2023年高考化学一轮复习（全国版）第6章第32讲　原电池　化学电源_05高考化学_通用版（老高考）复习资料_2023年复习资料_一轮复习_2023年高考化学一轮复习讲义+课件（全国版）

第 32 讲 原电池 化学电源 复习目标 1.理解原电池的构成、工作原理及应用。2.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。3.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。 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)定义：将化学能转化为电能的装置。 (2)原电池的形成条件 ①能自发进行的氧化还原反应。 ②两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。 ③形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插 入电解质溶液或熔融电解质中。 2．工作原理(以锌铜原电池为例) (1)装置变迁(2)电极反应 负极：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应。 正极：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应。 总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。 (3)盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液。 ②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。 ③盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。 3．原电池的应用 (1)设计制作化学电源 (2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性 较弱的金属(或能导电的非金属)。 (3)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。 1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池( ) 2．放热反应都可设计成原电池( ) 3．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( ) 4．两种活动性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极( ) 5．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高( )6．实验室制备H 时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳( ) 2 答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√ 一、原电池原理及电极的判断 1．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag O＋HO===Zn(OH) ＋2Ag，其工 2 2 2 作示意图如图。下列说法不正确的是( ) A．Zn电极发生氧化反应 B．Ag O电极是电源的正极 2 C．电池工作时，电子从Zn电极经导线流向Ag O电极，再由Ag O电极经电解质溶液流向 2 2 Zn电极 D．Zn电极上发生的反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH) 2 答案 C 解析 电池工作时，负极Zn失去电子，电子经导线流向正极，Ag O得到电子转化为Ag， 2 电子不会进入电解质溶液，C项错误。 2．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( ) A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6HO＋6e－===6OH－＋3H↑ 2 2 C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H↑ 2 答案 B解析 ②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； ③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO 反应失去电子作负极，A、C错误；②中电池总反 3 应为2Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO ＋3H↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋ 2 2 2 4HO，二者相减得到正极反应式为6HO＋6e－===6OH－＋3H↑，B正确；④中Cu是正极， 2 2 2 电极反应式为O＋2HO＋4e－===4OH－，D错误。 2 2 判断电极的方法 (1)通过反应类型判断 ①失去电子的电极为负极，发生氧化反应； ②得到电子的电极为正极，发生还原反应。 (2)通过电子定向移动方向和电流方向判断 ①电子流出的电极为负极，电子经外电路流入正极； ②电流流出的电极为正极，电流经外电路流入负极。 (3)根据离子移动方向判断 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 (4)根据电极现象判断 一般不断溶解、质量减轻的电极为负极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极 为正极。 二、原电池原理的应用 3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 a极质量减 b极有气体产 部分实验 d极溶解；c极 电流从a极 少；b极质量 生；c极无变 现象 有气体产生 流向d极 增加 化 由此可判断这四种金属的活动性顺序是( ) A．a＞b＞c＞d B．b＞c＞d＞a C．d＞a＞b＞c D．a＞b＞d＞c 答案 C 解析 把四个实验从左到右分别编号为①②③④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a＞b；由实验②可知，活动性：b＞c；由实验③可知，d作原电 池负极，c作正极，活动性：d＞c；由实验④可知，d极为原电池负极，a极为原电池正极， 活动性：d＞a。 4．设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。 (1)写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：_________________________________。 (2)若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是： ①负极：________________________________________________________________________。 ②正极：________________________________________________________________________。 (3)在方框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液： ①不含盐桥 ②含盐桥 答案 (1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)①Cu－2e－===Cu2＋ ②2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (3) ①不含盐桥 ②含盐桥 考点二 常见化学电源及工作原理 1．分类 2．工作原理 电池 电极反应 碱性锌 总反应：Zn＋2MnO ＋2HO===2MnOOH＋Zn(OH) ； 2 2 2 锰电池 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) ； 2正极：2MnO ＋2HO＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 2 2 总反应：Pb＋PbO ＋2HSO 2PbSO ＋2HO； 2 2 4 4 2 铅蓄 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO ； 4 电池 正极：PbO ＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO ＋2HO 2 4 2 总反应：2H＋O===2HO 2 2 2 酸性 负极：2H－4e－===4H＋； 2 氢氧燃 正极：O＋4e－＋4H＋===2HO 2 2 料电池 总反应：2H＋O===2HO 2 2 2 碱性 负极：2H＋4OH－－4e－===4HO； 2 2 正极：O＋2HO＋4e－===4OH－ 2 2 3.二次电池的充放电 (1)可充电电池原理示意图 充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作：“正接 正，负接负”。 (2)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、 放电不是可逆反应。 (3)放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相 反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。 例：Fe＋Ni O ＋3HOFe(OH) ＋2Ni(OH) ，放电时负极的电极反应式为 Fe－2e－＋ 2 3 2 2 2 2OH－===Fe(OH) 。则充电时阴极的电极反应式为Fe(OH) ＋2e－===Fe＋2OH－。 2 2 1．太阳能电池不属于原电池( ) 2．可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应( ) 3．铅蓄电池工作时，当电路中转移0.1 mol电子时，负极增重4.8 g( ) 4．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( ) 答案 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 一、化学电源中电极及电极产物的判断 1．科学家用氮化镓材料与铜组装如图1所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以 CO 和HO合成CH 。该电池负极是______，负极产物是______，正极是________，正极产 2 2 4物是________。 答案 GaN O Cu CH 2 4 2．钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时的反应为2RuⅡ*＋I===2RuⅢ＋3I－，装置 如图2。该电池负极材料为________________，负极对应的产物为________；正极材料为 __________，正极对应的产物为__________，正极反应式：__________________。 答案 透明导电玻璃 RuⅢ 镀Pt导电玻璃 I－ I＋2e－===3I－ 3．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图3。该电池负极是________，负 极产物是__________，正极产物是________。 答案 铝 Al (C O) C O 2 2 4 3 2 二、不同介质燃料电池电极反应式的书写 4．写出不同介质中甲烷燃料电池的电极反应式。 (1)酸性介质(如HSO ) 2 4 总反应式：____________________________________________________________________。 负极：________________________________________________________________________。 正极：________________________________________________________________________。 (2)碱性介质(如KOH) 总反应式：___________________________________________________________________。 负极：________________________________________________________________________。 正极：________________________________________________________________________。 (3)固体电解质(高温下能传导O2－) 总反应式：___________________________________________________________________。 负极：________________________________________________________________________。 正极：________________________________________________________________________。(4)熔融碳酸盐(如熔融KCO) 2 3 总反应式：____________________________________________________________________。 