高考化学一轮复习专题7_2原电池化学电源练含解析1 25页

专题 7.2 原电池 化学电源 1．【贵州贵阳一中 2016 届第二次月考】控制适当的条件，将反应 Fe3＋＋Ag＝Fe2＋＋Ag＋设计成 如图所示的原电池（盐桥装有琼脂－硝酸钾溶液；灵敏电流计的 0 刻度居中，左右均有刻 度）。已知接通后观察到 电流计指针向右偏转。下列判断正确的是 （ ） A．在外电路中，电子从石墨电极流向银电极 B．盐桥中的 K+移向乙烧杯 C．一段时间后，电流计指针反向偏转，越过 0 刻度，向左边偏转 D．电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转 【答案】D 考点：电化学原理 2 ．【 黑 龙 江 双 鸭 山 一 中 2016 届 上 期 中 】 下 列 有 关 说 法 中 错 误 的 是 （ ） A．某燃料电池用熔融碳酸盐作电解质，两极分别通入 CO 和 O2，则通入 CO 的一极为负极， 电极反应式为 CO - 2e-+CO3 2-=2CO2 B．Zn 粒与稀硫酸反应制氢气时，为加快反应速率，可在反应过程中滴加几滴 CuSO4 溶液 C．根据自发氧化还原反应 Cu+2NO3 -+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O 设计原电池，可在常温下用铜和 铁作电极，使用浓硝酸作电解质溶液 D．原电池中电子从负极出发，经外电路流向正极，再从正极经电解液回到负极构成闭合回 路 【答案】D 考点：考查燃料电池，化学反应速率的影响因素，原电池的工作原理等知识。 3．【山东滕州一中 2016 届 10 月月考】人工光合作用能够借助太阳能，用 CO2 和 H2O 制备化 学原料。下图是通过人工光合作用制备 HCOOH 的原 理示意图，下列说法不正确．．．的是 （ ） A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B．催化剂 a 表面发生氧化反应，有 O2 产生 C．催化剂 a 附近酸性减弱，催化剂 b 附近酸性增强. D．催化剂 b 表面的反应是 CO2 +2H++2e 一=HCOOH 【答案】C 【解析】 试题分析：A、该过程吸收太阳能实现了化学反应，将太阳能转化为化学能，正确，不选 A；B、 通过电子转移分析，催化剂 a 为失去电子，所以发生氧化反应，是水中的氧失去电子变成 氧气，正确，不选 B；C、催化剂 a 附近产生氢离子，酸性增强，错误，选 C；D、催化剂 b 表面是二氧化碳得到电子和氢离子结合生成甲酸，正确，不选 D。 考点：原电池的原理 4．【山东枣庄八中 2016 届 10 月月考】获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好 型铝碘电池已研制成功，电解质为 AlI3 溶液，已知电池的总方程式为 2Al＋3I2===2AlI3。 下列说法不正确的是 ( ) A．该电池负极的电极方程式为 Al－3e－===Al3＋ B．电池工作时，溶液中铝离子向正极移动 C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多 D．该电池可能是一种可充电的二次电池 【答案】D 考点： 原电池的原理 5．【河北衡水 2016 届第四次月考】下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是 （ ） A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C．铅蓄电池工作过程中，每通过 2mol 电子，负极质量减轻 207g D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 【答案】C 【解析】 试题分析：A、干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于 燃料电池，故 A 正确；B、在干电池中，Zn 作负极，被氧化，故 B 正确；C、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，故 C 错误；D、氢氧燃料电池 不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是 一种具有应用前景的绿色电源，故 D 正确；答案为 C。 考点：考查了原电池类型的分析判断 6．【黑龙江牡丹江一中 2016 届 10 月月考】正、负极都是碳材料的双碳性电池，电池充、放电 过程为 2nC+LiA CnA+LiCn，充电时 Li+、A－分别吸附在两极上形成 LiCn 和 CnA（如图 所示），下列说法正确的是 （ ） A．a 是电池的负极 B．放电时，A－离子向 b 极移动 C．放电时，负极的电极反应式是 n C－e－ ＋A－ = CnA D．充电时，电解质中的离子浓度保持不变 【答案】B 考点：原电池和电解池的工作原理 7．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 4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 负极：______________________________________________________________； 正极：______________________________________________________________。 【答案】4Al－12e－===4Al3＋ 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 8．上海世博会期间，在德国馆的汉堡之家展馆人们看到一个 1∶20 飞机燃料电池的模型。燃料 电池是一种通过氢氧结合来发电的电化学装置。某氢氧燃料电池的电池反应为 2H2＋ O2===2H2O，电解液为 KOH 溶液。氢氧燃料电池的突出优点是把________能直接转化为 ________能，而不用经过________能这一中间形式。 （1）有关氢氧燃料电池的下列叙述中，正确的是 ( ) A．此电池能发出蓝色火焰 B．氢气为正极，氧气为负极 C．因为生成水，所以工作时溶液的碱性越来越强 D．负极上氢气失电子，发生氧化反应；正极上氧气得电子，发生还原反应 （2）该电池所产生的水可以作为饮用水，今欲制得常温下 1 L 水，则电池内转移电子的物 质的量为________。 A．8.9×10－3 mol B．4.5×10－2 mol C．1.1×102 mol D．5.6×103 mol 【答案】化学 电 热 （1）D （2）C 1 ．【 湖 南 浏 阳 一 中 2016 届 第 二 次 月 考 】 综 合 如 图 判 断 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 （ ） A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是 Fe－2e－===Fe2＋ B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动 D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的 pH 均增大 【答案】D 【解析】 试题分析：A、第一个装置为原电池，锌做负极，锌失去电子变成锌离子，错误，不选 A；B、 第一个装置形成原电池，正极是氯化钠溶液，发生吸氧腐蚀，而第二个装置正极的溶液为 酸性溶液，发生析氢腐蚀，错误，不选 B；C、第一个装置中右侧为负极，阳离子向左侧移 动，第二个装置中铁为负极，阳离子向右侧移动，错误，不选 C；D、放电过程中，装置 1 中左侧烧杯中发生吸氧腐蚀，产生氢氧根离子，装置 2 中右侧烧杯发生析氢腐蚀，氢离子 浓度减小，二者的 pH 都增大，正确，选 D。 考点： 原电池原理的应用，金属的腐蚀 2．【辽宁大连八中 2016 届上期中】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)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导 O2－。下列对该项燃料电 池说法正确的是 ( ) A．在熔融电解质中，Ｏ２－移向正极 B．电池总反应式是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+2 H2O+ 4e－=4OH－ D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e-+13O2－==4CO2+5H2O 【答案】B 考点：化学电源新型电池 3．【辽宁大连八中 2016 届上期中】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．此装置能将化学能转变为电能 B．石墨的电极反应：   OHeOHO 442 22 C．电子由 Cu 电极经导线流向石墨电极 D．电池总反应： OHCuClHClOCu 222 2242  【答案】B 【解析】 试题分析：A、原电池能将化学能转变为电能，正确；B、原电池中负极失去电子发生氧化反应， 正极得到电子发生还原反应，则铜是负极，氧气在正极通入，由于电解质是盐酸，因此石 墨电极的反应式：O2+4H++4e—＝2H2O，错误；C、铜电极是负极，石墨是正极，则电子由 Cu 电极经导线流向石墨电极，正确；D、电池总的反应是：2Cu+O2+4HCl=2CuCl2+2H2O，正确。 考点：原电池有关知识 4．【辽宁师大附中 2016 届上期中】一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反 应为： CH3CH2OH － 4e － ＋ H2O ＝ CH3COOH ＋ 4H ＋ 。 下 列 有 关 说 法 不 正 确 的 是 （ ） A．检测时，电解质溶液中的 H＋向正极移动 B．若溶液中有 0.4 mol 电子通过，则在标准状况下消耗 4.48 L 氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2＝=CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋4H+＝2H2O 【答案】B 考点：考查原电池的工作原理和电极反应式书写。 5．【陕西师大附中 2016 届第一次月考】某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为 Li1﹣xCoO2 + LixC6 = 6C + LiCoO2，其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是 （ ） A． 放电时 LixC6 发生氧化反应 B． 充电时将电池的负极与外接电源的负极相连 C． 充电时，Li+通过阳离子交换膜从左向右移动 D． 放电时，电池的正极反应为：Li1﹣xCoO2+xLi++xe﹣═LiCoO2 【答案】C 考点：考查可充电聚合物锂离子电池放电、充电的反应原理的正误判断的知识。 6．【百强校•2016 届重庆一 5 月模拟】一种处理污水的燃料电池模型如下图所示。该电池工作 时，只需把污水注入反应池，细菌就可将污水中的有机物分解，在此过程中释放出电子、 质子和乙。下列叙述不正确的是 （ ） A．B 电极为正极 B．气体乙可能为 CO2 C．O2 在 A 电极得电子 D．电池工作时，B 电极附近的 pH 逐渐减小 【答案】A 【解析】 试题分析：A.根据题意，该电池工作时，只需把污水注入反应池，细菌就可将污水中的有机物 分解，在此过程中释放出电子、质子和乙，则 B 电极为负极，A 项错误；B.有机物是含碳 元素的化合物，有机物失电子生成乙，则气体乙可能为 CO2，B 项正确；C.根据上述分析， 电极 A 为正极，在燃料电池中，氧气在正极得电子，即 O2 在 A 电解得电子，C 项正确；D. 根据题意，细菌将污水中的有机物分解，在此过程中释放出电子、质子和乙，质子（H＋） 浓度增大，则 B 电极附近的 pH 逐渐减小，D 项正确；答案选 A。 