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第 16 讲 原电池
【练基础】
1．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
A．电池工作时，盐桥中的Cl－向负极移动
B．负极反应式：2H＋＋2e－===H ↑
2
C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
D．Fe作正极，发生氧化反应
【答案】A
【解析】根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路
和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl－向负极移动，故A正确；铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正
极反应式为2H＋＋2e－===H ↑，故B错误；左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H＋，c(H＋)减小，pH增
2
大，故C错误；电池总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑，铁作负极，发生氧化反应，故D错误。
2
2．某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是( )
A．若X为Fe，Y为Cu，则铁为正极
B．若X为Fe，Y为Cu，则电子由铜片流向铁片
C．若X为Fe，Y为C，则碳棒上有红色固体析出
D．若X为Cu，Y为Zn，则锌片发生还原反应
【答案】C
【解析】Fe比Cu活泼，Fe做负极，电子从Fe流向Cu，故A、B错误；若X为Fe，Y为C，电解质
为硫酸铜，则正极碳棒上析出Cu，故C正确；Zn比Cu活泼，Zn做负极，发生氧化反应，故D错误。
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。下列有关叙述中正确
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】活泼金属锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；电池工作一段时间后，
甲池中的c(SO)不变，故B错误；铜电极上发生电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，同时Zn2＋通过阳离子交换膜
从甲池移向乙池，由电荷守恒可知，乙池中每析出1 mol Cu，则有1 mol Zn2＋从甲池移向乙池，因为
M(Zn)>M(Cu)，所以乙池溶液的总质量增加，故C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离
子不能通过阳离子交换膜，故D错误。
4．根据下图判断，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O＋2HO＋4e－===4OH－
2 2
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】装置Ⅰ中的负极为Zn，A项错误；装置Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H ↑，B项错误；阳
2
离子向正极移动，装置Ⅰ中阳离子向左侧烧杯移动，C项错误。
5．将一张滤纸剪成四等份，用铜片、锌片、发光二极管、导线在玻璃片上连接成如图所示的装置，
在四张滤纸上滴加稀硫酸直至全部润湿。下列叙述中正确的是( )A．锌片上有气泡，铜片溶解
B．Zn片发生还原反应
C．电子都是从铜片经外电路流向锌片
D．该装置至少有两种形式的能量转换
【答案】D
【解析】锌、铜、稀硫酸构成原电池，锌为负极，铜为正极，正极上发生还原反应生成氢气，故A错
误；锌为负极，发生氧化反应，故B错误；电子从锌极经外电路流向铜极，故C错误；该装置存在电能与
化学能、电能与光能的转化，故D正确。
6．某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr O＞Fe3＋，设计了盐桥式的原电池，如图所示。盐桥
2
中装有琼脂与饱和KSO 溶液。下列叙述中正确的是( )
2 4
A．甲烧杯的溶液中发生还原反应
B．乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3＋＋7HO－6e－===Cr O＋14H＋
2 2
C．外电路的电流方向为从b到a
D．电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯
【答案】C
【解析】A项，甲烧杯中发生的反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，为氧化反应，错误；B项，乙烧杯中Cr O
2
发生还原反应，得到电子，错误；C项，a极为负极，b极为正极，外电路的电流方向为从b到a，正确；
D项，SO向负极移动，即移向甲烧杯，错误。
7．某学习小组的同学查阅相关资料得到氧化性：Cr O>Fe3＋，设计了如图所示的盐桥原电池。盐桥中
2
装有含琼脂的饱和KSO 溶液。下列叙述中正确的是( )
2 4A．甲烧杯的溶液中发生还原反应
B．外电路的电流方向是从b极到a极
C．电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯
D．乙烧杯中的电极反应式为2Cr3＋＋7HO－6e－===Cr O＋14H＋
2 2
【答案】B
【解析】由于氧化性：Cr O>Fe3＋，即Cr O可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，故在原电池中，Fe2＋失电子被氧