负极：________________________________________________________________________。 正极：________________________________________________________________________。 答案 (1)CH ＋2O===CO＋2HO 4 2 2 2 CH－8e－＋2HO===CO＋8H＋ 4 2 2 2O＋8e－＋8H＋===4HO 2 2 (2)CH ＋2O＋2OH－===CO＋3HO 4 2 2 CH－8e－＋10OH－===CO＋7HO 4 2 2O＋8e－＋4HO===8OH－ 2 2 (3)CH ＋2O===CO＋2HO 4 2 2 2 CH－8e－＋4O2－===CO＋2HO 4 2 2 2O＋8e－===4O2－ 2 (4)CH ＋2O===CO＋2HO 4 2 2 2 CH－8e－＋4CO===5CO＋2HO 4 2 2 2O＋8e－＋4CO===4CO 2 2 5．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二 氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所 示。下列说法正确的是( ) A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移向Pt1电极 B．Pt1电极附近发生的反应为SO ＋2HO－2e－===HSO ＋2H＋ 2 2 2 4 C．Pt2电极附近发生的反应为O＋4e－＋2HO===4OH－ 2 2 D．相同条件下，放电过程中消耗的SO 和O 的体积比为2∶1 2 2 答案 D 解析 放电时为原电池，质子向正极移动，Pt1电极为负极，则该电池放电时质子从Pt1电 极移向Pt2电极，A错误；Pt1电极为负极，发生氧化反应，SO 被氧化为硫酸，电极反应式 2 为SO ＋2HO－2e－===SO＋4H＋，硫酸应当拆为离子形式，B错误；酸性条件下，氧气得 2 2 电子生成水，C错误；根据转移电子数相等可知，放电过程中消耗的SO 和O 的体积比为 2 2 2∶1，D正确。电极反应式的书写方法 方法一 直接书写 方法二 间接书写 第一步，写出电池总反应式。 第二步，写出电极的正极反应式。 第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。 三、二次电池的放电与充电 6．科学家近年发明了一种新型Zn—CO 水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选 2 择性催化材料，放电时，温室气体CO 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提 2 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 CO 转化为HCOOH，转移的电子为2 mol 2 C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)===2Zn＋O↑＋4OH－＋2HO 2 2 D．充电时，正极溶液中OH－浓度升高 答案 D 解析 由装置示意图可知，放电时负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)，A项正确；放 电时CO 转化为HCOOH，C元素由＋4价降为＋2价，则1 mol CO 转化为HCOOH时，转 2 2 移的电子为2 mol，B项正确；由装置示意图可知充电时阳极产生O ，阴极产生Zn，C项正 2 确；充电时阳极上发生反应：2HO－4e－===4H＋＋O↑，OH－浓度降低，D项错误。 2 2 7．我国化学工作者提出一种利用有机电极(PTO/HQ)和无机电极(MnO /石墨毡)在酸性环境 2中可充电的电池，其放电时的工作原理如图所示： 下列说法正确的是( ) A．放电时，MnO /石墨毡为负极，发生还原反应 2 B．充电时，有机电极和外接电源的正极相连 C．放电时，MnO /石墨毡电极的电极反应式为Mn2＋－2e－＋2HO===MnO ＋4H＋ 2 2 2 D．充电时，每消耗1 mol PTO，理论上外电路中转移电子为4 mol 答案 D 解析 根据放电时的工作原理图可知，MnO /石墨毡电极上MnO →Mn2＋，MnO 发生得电 2 2 2 子的还原反应，则MnO /石墨毡电极为正极，正极反应式为 MnO ＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋ 2 2 2HO，有机电极为负极，负极反应式为HQ－4e－===PTO＋4H＋，放电时，溶液中的阳离子 2 移向正极，阴离子移向负极。 1．(2021·广东，9)火星大气中含有大量CO，一种有CO 参加反应的新型全固态电池有望为 2 2 火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时( ) A．负极上发生还原反应 B．CO 在正极上得电子 2 C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能 答案 B 解析 根据题干信息可知，放电时总反应为 4Na＋3CO===2NaCO ＋C。放电时负极上Na 2 2 3 失去电子发生氧化反应生成Na＋，故A错误；放电时正极上CO 得到电子生成C，故B正确； 2 放电时阳离子移向正极，故C错误；放电时该装置为原电池，将化学能转化为电能，故 D 错误。 2．(2019·浙江4月选考，12)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是( ) A．甲：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H＋浓度增加 B．乙：正极的电极反应式为Ag O＋2e－＋HO===2Ag＋2OH－ 2 2 C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 答案 A 解析 Zn较Cu活泼，作负极，Zn失电子变Zn2＋，Zn2＋和H＋迁移至铜电极，H＋得电子变 为H ，因而c(H＋)减小，A项错误；Ag O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成 2 2 Ag，结合KOH溶液作电解液，故电极反应式为Ag O＋2e－＋HO===2Ag＋2OH－，B项正 2 2 确；Zn为较活泼电极，作负极，发生氧化反应，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；铅 蓄电池总反应式为PbO (s)＋Pb(s)＋2HSO (aq)2PbSO (s)＋2HO(l)，放电一段时间后， 2 2 4 4 2 HSO 不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。 