考点：考查原电池的工作原理。 7．（1）分析如图所示的四个装置，回答下列问题： ①装置 a 和 b 中铝电极上的电极反应式分别为_______________________、 __________________。 ②装置 c 中产生气泡的电极为________电极(填“铁”或“铜”)，装置 d 中铜电极上 的电极反应式为__________________________________________________。 （2）观察如图所示的两个装置，图 1 装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图 2 装置 中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属 铬具有的两种重要化学性质为_____________________、 _______________________________________。 【答案】（1）①2H＋＋2e－===H2↑ Al－3e－＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O ②铁 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ （2）金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成 H2 金属铬易被稀硝酸钝化 8．【宁夏六盘山高级 2016 届上期中】蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充 电和放电时发生的反应如下：NiO2＋Fe＋2H2O Fe(OH)2＋Ni(OH)2。 （1）此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的_____极连接，电极反应式为 _____________。 （2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应： Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑的有______________。 A．稀 H2SO4 B．NaOH 溶液 C．Na2SO4 溶液 D．CuSO4 溶液 E．NaCl 溶液 （3）假如用此蓄电池电解以下溶液 (电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电 池内部消耗了 0.36 g 水。试回答下列问题： ①电解足量 N(NO3)x 溶液时某一电极析出了 a g 金属 N，则金属 N 的相对原子质量 R 的 计算公式为 R＝____________（用含 a、x 的代数式表示）。 ②电解含有 0.1 mol·L－1 的 CuSO4 溶液 100 mL，阳极产生标准状况下的气体体积为 ________L；将电解后的溶液加水稀释至 2L，溶液的 pH＝_____。 （4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4 为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材 料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是：CH4－8e－＋4 CO2－ 3 ＝5CO2 ＋2H2O，则正极的电极反应式为_______________________。 （5)有一种用 CO2 生产甲醇燃料的方法： 已知：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1； CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH＝－b kJ·mol－1； 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－c kJ·mol－1； H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－d kJ·mol－1。 则表示 CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为 。 【答案】（1）负 Fe(OH)2＋2e－＝Fe＋2OH－ （2）BCE （3）①50ax ②0.112L 2 （4）O2 ＋2CO2 ＋4e－＝2 CO3 2－(或 2O2＋4CO2＋8e－＝4CO3 2－) （5）CH3OH(l)＋ 2 3 O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－( 2 3 c＋2d－a－b)kJ·mol－1 考点：本题主要是考查电化学原理的应用、热化学方程式书写等 1．【2016 年高考海南卷】某电池以 K2FeO4 和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解溶质溶液。下列说 法正确的是 （ ） A．Zn 为电池的负极 B．正极反应式为 2FeO4 2−+ 10H++6e−=Fe2O3+5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时 OH 向负极迁移 【答案】AD 【解析】A．根据化合价升降判断，Zn 化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4 为正极材料，正 确；B．KOH 溶液为电解质溶液，则正极电极方程式为 2FeO4 2− +6e−+8H2O =2Fe(OH)3+10OH−， 错误；C．该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D．电池工作时阴离子 OH−向负 极迁移，正确；故选 AD。 