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第 40 讲 原电池 常见化学电源
[复习目标] 1.理解原电池的工作原理。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.能够书
写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。
考点一 原电池的工作原理
1．概念
原电池是把化学能转化为电能的装置。
2．构成条件
3．构建原电池模型(以锌铜原电池为例)
盐桥的组成和作用
(1)盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。
(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。1．盐桥是所有原电池构成的必要条件( )
2．原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正极( )
3．构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不同的金属( )
4．原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数( )
5．使用盐桥可以提高电池的效率( )
6．图1能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移( )
7．图2能实现Cu＋HSO ===CuSO ＋H↑( )
2 4 4 2
答案 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.√ 7.×
一、原电池的构成及工作原理
1．构成原电池的条件有很多，当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强。某
化学实验小组用如图所示的装置实验，发现电流表指针发生偏转。
(1)电极A作____极，电极反应式为_________________________________________。
(2)电极B作____极，电极反应式为________________________________________。
(3)硝酸根离子移向_______(填“A”或“B”)极。
(4)由此得出的结论是，原电池反应发生的条件不仅与电极材料和电解质的性质有关，还与
电解质的______有关。
答案 (1)负 Ag－e－===Ag＋ (2)正 Ag＋＋e－===Ag (3)A (4)浓度
2．控制合适的条件，可使反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I 向不同的方向进行，改变电极反应。
2(1)反应开始时，乙中石墨电极的名称：________，反应类型：________；甲池中发生
________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为________________。
(2)一段时间后，电流表读数为零后，在甲中加入FeCl 固体，则乙中的石墨作________(填
2
“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为________________。
答案 (1)负极 氧化反应 还原 Fe3＋＋e－===Fe2＋
(2)正 I＋2e－===2I－
2
二、原电池原理的应用
3．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)
答案 A
解析 由第一个原电池装置中正、负极的标注可知，该装置在反应过程中Cd失去电子作负
极，发生氧化反应，则Co电极在反应过程中就要发生还原反应，由上可知，Cd的金属性强
于Co；由第二个原电池装置中正、负极的标注可知，Co在反应过程中失去电子，则Ag电
极就要在反应过程中得电子，说明Co的金属性强于Ag；综上可知三者的金属性强弱顺序为
Cd>Co>Ag。再根据在氧化还原反应中，由活泼性强的金属能将活泼性较弱的金属从其盐溶
液中置换出来的规律可知，A项是错误的。
4．根据反应2FeCl ＋Cu===2FeCl ＋CuCl 设计原电池，在方框中画出装置图，指出电极材
3 2 2
料和电解质溶液，写出电极反应式：
①不含盐桥 ②含盐桥
负极：________________
正极：________________
答案
①不含盐桥 ②含盐桥负极：Cu－2e－===Cu2＋
正极：Fe3＋＋e－===Fe2＋
原电池原理的四大应用
(1)比较金属的活动性，在原电池中，一般较活泼的金属作负极 (注意电解质溶液对电极反应
的影响)。
(2)加快化学反应速率，创造多个微电池反应环境，可加快反应(腐蚀)速率。
(3)应用于金属防护。
(4)设计原电池。
①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
考点二 常见化学电源
1．一次电池
负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) ；
2
正极反应式：MnO ＋HO＋e－===MnO(OH)＋OH－；
2 2
总反应：Zn＋2MnO ＋2HO===2MnO(OH)＋Zn(OH)
2 2 2
负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋HO；
2
正极反应式：Ag O＋HO＋2e－===2Ag＋2OH－；
2 2
总反应：Zn＋Ag O===ZnO＋2Ag
2
2.二次电池
铅酸蓄电池是最常见的二次电池，总反应：Pb＋PbO ＋2HSO 2PbSO ＋2HO。
2 2 4 4 2(1)放电时：
负极反应式：Pb＋SO－2e－===PbSO ；
4
正极反应式：PbO ＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO ＋2HO。
2 4 2
放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，溶液中消耗HSO 2 mol。
2 4
(2)充电时：
阴极反应式：PbSO ＋2e－===Pb＋SO；
4
阳极反应式：PbSO ＋2HO－2e－===PbO ＋4H＋＋SO。
4 2 2
充电一段时间电解质溶液的pH减小(填“增大”“减小”或“不变”)。