2 4 3．(2021·山东，10)以 KOH 溶液为离子导体，分别组成 CHOH—O 、NH—O 、 3 2 2 4 2 (CH)NNH—O 清洁燃料电池，下列说法正确的是( ) 3 2 2 2 A．放电过程中，K＋均向负极移动 B．放电过程中，KOH物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH)NNH—O 燃料电池的理论放电量最大 3 2 2 2 D．消耗1 mol O 时，理论上NH—O 燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L 2 2 4 2 答案 C 解析 放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A错误；碱性环境下，NH 2 4 —O 清洁燃料电池总反应为NH ＋O===N ＋2HO，未消耗KOH，所以KOH的物质的量 2 2 4 2 2 2 不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH的物质的量均减小，B错误；理论放电量 与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为 m g，则甲醇、NH 和 2 4 (CH)NNH 的放电量分别是×6、×4、×16，通过比较可知(CH)NNH 理论放电量最大，C正 3 2 2 3 2 2 确；根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1 mol O 生成氮气的物质的量为1 mol，在 2标准状况下为22.4 L，D错误。 4．(2020·天津，11)熔融钠—硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池 反应为2Na＋xSNaS(x＝5～3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是( ) 2 x A．NaS 的电子式为 2 4 B．放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===NaS 2 x C．Na和NaS 分别为电池的负极和正极 2 x D．该电池是以NaβAl O 为隔膜的二次电池 2 3 答案 C 解析 C错，电池正极是含碳粉的熔融硫；D对，因为该电池可以充电，所以为二次电池， 其中NaβAl O 是隔膜，防止熔融钠与熔融硫直接反应。 2 3 课时精练 1．将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是( ) A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．两烧杯中溶液的H＋浓度都减小 C．产生气泡的速率甲比乙慢 D．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 答案 B 解析 甲装置形成原电池，铜是正极，氢离子放电产生氢气，铜片表面有气泡产生；乙装置 不能构成原电池，锌与稀硫酸反应产生氢气，铜不反应，A错误；两烧杯中溶液的H＋均得 到电子被还原为氢气，因此氢离子浓度都减小，B正确；形成原电池时反应速率加快，则产 生气泡的速率甲比乙快，C错误；金属性锌强于铜，则甲中铜片是正极，锌片是负极，乙中 没有形成闭合回路，不能形成原电池，D错误。 2．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸 氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( ) A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N 答案 A 解析 由①知，金属活动性：M＞N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，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：P＞M；N、E构成的原电池中，N 作负极，故金属活动性：N＞E。 3．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，甲池中c(SO)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，由锌的金属活动性大于铜可知，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，故甲池中 c(SO)不变，错误；C项，在乙池中发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离 子交换膜进入乙池中，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确。 4．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO 二次电池。将NaClO 溶于有机溶 2 4 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 3CO ＋ 2 4Na2NaCO＋C。下列说法错误的是( ) 2 3 A．放电时，ClO向负极移动 B．充电时释放CO，放电时吸收CO 2 2 C．放电时，正极反应为3CO＋4e－===2CO＋C 2 D．充电时，阳极反应为Na＋＋e－===Na 答案 D解析 根据电池的总反应知，放电时，负极反应：4Na－4e－===4Na＋，正极反应：3CO＋4e 2 － ===2CO＋C。充电时，阴极反应：4Na＋＋4e－===4Na，阳极反应：2CO＋C－4e－ ===3CO↑。放电时，ClO向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放 2 CO，放电时吸收CO。 2 2 5．镍镉(Ni—Cd)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＋2HOCd(OH) ＋2Ni(OH) ， 2 2 2 有关该电池的说法正确的是( ) A．充电时阳极反应式：Ni(OH) ＋OH－－e－===NiOOH＋HO 2 2 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 解析 放电时Cd的化合价升高，Cd作负极，Ni的化合价降低，NiOOH作正极，则充电时 Cd(OH) 作阴极，Ni(OH) 作阳极，阳极反应式为Ni(OH) ＋OH－－e－===NiOOH＋HO，A 2 2 2 2 项正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，B项错误；放电时负极反应式为Cd＋2OH－ －2e－===Cd(OH) ，Cd电极周围OH－的浓度减小，C项错误；放电时电解质溶液中的 OH－ 2 向负极移动，D项错误。 