2 2
化，则a极为负极；Cr O得电子被还原，则b极为正极。Fe2＋失电子被氧化，即甲烧杯的溶液中发生氧化
2
反应，A错误；外电路中电流由正极流向负极，即由b极流向a极，B正确；原电池中，阴离子移向负极，
则SO移向甲烧杯，C错误；乙烧杯中Cr O得电子被还原，则电极反应式为Cr O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋
2 2
7HO，D错误。
2
8．如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀HSO 为电解质溶液。下列有关说法不
2 4
正确的是( )
A．a极为负极，电子由a极经外电路流向b极
B．a极的电极反应式：H－2e－===2H＋
2
C．电池工作一段时间后，装置中c(H SO )增大
2 4
D．若将H 改为CH，消耗等物质的量的CH 时，O 的用量增多
2 4 4 2
【答案】C
【解析】a极通入的H 发生氧化反应，为负极，电子由a极经外电路流向b极；以稀HSO 为电解质
2 2 4
溶液时，负极的H 被氧化为H＋；电池总反应为2H＋O===2H O，电池工作一段时间后，装置中c(H SO )
2 2 2 2 2 4
减小；根据电池总反应2H＋O===2H O，CH＋2O===CO ＋2HO可知，等物质的量的CH 比H 消耗O
2 2 2 4 2 2 2 4 2 2
多。9．一种新型的电池，总反应式为3Zn＋2FeO＋8HO===2Fe(OH) ＋3Zn(OH) ＋4OH－，其工作原理如
2 3 2
图所示。下列说法不正确的是( )
A．Zn极是负极，发生氧化反应
B．随着反应的进行，溶液的pH增大
C．电子由Zn极流出到石墨电极，再经过溶液回到Zn极，形成回路
D．石墨电极上发生的反应为FeO＋3e－＋4HO===Fe(OH) ↓＋5OH－
2 3
【答案】C
【解析】根据电池总反应式，结合原电池的工作原理可知，锌作负极，发生氧化反应，A正确；根据
电池总反应式可知，反应生成OH－、消耗HO，溶液的pH增大，B正确；根据原电池的工作原理，电子
2
从Zn电极流出，经外电路流向石墨，电子不能通过电解质溶液，C错误；负极的电极反应式为Zn＋2OH－
－2e－===Zn(OH) ，正极的电极反应式为FeO＋4HO＋3e－===Fe(OH) ↓＋5OH－，D正确。
2 2 3
10．可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性，其电池反应为Mg＋
2MnF ===2MnF＋MgF 。下列有关说法不正确的是( )
3 2 2
A．镁为负极材料
B．正极的电极反应式为MnF ＋e－===MnF＋F－
3 2
C．电子从镁极流出，经电解质流向正极
D．每生成1 mol MnF 时转移1 mol电子
2
【答案】C
【解析】由电池反应可知，镁失去电子，发生氧化反应，为负极，A项正确；电池反应中，三氟化锰
发生还原反应，为正极，B项正确；电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极，C项不正确；锰元素由＋3
价降至＋2价，每生成1 mol MnF 转移1 mol电子，D项正确。
2
【练提升】
1．某原电池以银、铂为电极，用含Ag＋的固体作电解质，Ag＋可在固体电解质中自由移动。电池总反
应式为2Ag＋Cl===2AgCl。利用该电池可以测定空气中Cl 的含量。下列说法中错误的是( )
2 2
A．空气中c(Cl )越大，消耗Ag的速率越快
2
B．铂极的电极反应式为Cl＋2e－＋2Ag＋===2AgCl
2
C．电池工作时电解质中Ag＋总数保持不变D．电子移动方向：银→固体电解质→铂
【答案】D
【解析】c(Cl )越大，反应速率越快，则消耗银的速率也越快，A正确；银比铂活泼，铂作正极，Cl
2 2
在铂上得到电子发生还原反应生成Cl－，再与电解质中的Ag＋结合，电极反应式为Cl＋2e－＋2Ag＋
2
===2AgCl，B正确；根据电池总反应式可知，电解质中Ag＋总数保持不变，C正确；原电池中，电子从负
极经过外电路的导线流向正极，电子不能通过电解质，故电子移动方向应是银→外电路导线→铂，D错误。
2．某种熔融碳酸盐燃料电池以LiCO、KCO 为电解质，以CH 为燃料时，该电池工作原理如图所示，
2 3 2 3 4
下列说法正确的是( )
A．a为空气，b为CH
4
B．CO向正极移动
C．此电池在常温时也能工作
D．正极电极反应式为2CO＋O＋4e－===2CO
2 2
【答案】D
【解析】燃料电池中通入燃料的一极是负极，通入氧化剂的一极是正极，根据电子流向可知，左边电
极是负极、右边电极是正极，所以a为CH，b为空气，故A错误；原电池放电时，阴离子向负极移动，
4
则CO向负极移动，故B错误；电解质为熔融碳酸盐，需要高温条件，故C错误；正极上O 得到电子和
2
CO 反应生成CO，电极反应式为O＋2CO＋4e－===2CO，故D正确。
2 2 2
3．最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为HO和CO，同时产生
2 2
电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法中正确的是( )
A．氧化银电极上的反应为Ag O＋2e－===2Ag＋O2－
2
B．石墨电极上的反应为C H O＋6HO＋24e－===6CO ↑＋24H＋
6 12 6 2 2
C．每转移4 mol电子，氧化银电极产生22.4 L CO 气体(标准状况)
2
D．每30 g C H O 参与反应，有4 mol H＋经质子交换膜进入正极区
6 12 6【答案】D
【解析】C H O 在微生物作用下转化为CO 和HO，C H O 被氧化，即石墨电极为负极，氧化银电
6 12 6 2 2 6 12 6
极为正极，Ag O发生得电子的还原反应，电极反应式为Ag O＋2H＋＋2e－===2Ag＋HO，故A错误；石墨