提醒 充电时电极的连接，负接负作阴极，正接正作阳极。
3．燃料电池
(1)氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除 H 外，还有CO、水煤气(CO和
2
H)、烃类(如CH)、醇类(如CHOH)、醚类(如CHOCH )、氨(NH )、肼(H N—NH)等。如
2 4 3 3 3 3 2 2
无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。
(2)燃料电池的电解质常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2－)、熔融
碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响。
(3)以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。
①酸性溶液(或含质子交换膜)
正极：O ＋ 4 e － ＋ 4H ＋ == = 2H O ，
2 2
负极：CH OH － 6e － ＋ H O == = CO ＋ 6H ＋ 。
3 2 2
②碱性溶液
正极：O ＋ 4 e － ＋ 2H O == = 4OH － ，
2 2
负极：CHOH－6e－＋8OH－===CO＋6HO。
3 2
③固体氧化物(其中O2－可以在固体介质中自由移动)
正极：O ＋ 4 e － == = 2O 2 － ，
2
负极：CHOH－6e－＋3O2－===CO＋2HO。
3 2 2
④熔融碳酸盐(CO)
正极(通入CO)：O＋4e－＋2CO===2CO，
2 2 2
负极：CHOH－6e－＋3CO===4CO＋2HO。
3 2 2
1．干电池根据电池内的电解质分为酸性电池和碱性电池( )
2．手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池( )3．镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵( )
4．铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加( )
5．二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应( )
6．铅酸蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应( )
7．燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能( )
8．在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定发生氧化反应( )
答案 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7．× 8.×
一、多样化的燃料电池
1．燃料电池是燃料(如CO、H 、CH 、C H 等)与氧气(或空气)反应将化学能转变为电能的
2 4 2 6
装置，若电解质溶液是强碱溶液，下列关于乙烷(C H)燃料电池的说法正确的是( )
2 6
A．通入5.6 L O 完全反应后，有1 mol电子发生转移
2
B．负极反应式：C H＋18OH－＋14e－===2CO＋12HO
2 6 2
C．该电池工作时，正极附近溶液的碱性增强
D．燃料电池的优点之一是燃料反应时化学能全部转化为电能
答案 C
解析 气体所处的状态未知，不能计算5.6 L O 的物质的量，故A错误；乙烷燃料电池中，
2
负极上乙烷失去电子发生氧化反应，电解质溶液呈碱性，则其电极反应式为 C H ＋18OH－
2 6
－14e－===2CO＋12HO，故B错误；该电池工作时，正极反应为 O ＋4e－＋2HO===4OH
2 2 2
－，生成OH－，正极附近溶液的碱性增强，故C正确；燃料的化学能不能全部转化为电能，
还转化为热能等其他形式的能量，故D错误。
2.如图所示是一种以液态肼(N H)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃
2 4
料电池。该固体氧化物电解质的工作温度在700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质
中自由移动，反应产物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲
B．电池总反应为NH＋2O===2NO＋2HO
2 4 2 2
C．当电极甲上有1 mol N H 消耗时，电极乙上有22.4 L O 参与反应
2 4 2
D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲答案 A
解析 该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，A项正确；
电池的总反应为NH ＋O===N ＋2HO，B项错误；当电极甲上消耗1 mol N H 时，电极乙
2 4 2 2 2 2 4
上就有1 mol O 参与反应，但题目没有指明是否处于标准状况，C项错误；在外电路中，电
2
子由负极(电极甲)移向正极(电极乙)，D项错误。
二、电极反应式的书写
3．有如图所示的四个装置，回答相关问题：
(1)图①中，Mg作________极。
(2)图②中，Mg作__________极，写出负极反应式：________________，正极反应式：
______________，总反应的离子方程式：___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图③中，Fe作__________极，写出负极反应式：__________________________，正极反
应式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
总反应的化学方程式：___________________________________________________。
(4)图④装置能否构成原电池？______(填“能”或“否”)，若能构成原电池，正极为
__________，电极反应式为_______________________________________________
(若不能构成原电池，后两问不用回答)。
