2014 年高考化学 黄金易错点专题汇编 专题 16 原电池原理及其化学电源1 LiAl/FeS 电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li FeS2e =Li2SFe，有关该电池的下列说法中，正确的是()ALiAl 在电池中作为负极材料，该材料中 Li 的化合价为1 价B该电池的电池反应式为：2LiFeS=Li 2SFeC负极的电极反应式为：Al3e =Al3 D充电时，阴极发生的电极反应式为：Li 2SFe2e =2Li FeS 2.下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极3.上海世博会上，使用了一种高效耐用的新型可充电电池作为电动车动力，该电池能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应式为：3Zn2K 2FeO48H 2O 3Zn(OH)22Fe(OH) 34KOH，下列说法不正确的是()A放电时负极反应式为：Zn2e 2OH =Zn(OH)2 B放电时正极反应式为：FeO42 4H 2O3e =Fe(OH)35OH C放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4被氧化D充电时阳极附近溶液的碱性减弱4.某种氢氧燃料电池的电解液为 KOH 溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是()A正极反应式为：O 22H 2O4e =4OH B工作一段时间后，电解液中的 KOH 的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H 2O 2=2H2OD用该电池电解 CuCl2溶液，产生 2.24L Cl2(标准状况)时，有 0.1 mol 电子转移5. 铅蓄电池的工作原理为：PbPbO 22H 2SO4=2PbSO42H 2O，研读下图，下列判断不正确的是()AK 闭合时，d 电极反应式：PbSO 42H 2O2e =PbO24H SO 42 B当电路中转移 0.2 mol 电子时，中消耗的 H2SO4为 0.2 molCK 闭合时，中 SO42 向 c 电极迁移DK 闭合一段时间后，可单独作为原电池，d 电极为正极6碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性 电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn2MnO 22H 2O=Zn(OH)22MnOOH下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO22H 2O2e =2MnOOH2OH C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过 0.2 mol 电子，锌的质量理论上减少 6.5 g7一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO 气体，另一极通 O2和 CO2混合气体，其总反应为：2COO 2=2CO2。则下列说法中正确的是()ACO 32 向正极移动B负极发生的电极反应是：O 22CO 24e =2CO32C负极发生的电极反应是：COCO 32 2e =2CO2D正极发生氧化反应8某固体酸燃料电池以 CsHSO4固体为电解质传递 H ，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2O 2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从 b 极流向 a 极Bb 极上的电极反应式为：O 22H 2O4e =4OHC每转移 0.1 mol 电子，消耗 1.12 L 的 H2DH 由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极9普通锌锰干电池是用锌皮制成的锌筒作电极兼作容器，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；该电池工作时的总反应为：Zn2NH 4 2MnO 2=Zn(NH3)22 Mn 2O3H 2O。关于锌锰干电池的下列说法中正确的是()A当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原B电池正极的电极反应式为：2MnO 22NH 4 2e =Mn2O32NH 3H 2OC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过 0.1 mol 电子，锌的质量理论上减小 6.5 g10镁H 2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸)，下列说法正确的是()A电池总反应为：MgH 2O2=Mg(OH)2B正极发生的电极反应为：H 2O22H 2e =2H2OC电池工作时，正极周围海水的 pH 增大D电池工作时，溶液中的 H 向负极移动2.【错因分析】如果不理解“二次电池”的含义，会错选 A 项。 【正确解答】本题考查电池原理，涉及电池分类、电子流向、能量转化形式、电极判断等。二次电池也就是充电电池，A 选项正确；铜锌原电池中，铜为正极，锌为负极，锌失电子，电子通过外电路导线流向铜电极(正极)，B 选项错误；燃料电池将化学能转化为电能，对外放电，C 选项正确；锌锰干电池中锌为负极，石墨为正极，D 选项正确。答案：B7解析：据题意知通入 CO 的一极为电源的负极，CO 失去电子转变为 CO2，发生氧化反应，CO 32 由正极产生向负极移动，C 正确。答案：C易错起源 1、 原电池正负极的判断与电极反应式的书写 例 1铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A正极反应为：Zn2e =Zn2 B电池反应为：ZnCu 2 =Zn2 CuC在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的 K 移向 ZnSO4溶液【解析】本题考查原电池，意在考查考生对原电池工作原理的分析能力。