6．Li—FeS 电池是目前电池中综合性能最好的一种电池，其结构如图所示。已知电池放电 2 时的反应为4Li＋FeS===Fe＋2LiS。下列说法错误的是( ) 2 2 A．Li为电池的负极 B．电池工作时，Li＋向正极移动 C．正极的电极反应式为FeS＋4e－===Fe＋2S2－ 2 D．将熔融的LiCF SO 改为LiCl的水溶液，电池性能更好 3 3 答案 D 解析 A项，由Li→Li2S发生氧化反应，可知Li为电池的负极；B项，电池工作时，阳离子 (Li＋)移向正极；D项，由于2Li＋2HO===2LiOH＋H↑，故不能用LiCl的水溶液作为电解 2 2 质溶液。 7．用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图如下图所示，下列有关说法正确的是( )A．电极2发生氧化反应 B．电池工作时，Na＋向负极移动 C．电流由电极1经外电路流向电极2 D．电极1发生的电极反应为2NH ＋6OH－－6e－===N＋6HO 3 2 2 答案 D 8．王浩天教授团队发明的制取HO 的绿色方法原理如图所示(已知：HOH＋＋HO，K 2 2 2 2 a ＝2.4×10－12)。下列说法不正确的是( ) A．b极上的电极反应为O＋HO＋2e－===HO＋OH－ 2 2 B．X 膜为选择性阳离子交换膜 C．催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率 D．每生成1 mol H O，电路中转移4 mol e－ 2 2 答案 D 解析 b极为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O＋HO＋2e－===HO＋OH－，A正确； 2 2 a极发生反应：H－2e－===2H＋，X膜为选择性阳离子交换膜，允许H＋通过，B正确；氧元 2 素由0价变成－1价，每生成1 mol H O，电路中转移2 mol e－，D错误。 2 2 9．(2022·天津模拟)某同学设计如下原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．该装置将化学能转化为电能B．负极的电极反应式是Ag＋I－－e－===AgI C．电池的总反应式是Ag＋＋I－===AgI D．盐桥(含KNO 的琼脂)中NO从左向右移动 3 答案 D 解析 左侧电极为负极，右侧电极为正极，NO带负电荷，向负极移动，所以NO应该从右 向左移动，D项错误。 10．(2021·辽宁1月适应性测试，13)Hg—Hg SO 标准电极常用于测定其他电极的电势，测 2 4 知Hg—Hg SO 电极的电势高于Cu电极的电势。以下说法正确的是( ) 2 4 A．KSO 溶液可用CCl 代替 2 4 4 B．Hg－Hg SO 电极反应为Hg SO －2e－===2Hg＋SO 2 4 2 4 C．若把Cu－CuSO 体系换作Zn－ZnSO 体系，电压表的示数变大 4 4 D．微孔瓷片起到阻隔离子通过的作用 答案 C 解析 CCl 为非电解质，不能导电，因此不能用CCl 代替KSO 溶液，A错误；由题意可 4 4 2 4 知，Hg－Hg SO 电极为正极，其电极反应式：Hg SO ＋2e－===2Hg＋SO，B错误；由于Cu 2 4 2 4 －CuSO 体系是电池的负极，失去电子发生氧化反应，若换成更加活泼的Zn－ZnSO 体系， 4 4 更容易失去电子，电压表的示数变大，C正确；微孔瓷片起到便于离子通过，而阻隔溶液通 过的作用，D错误。 11．(2022·辽宁营口模拟)依据原电池原理，回答下列问题： 如图是使用固体电解质的燃料电池，装置中以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入 CH 和空气，其中固体电解质是掺杂了YO 的ZrO 固体，它在高温下能传导正极生成的O2－ 4 2 3 2 (O ＋4e－===2O2－)。 2 (1)c电极为________(填“正”或“负”)极。 (2)d电极上的电极反应为______________________________________________________。 (3)如果消耗160 g甲烷，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为________(用N A表示)，需要消耗标准状况下氧气的体积为________ L。 答案 (1)正 (2)CH ＋4O2－－8e－===CO＋2HO (3)80N 448 4 2 2 A 解析 (1)根据图中电流方向可知，c电极是正极。(3)160 g CH 的物质的量为10 mol，根据 4 电极反应式可知，反应中转移80 mol电子，则正极消耗O 应为20 mol，在标准状况下的体 2 积为20 mol×22.4 L·mol－1＝448 L。 12．(1)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： ①HS－在硫氧化菌作用下转化为SO的电极反应式是_______________________________。 ②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_______________ _______________________________________________________________________________ 。 (2)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。 ①a电极的电极反应式是_____________________________________________________； ② 一 段 时 间 后 ， 需 向 装 置 中 补 充 KOH ， 请 依 据 反 应 原 理 解 释 原 因 ： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)①HS－＋4HO－8e－===SO＋9H＋ 2 ②HS－、SO的浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环地把有机物氧化成 CO 2 放出电子 (2)①2NH －6e－＋6OH－===N＋6HO 3 2 2 ②发生反应：4NH ＋3O===2N ＋6HO，有水生成，使溶液逐渐变稀，为了保持碱溶液的 3 2 2 2 浓度不变，所以要补充KOH 解析 (1)①酸性环境中反应物为HS－，产物为SO，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电 极反应式为HS－＋4HO－8e－===SO＋9H＋。 2 (2)①a电极是通入NH 的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式 3 是2NH －6e－＋6OH－===N＋6HO。 3 2 2