答案 (1)负 (2)正 Al＋4OH－－3e－===AlO＋2HO 2HO＋2e－===2OH－＋H↑ 2Al＋
2 2 2
2OH－＋2HO===2AlO＋3H↑ (3)正 Cu－2e－===Cu2＋ NO＋2H＋＋e－===NO ↑＋HO
2 2 2 2
Cu＋4HNO(浓)===Cu(NO )＋2NO ↑＋2HO (4)能 Cu O＋4e－＋2HO===4OH－
3 3 2 2 2 2 2
4．根据电池反应书写电极反应式。
(1)碱性铁电池的电池反应为3Zn＋2KFeO＋8HO===3Zn(OH) ＋2Fe(OH) ＋4KOH。
2 4 2 2 3
负极反应式：___________________________________________________________，
正极反应式：___________________________________________________________。
(2)一种锂电池的反应为CoO＋LiC ===LiCoO ＋C ，Li原子嵌入电池负极材料碳(C )中。
2 6 2 6 6
负极反应式：___________________________________________________________，
正极反应式：___________________________________________________________。
(3)Mg-AgCl 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：2AgCl＋
Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。负极反应式：___________________________________________________________，
正极反应式：___________________________________________________________。
答案 (1)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)
2
FeO＋4HO＋3e－===Fe(OH) ＋5OH－
2 3
(2)LiC －e－===Li＋＋C
6 6
CoO＋Li＋＋e－===LiCoO
2 2
(3)Mg－2e－===Mg2＋
AgCl＋e－===Ag＋Cl－
(1)电极反应式书写的一般方法
(2)已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法
①首先写出较简单的电极反应式。
②复杂电极反应式＝总反应式－简单电极反应式。
③注意电子守恒。
1.(2023·海南，8)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确
的是( )
A．b电极为电池正极
B．电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动
C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D．每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 mol电子的电量
答案 A
解析 电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的Na＋向b电极移动，B错误；电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子：Al－3e－===Al3＋，铝离子水解使紧邻a电极区域
的海水呈酸性，C错误；每消耗1 kg Al(为 mol)，电池最多向外提供 mol×3＝ mol电子的
电量，D错误。
2.(2023·广东，6)负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理
如图。下列说法正确的是( )
A．Ag作原电池正极
B．电子由Ag经活性炭流向Pt
C．Pt表面发生的电极反应：O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2
D．每消耗标准状况下11.2 L的O，最多去除1 mol Cl－
2
答案 B
解析 由题图分析可知，Cl－在Ag极失去电子发生氧化反应，Ag为负极，A错误；电子由
负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确；溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O ＋4H＋
2
＋4e－===2HO，C错误；每消耗标准状况下11.2 L的O ，转移2 mol电子，最多去除2 mol
2 2
Cl－，D错误。
3．(2021·重庆，12)CO 电化学传感器是将环境中CO 浓度转变为电信号的装置，工作原理
2 2
如图所示，其中YSZ是固体电解质，当传感器在一定温度下工作时，在熔融 LiCO 和YSZ
2 3
之间的界面X会生成固体LiO。下列说法错误的是( )
2
A．CO迁移方向为界面X―→电极b
B．电极a上消耗的O 和电极b上产生的CO 的物质的量之比为1∶1
2 2
C．电极b为负极，发生的电极反应为2CO－4e－===O↑＋2CO↑
2 2
D．电池总反应为LiCO===LiO＋CO↑
2 3 2 2
答案 B
解析 根据图示可知，电极a上O 得到电子变为O2－，则a为正极；在电极b上熔融LiCO
2 2 3
失去电子变为CO 、O ，则b为负极。CO会向负极区移动，A正确；依据电子守恒，可知
2 2
电极a上消耗的O 和电极b上产生的CO 的物质的量之比为1∶2，B错误；电极b为负极，
2 2
失去电子发生氧化反应，电极反应为 2CO－4e－===O↑＋2CO↑，C正确；正极上发生反
2 2
应：O＋4e－===2O2－，将上述两电极反应式相加可得总反应方程式，D正确。
24．(2023·辽宁，11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是( )
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：Pb＋SO＋2Fe3＋===PbSO ＋2Fe2＋
4
答案 B
解析 放电时，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO 附着在负极上，负极质量增大，