2 2 2
电极为负极，C H O 在负极发生失电子的氧化反应：C H O＋6HO－24e－===6CO ↑＋24H＋，故B错误；
6 12 6 6 12 6 2 2
根据负极的电极反应式可知，每转移4 mol电子，石墨电极产生22.4 L CO(标准状况)，故C错误；30 g
2
C H O 的物质的量为＝ mol，根据B项负极的电极反应式可知，每30 g C H O 参与反应，有4 mol H＋经
6 12 6 6 12 6
质子交换膜进入正极区，故D正确。
4．三元电池成为我国电动汽车的新能源，其正极材料可表示为LiNiCoMnO，且x＋y＋z＝1。充电
x y z 2
时电池总反应为LiNiCoMnO＋6C(石墨)===Li NiCoMnO＋LiC ，其电池工作原理如图所示，两极之
x y z 2 1－a x y z 2 a 6
间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是( )
A．允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜
B．充电时，A为阴极，发生氧化反应
C．放电时，B为负极，发生氧化反应
D．放电时，正极反应式为Li NiCoMnO＋aLi＋＋ae－===LiNiCoMnO
1－a x y z 2 x y z 2
【答案】AD
【解析】根据充电时电池总反应可知，放电时负极反应式为LiC －ae－===6C(石墨)＋aLi＋，正极反应
a 6
式为Li NiCoMnO＋aLi＋＋ae－===LiNiCoMnO，将放电时负极、正极反应式左右颠倒，即分别得到
1－a x y z 2 x y z 2
充电时阴极、阳极反应式，D项正确；放电时，A是负极、B是正极，Li＋向正极移动，则X是Li＋，允许
阳离子通过的隔膜为阳离子交换膜，A项正确，C项错误；充电时，A是阴极，发生还原反应，B项错误。
5．新型NaBH /H O 燃料电池(DBFC)的结构如图，该电池总反应方程式为NaBH ＋4HO===NaBO ＋
4 2 2 4 2 2 2
6HO。下列有关说法中正确的是( )
2A．电池正极区的电极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6HO
2
B．电极B为负极，纳米MnO 层的作用是提高原电池的工作效率
2
C．放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 L 6 mol·L－1 HO 溶液，理论上流过电路中的电子数为12N
2 2 A
【答案】D
【解析】根据图示知，B电极上HO 得电子生成OH－，所以B电极是正极，发生的电极反应为HO
2 2 2 2
＋2e－===2OH－，故A、B错误；根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，放电时，阳离子向负
电荷较多的正极移动，阴离子向正电荷较多的负极移动，所以Na＋从负极区向正极区迁移，故C错误；在
电池反应中，每消耗1 L 6 mol·L－1 HO 溶液，消耗HO 的物质的量为6 mol，根据HO＋2e－===2OH－知，
2 2 2 2 2 2
理论上流过电路中的电子数为6 mol×2×N mol－1＝12N ，故D正确。
A A
6．自然界中金属硫化物之间存在原电池反应。如图所示装置中电极Ⅰ为方铅矿(PbS)，电极Ⅱ为含有
方铅矿的硫铁矿，当有电解质溶液按如图所示方向流经该装置时，电流表指针偏转。若电极Ⅱ质量不断减
少，a处溶液中加入KSCN溶液未出现红色，加入CuSO 溶液未出现黑色沉淀。下列有关说法中正确的是(
4
)
A．工业上利用该原理富集铁
B．电极Ⅱ作正极
C．溶液流经该装置后pH增大
D．该装置负极的电极反应式为FeS－15e－＋8HO===Fe3＋＋2SO＋16H＋
2 2
【答案】A
【解析】电极Ⅱ质量不断减少，说明电极Ⅱ为负极，a处溶液中加入KSCN溶液未出现红色，说明溶
液中不存在Fe3＋，加入CuSO 溶液未出现黑色沉淀，说明溶液中不存在S2－，则在该原电池中硫铁矿溶解
4
生成Fe2＋和SO。根据上述分析，通过该装置，硫铁矿溶解生成Fe2＋，可以富集铁，故A正确；根据上述
分析，电极Ⅱ作负极，故B错误；该装置负极的电极反应式为FeS－14e－＋8HO===Fe2＋＋2SO＋16H＋，
2 2
反应生成H＋，则溶液流经该装置后pH减小，故C、D错误。
7．应用电化学原理，回答下列问题。(1)上述三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是____________________________________。
(2)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是
________________________________________________________________________。
(3)乙中正极反应式为________________；若将H 换成CH，则负极反应式为
2 4
________________________________________________________________________。
(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池________极相连接。
(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的
物质不参与反应)，进行实验：
ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。
ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe (SO ) 溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点