该电池中 Zn 为负极，电极反应为：Zn2e =Zn2 ，Cu 为正极，电极反应为：Cu 2 2e =Cu，A 项错误；电池总反应为：ZnCu 2 =Zn2 Cu，B 项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出经导线流向正极，C 项正确；负极上由于 Zn 放电，ZnSO 4溶液中 Zn2 的浓度增大，故盐桥中的 Cl 移向 ZnSO4溶液，D 项错误。 【答案】BC1正负极的判断判断依据 负极 正极 电极材料 活泼性较强的金属 活泼性较差的金属或导电的非金属 电子流动方向 电子流出极 电子流入极 阴阳离子移动方向 阴离子移向的极 阳离子移向的极 发生的反应 氧化反应 还原反应 反应现象 不断溶解或质量不断减少 有气体生成、电极的质量不断增加 2.书写电极反应式(1)直接书写在判断出原电池的正、负极后，再搞清正、负极发生反应的物质或 离子，结合得失电子数即可写出电极反应式。注意，若是正、负极得失电子后的粒子能与电解质溶液继续反应，则应加和写出总的反应方程式。(2)按要求书写 若给出两电极方程式，只要依据得失电子守恒，将两极反应加和，即得总反应方程式。 若给出某一电极反应式和总反应方程式，则依据得失电子守恒，用总反应方程式减去某一电极反应式，即得另一电极反应式。 若根据给出的总反应方程式来分析两电极反应，只需根据氧化还原反应的知识，结合负极发生氧化反应(元素化合价升高)，正极发生还原反应(元素化合价降低)，即可作出分析。书写原电池的电极反应式的注意事项：,(1)明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应 产物及化合价的变化；,(2)确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子，还是其他物质(如溶有或通入的氧气)；,(3)判断是否存在特定的条件(如介质中的粒子 H 、OH 非放电物质参加反应)，进而推断电解质溶液的酸碱性的变化；,(4)总的反应 式是否满足质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。易错起源 2、原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用 例 2 原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答以下问题：(1)肼(N 2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是 20%30%的 KOH 溶液。肼空气燃料电池放电时：正极的电极反应式是_；负极的电极反应式是_。(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以 N2、H 2为电极反应物，以 HClNH4Cl 为电解质溶液制造新型燃料电池。试写出该电池的正极反应式_。(3)请运用原电池原理设计实验，验证 Cu2 、Fe 3 氧化性的强弱。请画出实验装置图并写出电极反应式。【方法总结】原电池的设计关键是负极材料和电解质溶液的成分，一般来说，在总反应中失电子的物质作负极或在负极上失电子发生氧化反应，溶液的某离子或物质在正极上得电子，发生还原反应。 1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增大。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。2比较金属活动性强弱：两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。3用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁制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。4设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：(1)首先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应；(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液。 电极材料的选择：在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液或其中溶解的物质反应。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(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜锌硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有 Zn2 的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有 Cu2 的电解质溶液中。应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原反应的电池，但有的电流相当微弱。同时要注意电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加入 NaOH、H 2SO4或 Na2SO4等。1将表面发黑（黑色物质为 Ag2S）的银器按下图方法处理，一段时间后银器光亮如新。下列说法正确的是A铝质容器为正极，银器为负极B反应前后银器质量不变CAg 2S 被还原生成单质银D总反应为 2Al+3Ag2S 6Ag+ Al 2S32银制器皿表面日久因生成 Ag2S 而变黑，可进行如下处理：将表面发黑的银器浸入盛有食盐水的铝质容器中（如图） ，一段时间后黑色褪去。有关说法正确的是A该处理过程中电能转化为化学能B银器为正极，Ag 2S 还原为单质银CAg 2S 溶解于食盐水生成了 AgClD铝质容器为阳极，其质量变轻3四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极，相连时，有气泡逸出；相连时，的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A B C D