4
A错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正
极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H＋通过质子交换膜移向右侧，C错误；充
电时，总反应为PbSO ＋2Fe2＋===Pb＋SO＋2Fe3＋，D错误。
4
课时精练
1．下列与甲、乙两套装置有关的说法正确的是( )
A．甲、乙装置中，锌棒均作负极，发生氧化反应
B．甲中锌棒直接与稀HSO 接触，故甲生成气泡的速率更快
2 4
C．甲、乙装置的电解质溶液中，阳离子均向碳棒定向迁移
D．乙中盐桥设计的优点是迅速平衡电荷，提高电池效率
答案 D
解析 甲不是原电池，故A错误；甲中锌棒直接与稀HSO 接触，发生化学腐蚀，乙中构成
2 4
了原电池，负极失去电子速率加快，因此正极放出氢气的速率增大，故B错误。
2．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(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，铜电极为正极，发生还原反应，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(SO)不变，错误；C项，在乙池中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(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，
正确。
3．(2023·西安模拟)我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液。空气中
的氧气与铝反应产生电流，放电时( )
A．铝电极上发生还原反应
B．阳离子移向负极
C．氧气在正极上得电子
D．电流由铝板经外电路流向铂网
答案 C
解析 由题意可知，铝为负极，发生氧化反应，A项错误；原电池工作时，阳离子向正极移
动，阴离子向负极移动，B项错误；氧气在正极得电子，发生还原反应，C项正确；原电池
中，电流由正极流向负极，即由铂网经外电路流向铝板，D项错误。
4．铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是( )
A．电池放电时，负极质量减轻
B．电池放电时，c(H＋)减小
C．电池充电时总反应为2PbSO ＋2HO===Pb＋PbO ＋2HSO
4 2 2 2 4
D．铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低
答案 A解析 放电时，负极Pb失去电子转化为PbSO ，负极质量增加，A项错误；放电过程中消
4
耗HSO ，溶液中c(H＋)减小，B项正确。
2 4
5．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( )
A．a电极为原电池的正极
B．外电路电流方向是a→b
C．b电极的电极反应式为O＋2e－＋2H＋===HO
2 2 2
D．a电极上每生成1 mol O ，通过质子交换膜的H＋为2 mol
2
答案 C
解析 根据图示可知，a极上HO转化为H＋和O ，发生氧化反应，则a电极为原电池的负
2 2
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b→a，
B项错误；a电极上每生成1 mol O ，转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H＋为4 mol，D
2
项错误。
6．(2022·湖南，8)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。
下列说法错误的是( )
A．海水起电解质溶液作用
B．N极仅发生的电极反应：2HO＋2e－===2OH－＋H↑
2 2
C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D．该锂-海水电池属于一次电池
答案 B
解析 锂-海水电池的总反应为4Li＋2HO＋O===4LiOH，M极上Li失去电子发生氧化反
2 2
应，则M极为负极，电极反应为Li－e－===Li＋，N极为正极，电极反应为O ＋2HO＋4e－
2 2
===4OH－，故B错误；海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶
液，故A正确；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和 Li反应，并传导
离子，故C正确；该电池不可充电，属于一次电池，故D正确。
7．(2021·山东，10)以KOH溶液为离子导体，分别组成CHOH-O 、NH-O 、(CH)NNH-
3 2 2 4 2 3 2 2O 清洁燃料电池，下列说法正确的是( )
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-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
2 4 2 2 4 2 2 2
量不变，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，
3 2 2 3 2 2
C正确；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
2
mol，在标准状况下为22.4 L，D错误。
8．蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。以下是爱迪生电池分别在
充电和放电时发生的反应：
Fe＋NiO＋2HOFe(OH) ＋Ni(OH)
2 2 2 2
下列有关爱迪生电池的推断不正确的是( )
A．放电时，Fe是负极，NiO 是正极
2
B．蓄电池的电极可以浸入某种酸性电解质溶液中
C．充电时，阴极的电极反应式为Fe(OH) ＋2e－===Fe＋2OH－
2
D．放电时，电解质溶液中的阴离子向负极方向移动
答案 B
解析 放电时，Fe是负极，发生氧化反应，NiO 是正极，发生还原反应，A正确；放电时
2
Fe作负极，Fe与酸反应不能生成Fe(OH) ，故电极不能浸入酸性电解质溶液中，B错误；充
2
电时阴极的电极反应与放电时负极的电极反应互为逆反应，所以充电时阴极的电极反应式为