考点：考查原电池原理及化学电源 【名师点睛】原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学 能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原电池的工作 原理、电池电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。 2．【2016 年高考上海卷】图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中，x 轴表示实验时流入正极的电子 的物质的量，y 轴表示 （ ） A．铜棒的质量 B．c(Zn2+) C．c(H+) D．c(SO4 2-) 【答案】C 【考点定位】考查原电池基本原理和溶液中离子浓度变化。 【名师点睛】原电池原理无论在工业生产、日常生活和科学研究领域都有着重要用途，尤其在 金属的腐蚀与防护、新能源的开发和利用方面有着不可替代的作用，因此也是历年高考必 考知识点之一。无论题型如何变化，如果把握原电池的工作原理、电极反应式和电池总反 应方程式问题都会迎刃而解。在原电池中，一般活泼金属做负极、失去电子、发生氧化反 应（金属被氧化）、逐渐溶解（或质量减轻）；不活泼金属（或导电的非金属）做正极、发 生还原反应、有金属析出（质量增加）或有气体放出；电子从负极流出经过外电路流回正 极，电流方向正好相反；溶液中离子浓度变化及移动方向由电极反应决定。 3．【2016 年高考四川卷】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为： Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1) 。 下 列 关 于 该 电 池 的 说 法 不 正 确 的 是 （ ） A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移 B．放电时，负极的电极反应式为 LixC6-xe-= xLi++ C6 C．充电时，若转移 1mole-，石墨 C6 电极将增重 7xg D．充电时，阳极的电极反应式为 LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+ 【答案】C 【考点定位】考查电化学原理的应用，化学电源。 【名师点睛】电化学问题分析思路：首先要根据题给信息和装置确定考查的是原电池和电解池， 然后根据反应类型、电子和电流方向、电解质中的离子流向、电极材料和实验现象等确定 装置的两极，结合电极材料和离子种类、放电顺序确定放电的微粒，结合溶液的酸碱性、 反应物和生成物结合原子守恒和电荷守恒确定电极反应式，进一步确定总反应进行作答。 涉及电化学计算要紧抓电子守恒，涉及酸碱性分析要根据电极反应分析电极周围的 pH 变 化，根据总反应分析整个过程中的 pH 变化。 4．【2016 年高考新课标Ⅱ卷】Mg-AgCl 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 Mg-2e-=Mg2+ B．正极反应式为 Ag++e-=Ag C．电池放电时 Cl-由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应 Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 【答案】B 【解析】 试题分析：根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正极反应为：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，负极反应为：Mg-2e-=Mg2+，A 项正确，B 项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向 负极，所以电池放电时 Cl-由正极向负极迁移，C 项正确；由于镁是活泼金属，则负极会 发生副反应 Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，D 项正确；答案选 B。 【考点定位】考查原电池的工作原理。 【名师点睛】本题以 Mg-AgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池为载体，考查原电 池电极反应式的书写，离子的迁移方向等知识。化学电源是高考中的热点，也是难点，学 生要结合原电池的知识来推断试题给出的化学电源的工作原理，然后结合化合价的变化判 断正、负极。 5．【2016 年高考新课标Ⅲ卷】锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶 液 ， 反 应 为 2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH) 2 4  。 下 列 说 法 正 确 的 是 （ ） A．充电时，电解质溶液中 K+向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中 (OH )c  逐渐减小 C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH) 2 4  D．放电时，电路中通过 2mol 电子，消耗氧气 22.4L（标准状况） 【答案】C 【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理 【名师点睛】本题考查原电池的工作原理和电解池工作原理，这是两个装置的重点，也是新电 池的考查点，需要熟记，同时考查对知识的灵活运用；电极反应式的书写是电化学中必考 的一项内容，一般先写出还原剂（氧化剂）和氧化产物（还原产物），然后标出电子转移的 数目，最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式，作为原电池，正极 反应式为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，负极电极反应式为：Zn＋4OH－－2e－=Zn(OH)4 2－；充电是电 解池，阳离子在阴极上放电，阴离子在阳极上放电，即阳离子向阴极移动，阴离子向阳极 移动，对可充电池来说，充电时原电池的正极接电源正极，原电池的负极接电源的负极， 不能接反，否则发生危险或电极互换，电极反应式是原电池电极反应式的逆过程；涉及到 气体体积，首先看一下有没有标准状况，如果有，进行计算，如果没有必然是错误选项。 