2 4 3
→逆向偏移。
①实验ⅰ中银作________极。
②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是__________________________。
【解析】(1)负极反应物中有元素化合价升高，发生氧化反应，相应物质本身具有还原性，即负极反应物化学性质上的共同特点是易失电子被氧化，具有还原性。(2)原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极
移动，则盐桥中的钾离子会移向硫酸铜溶液，氯离子移向硫酸锌溶液。(3)乙中装置为碱性氢氧燃料电池，
正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O＋4e－＋2HO===4OH－；若将H 换成
2 2 2
CH，则负极反应式为CH－8e－＋10OH－===CO＋7HO。(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，
4 4 2
要将负极中的硫酸铅变成单质铅，发生还原反应，所以应作电解池的阴极，则与电源的负极相连。(5)①亚
铁离子失电子发生氧化反应，所以石墨电极作负极，银作正极；②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，可知Ag＋和
Fe2＋的反应可逆，故得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式：Fe2＋＋Ag＋ Fe3＋＋Ag。
【答案】(1)易失电子被氧化，具有还原性
(2)钾离子移向硫酸铜溶液、氯离子移向硫酸锌溶液
(3)O ＋4e－＋2HO===4OH－
2 2
CH－8e－＋10OH－===CO＋7HO
4 2
(4)负 (5)①正 ②Fe2＋＋Ag＋ Fe3＋＋Ag
8．某兴趣小组做如下探究实验：
(1)图Ⅰ为依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为___________。反应前，两电
极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，则导线中通过________mol电子。
(2)如图Ⅰ，其他条件不变，若将CuCl 溶液换为NH Cl溶液，石墨电极的反应式为
2 4
________________________________________________________________________，
这是由于NH Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的
4
原因：_________________________________________________________。
(3)如图Ⅱ，其他条件不变，将图Ⅰ中的盐桥换成铜丝与石墨(2)相连成n形，则乙装置中石墨(1)为
________(填“正”“负”“阴”或“阳”)极，乙装置中与铜丝相连的石墨(2)电极上的电极反应式为
__________________________________________。
(4)将图Ⅱ乙装置中的CuCl 溶液改为400 mL CuSO 溶液，一段时间后，若电极质量增重1.28 g，则此
2 4
时溶液的pH为________(不考虑反应中溶液体积的变化)。
【解析】(1)Fe是活性电极，失电子被氧化生成Fe2＋，石墨是惰性电极，溶液中Cu2＋在石墨电极得电
子被还原生成Cu，故该原电池反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。工作过程中，Fe做负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，铁电极质量减少；石墨做正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，石墨电极质量增加；设
两电极质量相差12 g时电路中转移电子为x mol，则有x mol××56 g·mol－1＋x mol××64 g·mol－1＝12 g，解
得x＝0.2。(2)NH Cl溶液中NH发生水解反应：NH＋HONH ·H O＋H＋，使溶液呈酸性，故石墨电极
4 2 3 2
(即正极)上发生的反应为2H＋＋2e－===H ↑。(3)其他条件不变，若将盐桥换成铜丝与(2)石墨相连成n形，
2
则甲装置为原电池，Fe做负极，Cu做正极；乙装置为电解池，则石墨(1)为阴极，石墨(2)为阳极，溶液中
Cl－在阳极放电生成Cl，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl↑。(4)若将乙装置中的CuCl 溶液改为400 mL
2 2 2
CuSO 溶液，电解CuSO 溶液的总反应方程式为2CuSO ＋2HO=====2HSO ＋2Cu＋O↑，当电极质量增
4 4 4 2 2 4 2
重1.28 g(即析出0.02 mol Cu)时，生成0.02 mol HSO ，则c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝－lg 0.1＝1，故此
2 4
时溶液的pH为1。
【答案】(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2
(2)2H＋＋2e－===H ↑ 酸性 NH＋HONH ·H O＋H＋
2 2 3 2
(3)阴 2Cl－－2e－===Cl↑ (4)1
2
9．某兴趣小组做如下探究实验：
(1)图Ⅰ为依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，则导线中通过________ mol电子。