Fe(OH) ＋2e－===Fe＋2OH－，C正确；蓄电池放电时为原电池，原电池电解质溶液中的阴离
2
子向负极移动，D正确。
9．某科研机构研发的NO-空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是( )
A．a电极为电池负极
B．电池工作时H＋透过质子交换膜从右向左移动C．b电极的电极反应：NO－3e－＋2HO===4H＋＋NO
2
D．当外电路中通过0.2 mol电子时，a电极处消耗O 1.12 L
2
答案 C
解析 NO-空气燃料电池中氧气发生还原反应，故a为正极、b为负极，A错误；原电池中
氢离子向正极移动，故电池工作时H＋透过质子交换膜从左向右移动，B错误；b电极上NO
失去电子发生氧化反应生成硝酸，C正确；没有标明所处状况，不能计算氧气的体积，D错
误。
10．用如图所示装置探究某浓度的浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产生了红棕色气泡，
一段时间后停止；装置②为在装置①中插入Cu并连接导线，一段时间后，Fe表面产生红棕
色气泡，而后停止；再过一段时间后又产生红棕色气泡，而后停止……如此往复多次，Cu
表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是( )
A．装置①中现象说明浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化为Fe O
2 3
B．装置②中插入Cu并连接导线后，体系形成了原电池，Cu始终为负极
C．装置②中Fe表面产生红棕色气泡时，Fe为负极
D．Cu表面发生的反应只有Cu＋4HNO(浓)===Cu(NO ) ＋2NO ↑＋2HO、NO＋2H＋＋e－
3 3 2 2 2
===NO ↑＋HO
2 2
答案 C
解析 装置①中现象说明浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化，但形成的致密氧化膜的成分
复杂，不能仅用Fe O 表示，A错误；装置②中插入Cu并连接导线后，由于Fe表面已钝化，
2 3
此时Cu为负极，Fe为正极，Fe表面的氧化物得电子发生还原反应而溶解，待氧化膜完全溶
解后，Fe为负极，Cu为正极，然后Fe表面再次发生钝化，如此往复多次，B错误；当Fe
为负极时，Fe发生钝化，钝化过程中会产生红棕色气泡，C正确；Cu表面与浓硝酸发生氧
化还原反应：Cu＋4HNO(浓)===Cu(NO ) ＋2NO ↑＋2HO，此外，当Cu作正极时，Cu表
3 3 2 2 2
面发生的电极反应为NO＋2H＋＋e－===NO ↑＋HO，当Cu作负极时，Cu表面发生的电极
2 2
反应为Cu－2e－===Cu2＋，D错误。
11．一种烷烃催化转化装置如图所示，下列说法正确的是( )A．该装置将电能转化为化学能
B．H＋向左侧迁移
C．负极的电极反应式为C H－2e－===C H＋2H＋
2 6 2 4
D．每消耗0.1 mol C H ，需要消耗标准状况下的空气 2.8 L(设空气中氧气的体积分数为
2 6
20%)
答案 C
解析 根据装置图可知，Fe-Co合金作电池的负极，C H 在负极失去电子，发生的电极反应：
2 6
C H－2e－===C H＋2H＋；右侧为正极，氧气得电子与氢离子反应生成水。该装置为原电池，
2 6 2 4
将化学能转化为电能，A错误；H＋向正极移动，即向右侧迁移，B错误；每消耗0.1 mol
C H ，转移0.2 mol电子，需要消耗0.05 mol氧气，则需消耗标准状况下的空气5.6 L(设空
2 6
气中氧气的体积分数为20%)，D错误。
12．十九大报告中提出要“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＋，B错误；酸性条件下，氧气得电子生成水，C错误；根据
2 2
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∶1，D正确。
2 213．通过电化学循环法可将HS转化为HSO 和H(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步
2 2 4 2
反应：HS＋HSO ===SO ↑＋S↓＋2HO、S＋O===SO 。
2 2 4 2 2 2 2
(1)电极a上发生的电极反应为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)理论上1 mol H S参加反应可产生H 的物质的量为________。
2 2
答案 (1)SO －2e－＋2HO===4H＋＋SO
2 2
(2)2 mol
解析 (1)由图可知，该装置为原电池，电极a为电池的负极，通入的二氧化硫气体在负极
失去电子发生氧化反应生成硫酸，电极反应式为SO －2e－＋2HO===4H＋＋SO。(2)由反应
2 2
HS＋HSO ===SO ↑＋S↓＋2HO、S＋O===SO 可知，1 mol H S参加反应时，负极上有2
2 2 4 2 2 2 2 2
mol二氧化硫参与放电，由得失电子守恒可得：2 mol×2＝n(H )×2，解得n(H )＝2 mol。
2 2
14．(1)利用多晶铜高效催化电解CO 制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎
2
不变，故可实现CO 的连续转化。
2
①电解过程中HCO向________(填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。
②多晶铜电极的电极反应式为_____________________________________________。
③理论上当生成0.05 mol乙烯时，铂电极产生的气体在标准状况下体积为________(不考虑
气体的溶解)。
(2)某钠离子电池结构如图所示，电极A为含钠过渡金属氧化物(NaTMO)，电极B为硬碳，
x 2
充电时Na＋得电子成为Na嵌入硬碳中，NaTMO 失去电子生成Na TMO ，充电时B极的
2 1－x 2
电极反应式：________，放电时A极的电极反应式：________。答案 (1)①铂 ②14CO ＋12e－＋8HO===HC==CH ＋12HCO ③16.8 L (2)C＋xe－＋
2 2 2 2
xNa＋===NaC Na TMO＋xe－＋xNa＋===NaTMO
x 1－x 2 2
