO中碳元素化合价变化，可以看出每转移2 mol电子有1 mol乙烯被氧化，B正确；电解质溶液显酸性，b极通入氧气，放电后生成水，电极反应式为O24e4H=2H2O，C错误；放电时电子从负极通过外电路向正极移动，D错误。原电池中电极反应式的书写(1)书写一般步骤(2)复杂电极反应式的书写高考真题实战1(2019全国卷)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2/MV在电极与酶之间传递电子，
27、示意图如下所示。下列说法错误的是()A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H22MV2=2H2MVC正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动答案B解析该反应中，可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件，A正确；该生物燃料电池中，左端电极反应式为MVe=MV2，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生反应H22MV2=2H2MV，B错误；右端电极反应式为MV2e=MV，是正极，在正极区N2得到电子生成NH3，发生还原反应，C正确；原电池中，内电路中H通过交换膜由负极区向正极区移
28、动，D正确。2(2019全国卷)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区答案D解析二次电池充电时作为电解池使用，阳
29、极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)，B正确；二次电池放电时作为原电池使用，负极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，由电池总反应可知负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)，C正确；二次电池放电时作为原电池使用，阴离子从正极区向负极区移动，D错误。3(2018全国卷)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，C
30、lO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=Na答案D解析放电时是原电池，ClO向负极移动，A正确；电池的总反应为3CO24Na2Na2CO3C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO24e=2COC，C正确；充电时是电解池，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2COC4e=3CO2，D错误。4(2017全国卷)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16Lix
31、S8=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的量越多答案D解析原电池工作时，Li向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，a极发生的电极反应有S82Li2e=Li2S8、3Li2S82Li2e=4Li2S6、2Li2S62Li2e=3Li2S4、Li2S42Li2e=2Li2S2，A正确；电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子时，Li被氧化的物质的量为0.02 mol，质
32、量为0.14 g，B正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C正确；电池充电时电极a发生反应：2Li2S22e= Li2S42Li，充电时间越长，电池中Li2S2的量越少，D错误。5(2016全国卷)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)2H2答案B解析MgAgCl电池中，Mg为负极，AgCl为正极，故正极反应式应为AgCle=AgCl，B错误。6(高考题组)(1)(2018天津高考节选)O2辅助的AlCO2
33、电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：_。电池的正极反应式：6O26e=6O6CO26O=3C2O6O2反应过程中O2的作用是_。该电池的总反应式：_。(2)(2016北京高考)Fe还原水体中NO的反应原理如图所示。作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。(3)(2016天津高考)氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_。答案(1)Al3e=Al3(或2Al6e=2Al3)催化剂2Al6CO2=Al2(C2O4)3(2)FeNO8e10H=NH3H2O(3)H22OH2e=2H2O解析(1)电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为含氯化铝的离子液体，所以Al失电子应转化为Al3，电极反应式为：Al3e=Al3(或2Al6e=2Al3)。根据电池的正极反应，氧气在第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将正、负极反应式加和得到总反应为：2Al6CO2=Al2(C2O4)3。(2)由图可知，Fe失电子作负极，正极是NO得电子变成NH。(3)碱性氢氧燃料电池的负极发生氧化反应，在碱性条件下氢气放电生成H2O。