掌握原电池和电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。 6．【2016 年高考浙江卷】金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点， 有 望 成 为 新 能 源 汽 车 和 移 动 设 备 的 电 源 。 该 类 电 池 放 电 的 总 反 应 方 程 式 为 ： 4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：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。下列说法不正确．．．的是 （ ） A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表 面 B．比较 Mg、Al、Zn 三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高 C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n D．在 M–空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 【答案】C 【考点定位】考查原电池的工作原理。 【名师点睛】原电池是将化学能变成电能的装置。负极失去电子，被氧化，正极得到电子被还 原。注意原电池中的正负极的反应，氧气肯定在正极得到电子，金属肯定在负极失去电子， 结合原电池的电解质的环境分析其电极反应的书写。在电解质溶液中，阴离子向负极移动， 阳离子向正极移动，电子从负极经过导线流向正极。 7．【2015 新课标Ⅰ卷理综化学】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 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 【答案】A 【解析】首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧，有氧反应为正极侧。A、根据厌氧反应 中碳元素的化合价的变化：葡萄糖分子中碳元素平均为 0 价，二氧化碳中碳元素的化合价 为+4 价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成。错误；B、在微生物的 作用下，该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率，故可以说微生物促进了 电子的转移。正确；C、原电池中阳离子向正极移动。正确；D、电池的总反应实质是葡萄 糖的氧化反应。正确。 【考点定位】原电池原理；难度为一般等级 【名师点晴】本题是关于能量转化的题目，电化学包括原电池和电解池。原电池是将化学能转 化为电能的装置，组成有正负极、电解质溶液、形成闭合回路，活动性强的电极为负极， 发生氧化反应，活动性弱的电极为正极，正极上发生还原反应。电解池是将电能转化为化 学能的装置。与外加电源正极连接的为阳极，与电源负极连接的为阴极。阳极发生氧化反 应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极，则是电极本身失去电子，若电极是惰性电极， 则电解质溶液（或熔融状态）阴离子发生还原反应。掌握好阴离子、阳离子的放电顺序、 清楚在闭合回路中电子转移数目相等是本题的关键。 8．【2015 江苏化学】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 CH4＋H2O===== 点燃 ======= 通电 ======= 电解 ======== 催化剂 △ 3H2＋CO,每消耗 1molCH4 转移 12mol 电子 B．电极 A 上 H2 参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2O C．电池工作时，CO3 2－向电极 B 移动 D．电极 B 上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2CO3 2－ 【答案】D 【考点定位】考查原电池的工作原理和电极反应式书写。 【名师点睛】考查原电池的工作原理，负极上失电子，正极上得电子，阴离子一般向负极移动， 阳离子向正极移动，电极反应式书写，先写化合价变化的物质以及得失电子数，然后根据 所给条件配平其他，也可以用总电极反应式减去简单的电极反应式，但要注意还原剂不出 现在正极上，氧化剂不出现在负极上，培养学生对氧化还原反应的书写。 9．【2015 天津理综化学】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(SO4 2－)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 【考点定位】本题主要考查了原电池的反应原理，涉及反应类型、离子浓度的变化、电极的判 断、离子的移动方向的判断等 【名师点睛】电化学反应原理是选修 4 中的重要内容，也是难点之一。原电池的反应原理的应 用，抓住化学反应的本质、正负极的判断、正负极反应类型的判断、电极反应式的书写、 总反应方程式的书写、电子的流向、电流的流向、溶液中离子的流向、电极是否参加反应、 电子的转移、有关氧化还原反应的计算、溶液质量的变化、离子交换膜的判断、溶液的 pH 的计算或变化、溶液颜色的变化是解题的关键。综合性较强，针对每个知识点进行详细剖 析，使学生真正理解原电池的反应中所涉及的知识。 10 ．