(2)如图Ⅰ，其他条件不变，若将CuCl 溶液换为NH Cl溶液，石墨电极的反应式为
2 4
________________________________________________________________________，
这是由于NH Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的
4
原因：____________________________________________________________________________。
(3)如图Ⅱ，其他条件不变，将图Ⅰ中的盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，则乙装置中石墨(1)为
________(填“正”“负”“阴”或“阳”)极，乙装置中与铜丝相连的石墨(2)电极上的电极反应式为
__________________________________________________________。
(4)将图Ⅱ乙装置中的CuCl 溶液改为400 mL CuSO 溶液，一段时间后，若电极质量增重1.28 g，则此
2 4
时溶液的pH为________(不考虑反应中溶液体积的变化)。
【解析】(1)Fe是活性电极，失电子被氧化生成Fe2＋，石墨是惰性电极，溶液中的Cu2＋在石墨电极得
电子被还原生成Cu，故该原电池反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。工作过程中，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，铁电极质量减少；石墨作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，石墨电极质量增加；
设两电极质量相差12 g时电路中转移电子为x mol，则有x mol××56 g·mol－1＋x mol××64 g·mol－1＝12 g，
解得x＝0.2。(2)NH Cl溶液中NH会发生水解反应：NH＋HO NH ·H O＋H＋，使溶液呈酸性，故石墨
4 2 3 2
电极(即正极)上发生的反应为2H＋＋2e－===H ↑。(3)其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n
2
形，则甲装置为原电池，Fe作负极，Cu作正极；乙装置为电解池，则石墨(1)为阴极，石墨(2)为阳极，溶
液中的Cl－在阳极放电生成Cl，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl↑。(4)若将乙装置中的CuCl 溶液改为400
2 2 2
mL CuSO 溶液，电解CuSO 溶液的总反应方程式为2CuSO ＋2HO=====2HSO ＋2Cu＋O↑，当电极质量
4 4 4 2 2 4 2
增加1.28 g(即析出0.02 mol Cu)时，生成0.02 mol HSO ，则c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝－lg 0.1＝1，故
2 4
此时溶液的pH为1。
【答案】(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu 0.2
(2)2H＋＋2e－===H ↑ 酸性 NH＋HO NH ·H O＋H＋
2 2 3 2
(3)阴 2Cl－－2e－===Cl↑ (4)1
2
10．(1)NO 、O 和熔融NaNO 可制作燃料电池，其原理见图1，石墨Ⅰ为电池的________极；该电池
2 2 3
在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为____________________________________。
(2)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，
又能发电，尿素燃料电池结构如图3所示：
回答下列问题：
电池中的负极为________(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为______________，电池工作时，理
论上每净化1 mol尿素，消耗O 的体积(标准状况下)约为________L。
2
【解析】(1)该燃料电池中，正极上通入O，石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O＋2NO＋4e－===4NO，
2 2 2 5
负极上通入NO ，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO ＋NO－e－===N O。(2)根据图示可知，甲电极上
2 2 2 5CO(NH) 反应生成二氧化碳和氮气，N元素化合价升高，失电子，为电源的负极，电解质溶液为酸性，则
2 2
其电极反应式为CO(NH)＋HO－6e－===CO ↑＋N↑＋6H＋，该反应的总方程式为2CO(NH)＋
2 2 2 2 2 2 2
3O===2CO ＋2N＋4HO，根据关系式2CO(NH)～3O 可知，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消
2 2 2 2 2 2 2
耗O 的体积为1.5 mol×22.4 L·mol－1＝33.6 L。
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【答案】(1)负 NO ＋NO－e－===N O
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(2)甲 CO(NH)＋HO－6e－===CO ↑＋N↑＋6H＋ 33.6
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