【 2014 年 高 考 北 京 卷 第 8 题 】 下 列 电 池 工 作 时 ， O2 在 正 极 放 电 的 是 （ ） A．锌锰电池 B．氢燃料电池 C．铅蓄电池 D．镍镉电池 【答案】B 【命题意图】本题以常见化学电池的考查学生对原电池原理的认识，但不必书写电极反应，要 求学生能对必修 2 教材内容进行熟练把握。 11．【2014 年高考新课标Ⅱ卷第 12 题】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 （ ） A．a 为电池的正极 B．电池充电反应为 LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi C．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】新型化学电源的分析首先要根据原电池原理结合题给信息准确判断电源的正、负极， 可从反应类型、电极材料的活泼性、外电路中电流方向及电子流向、电解质溶液中离子的 移动方向及相关电极反应的实验现象进行判断；然后理清两极上的电极反应式及电池反应； 其次要认真审题，审清“错误”、“b 的电极材料中含有活泼金属 Li”等关键信息，结合 选项进行作答。根据题给装置图判断，b 电极的电极材料中含有活泼金属锂，反应中易失 电子，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应式为 Li—e－ Li＋，a 电极为原电池的 正极，电极反应式为 Li1-xMn2O4+x Li＋+x e－ LiMn2O4，电池反应为 Li1-xMn2O4+xLi LiMn2O4。A、根据上述分析知，a 为电池的正极，正确；B、电池充电反应为电池反应的逆 反应，充电反应为 LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi，正确； C、放电时，a 极锰的化合价降低，而 锂的化合价不发生变化，错误；D、放电时，溶液中 Li＋由负极向正极迁移，即从 b 向 a 迁 移，正确。 【命题意图】本题以水溶液锂离子电池体系为载体考查了原电池原理、化学电源等知识。考查 了学生阅读材料接受、整合信息的能力，运用所学化学知识分析、解决化学实际问题的能 力。熟练掌握原电池原理，准确判断正、负极，明确两极的电极反应及电池反应是解题的 关键。 12【2014 年高考福建卷第 11 题】某原电池装置如右图所示，电池总反应为 2Ag＋Cl2＝2AgCl。 下列说法正确的是 （ ） A．正极反应为 AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－ B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D．当电路中转移 0．01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减 少 0．02 mol 离子 【答案】D 【命题意图】考查原电池知识，具体考查电极反应式的书写、反应现象的分析、转移电子数与 离子数的关系，尤其是 D 项按照常规思路容易判断错误，通过这些内容能考查学生对原电 池原理的掌握情况和分析解决问题的能力，要克服思维定势给审题时带来的干扰。 13．【2014 年高考广东卷第 11 题】某同学组装了图 4 所示的电化学装置电极 I 为 Al，其他电极 均为 Cu，则 （ ） A．电流方向：电极 IV→ →电极 I B．电极 I 发生还原反应 C．电极 II 逐渐溶解 D．电极 III 的电极反应：Cu2++2e-==Cu 【答案】A 【命题意图】：本题以原电池与电解池组合的形式，考查学生运用所学知识对电化学装置的判断， 原电池的构成条件的应用，电极、电极反应、电流方向、反应类型的综合考查 14．【2014 年高考浙江卷第 11 题】镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池 类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2 + M＝NiOOH + MH 已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH－=6 Ni(OH)2 + NO2 － 下列说法正确的是 （ ） A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－ B．充电过程中 OH－离子从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e－= MH + OH－，H2O 中的 H 被 M 还原 D．NiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液 【答案】A 【命题意图】本题主要是考查了原电池和电解池原理的应用与有关判断，涉及电极反应式的书 写、离子的移动方向，电解质溶液判断以及氧化还原反应的判断等，明确题给信息的含义 是解本题关键，难点的电极反应式的书写，意在考查学生对已知信息的理解、应用以及严 谨的逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。 15．【2015 海南化学】（9 分）银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池 和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。 （1）久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是 。 （ 2 ） 已 知 Ksp(AgCl)=1 ． 8×10-10, 若 向 50mL0 ． 018mol·L-1 的 AgNO3 溶 液 中 加 入 50mL0．020mol·L-1 的盐酸，混合后溶液中的 Ag+的浓度为 mol·L-1，pH 为 。 （3）AgNO3 溶液光照易分解，生成 Ag 和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式 为 。 （4）右图所示原电池正极的反应式为 。 【答案】（1）Ag 与空气中氧及含硫化合物反应生成黑色硫化银； （2）1.8×10-7mol/L；2 （3）2AgNO3======= 光照 Ag+2NO2 ↑+O2 ↑ （4）Ag++e-=Ag 【考点定位】本题考查金属的腐蚀、溶度积的应用、氧化还原反应理论的应用，电极反应式的 书写。 【名师点睛】以银及其化合物为载体考查金属银的腐蚀、沉淀溶解平衡相关计算、氧化还原方 程式的书写及原电池原理的应用。考查学生分析问题、解决问题的能力，如（3）小题根据 氧化还原反应的特点准确判断产物、正确配平是得分的关键，考查了学生的计算能力如（1）， 是新课标高考每年的必考点。 16．【2015 安徽理综化学】（14 分）C、N、O、Al、Si、Cu 是常见的六种元素。 （1）Si 位于元素周期表第____周期第_____族。 （2）N 的基态原子核外电子排布式为_____；Cu 的基态原子最外层有___个电子。 （3）用“>”或“<”填空： 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al_____Si N____O 金刚石_____晶体硅 CH4____SiH4 （4）常温下，将除去表面氧化膜的 Al、Cu 片插入浓 HNO3 中组成原电池（图 1），测得原电 池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图 2 所示，反应过程中有红棕色气体产生。 0-t1 时，原电池的负极是 Al 片，此时，正极的电极反应式是_____,溶液中的 H+向___ 极移动，t1 时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是______。 【答案】（1）三 IVA ，（2）1s22s22p3，1 个（3）>，<，>，<（4）2H+ + NO3 -+e-=NO2 ↑+ H2O， 正，Al 在浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了 Al 进一步反应 【考点定位】本题属于实验题，考查知识点覆盖范围较广，包括元素周期表和元素周期律、核 外电子排布、晶体类型、原电池原理等知识，难度也由简入难。 【名师点睛】关于元素周期表的掌握关键是规范表达元素在周期表中的位置，周期和族的表示 书写要规范；在书写电子排布式时要注意根据能量最低原理和泡利不相容原理，同时还要 注意洪特规则中的特例，如半满和全满结构的特殊性；晶体类型和分子的结构对物质物理 性质的影响，化学键对物理性质的影响也是本题的考查重点；判断原电池的正负极关键在 于理解原电池的本质是氧化还原反应，根据这个原理来判断正负极，负极失电子，发生氧 化反应，进而再根据电极材料、电解质溶液和题干信息书写电极反应式。 17.【2015 新课标Ⅱ卷理综化学】（14 分）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中 间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2 和 NH4Cl 等组成的糊状填充物，该电池在放电过程 产生 MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示： 溶解度/(g/100g 水) 温度/℃ 化合物 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 近似值 10-17 10-17 10-39 回答下列问题： （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 0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗 Zn g。（已经 F＝96500C/mol） （3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有 ZnCl2 和 NH4Cl，二者可通过____ 分离回收；滤渣的主要成分是 MnO2、______和 ，欲从中得到较纯的 MnO2，最简 便的方法是 ，其原理是 。 （4）用废电池的锌皮制备 ZnSO4·7H2O 的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫 酸和 H2O2 溶解，铁变为_____，加碱调节至 pH 为 时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小 于 1×10-5mol/L 时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至 pH 为_____时，锌开 始沉淀（假定 Zn2＋浓度为 0.1mol/L）。若上述过程不加 H2O2 后果是 ，原因是 。 【答案】（1）MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH；Zn＋2MnO2＋2H＋＝Zn2＋＋2MnOOH （2）0.05g （3）加热浓缩、冷却结晶；铁粉、MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为 CO2，MnOOH 氧化为 MnO2 （4）Fe3＋；2.7；6；Zn2＋和 Fe2＋分离不开；Fe(OH)2 和 Zn(OH)2 的 Ksp 相近 【考点定位】本题主要是考查原电池原理的应用、物质的分离与提纯等，涉及电极反应式书写、 电解计算、溶度积常数的应用、pH 计算、化学实验基本操作等。 【名师点晴】该题以酸性锌锰干电池为载体综合考查了氧化还原反应、电化学、化学计算、物 质的分离与提纯等，能够很好地考查考生所掌握的化学知识结构。考查了学生对知识理解、 综合运用能力及阅读材料接受信息的能力和思维能力，对相关知识的掌握情况。这道高考 题为一道中高档题，能力要求较高。