1、 第 1 页 共 12 页盐桥XYACuSO4 溶液电流计Ag【考点直击】考点一、原电池原理该考点经常以选择题题型出现。判断一个装置是否构成原电池的关键就是抓好“一看二标” ，即看是否有自发的氧化还原反应存在，以构成原电池的三个条件为标准：两个活泼性不同的电极、插入电解质溶液、形成闭合回路。形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。【典例 1】某小组为研究电化学原理，设计如图 2 装置。下列叙述不正确的是Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu 2 2e CuC无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶
2、液从蓝色逐渐变成浅绿色Da 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu 2 向铜电极移动【变式 1】如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl 的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动） 。下列叙述正确的是 ( B)Aa 中铁钉附近呈现红色 Bb 中铁钉上发生还原反应Ca 中铜丝上发生氧化反应 Db 中铝条附近有气泡产生考点二 原电池正负极的判断方法该考点经常以选择题题型出现。【典例 2】 (2011北京理综，8) 结合下图判断，下列叙述正确的是 ( A )A和中正极均被保护B和中负极反应均是 Fe2e =Fe2C和中正极反应均是 O22H
3、 2O4e =4OHD和中分别加入少量 K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀【变式训练 2】如图所示，杠杆 AB 两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4 液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是 ( C )A杠杆为导体或绝缘体时，均为 A 端高 B 端低B杠杆为导体或绝缘体时，均为 A 端低 B 端高C当杠杆为导体时，A 端低 B 端高；杠杆为绝缘体时，A 端高 B 端低D当杠杆为导体时，A 端高 B 端低；杠杆为绝缘体时，A 端低 B 端高考点三 电极反应式的书写【典例 3】依据氧化还原反应：2Ag + (a
4、q)Cu(s) = Cu2+ (aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极 X 的材料是 _；电解质溶液 Y 是_；(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_ ；X 电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。答案：(1)铜(或 Cu)；AgNO 3 溶液。 (2)正， Ag e = Ag； Cu2e = Cu 。 (3)2第 2 页 共 12 页负(Cu)；正(Ag)。【变式 3】Li-SOCl 2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为 4Li2SOCl 2=4LiClS
5、SO 2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_ 。(2)电池正极发生的电极反应为_ 。(1)锂 Lie =Li (2)2SOCl24e =4Cl SSO 2考点四、 原电池原理的应用【典例 4】(2012 大纲11)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，上有气泡逸出；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答案：B【变式 4】有 A、B、C、D 四块金属片，进行如下实验：A、B 用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A 极为负极；C、D 用导线相连后，同时浸入稀 H2SO4溶
6、液中，电流由D导线C；A、C 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，C 极产生大量气泡；B、D 相连后，同时浸入稀 H2SO4溶液中，D 极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是 ( B )AABCD BACDBC CABD DBDCA答案： B 解析：金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H +在正极表面得到电子生成氢气，电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。题中由知 AB；由知 CD；由知 AC；由知 DB。综合以上信息可知金属活动性 ACDB。盐桥原电池的专题突破1盐桥的组成和作用(1)盐桥中装有饱和的 KCl、KNO 3 等溶
7、液和琼脂制成的胶冻。(2)盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。2单池原电池和盐桥原电池的对比图 1 和图 2 两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。负极：Zn2e =Zn2 正极：Cu 2 2e =Cu 总反应：ZnCu 2 =CuZn 2不同点：图 1 中 Zn 在 CuSO4 溶液中直接接触 Cu2 ，有一部分 Zn 与 Cu2 直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升第 3 页 共 12 页高。图 2 中 Zn 和 CuSO4 溶液在两个池子中，Zn 与 Cu2 不直接接触，不存在 Zn 与 C
8、u2 直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。【典例 5】根据氧化还原反应：2Ag (aq)Cu(s)= =Cu2 (aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂-饱和 KNO3 溶液。请回答下列问题：(1)电极 X 的材料是 _；电解质溶液 Y 是_。(2)银电极为电池的_极，写出两电极的电极反应式：银电极：_； X 电极：_。(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。(4)盐桥中向 CuSO4 溶液中迁移的离子是_( 填序号 )。AK BNO CAg DSO 3 24(5)其中 CuSO4 溶液
9、能否被 H2SO4(稀)溶液代替_。Ag 电极能否被石墨代替_。(1)Cu AgNO3 溶液 (2)正 2Ag 2e =2Ag Cu2e =Cu2(3)Cu Ag (4)B (5)能 能【变式 5】已知反应 AsO 2I 2H AsO I 2H 2O 是可逆反应。设计如图装34 33置(C 1、C 2 均为石墨电极)，分别进行下述操作：.向 B 烧杯中逐滴加入浓盐酸.向 B 烧杯中逐滴加入 40% NaOH 溶液结果发现电流表指针均发生偏转。试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么发生偏转？ (2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。(3)()操作过程中 C1
10、棒上发生的反应为 _；(4)()操作过程中 C2 棒上发生的反应为_。(5)操作过程中，盐桥中的 K+移向 烧杯溶液(填“A”或“B”)。(1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。(2)()加酸，c(H )增大，平衡向正反应方向移动， AsO43 得电子，I 失电子，所以 C1极是负极，C 2 极是正极。()加碱，c(OH )增大，平衡向逆反应方向移动， AsO33 失电子，I 2 得电子，此时，C 1 极是正极，C 2 极是负极。故化学平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同。(3)2I 2e =I2 (4)AsO33 2OH 2e =AsO
11、43 H 2O【走出误区】机械地认为活泼金属作负极判断电池的正负极不仅要考虑两极材料的相原电池中对活泼性，还要根据电解质溶液的性质来综合考虑，无论是什么类型的原电池：负极始终发生氧化反应，正极始终发生还原第 4 页 共 12 页反应。【例】将 Al 片和 Cu 片用导线联接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池，在这两个原电池中，负极分别为（ ） AAl 片、Cu 片 BCu 片、Al 片 CAl 片、Al 片 DCu 片、Cu 片【考点突破】考点一、常见的化学电池【典例 1】可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，
12、空气电极为正极。下列说法正确的是A以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O22H 2O4e 4OH B以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH 3e Al(OH) 3 C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极答案：A【变式】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 (用 a、b 表示)。(2)负极反应式为 。(3)电极表面镀铂粉的
13、原因为 。(4)该电池工作时，H 2 和 O2 连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。大量安全储氢是关键技术之一。锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：2LiH 2 2LiH LiHH 2O LiOHH 2反应中的还原剂是 ，反应中的氧化剂是 。已知 LiH 固体密度为 0.82g/cm3。用锂吸收 224L(标准状况)H 2，生成的 LiH 体积与被吸收的 H2 体积比为 。由生成的 LiH 与 H2O 作用，放出的 H2 用作电池燃料，若能量转化率为 80，则导线中通过电子的物质的量为 mol。答案： (1)由化学能转变为电能 由 a 到 b (2) 2244HOeH或22e(3)
14、增大电极单位面积吸附 H2、O 2 分子数，加快电极反应速率(4)Li H2O 1/1148 或 -48.710 32考点二、燃料电池电极反应判断及书写【典例分析 2】以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：(1)酸性条件燃料电池总反应式：CH 42O 2=CO22H 2O燃料电池正极反应式：O 24H 4e =2H2O第 5 页 共 12 页2，得燃料电池负极反应式：_。(2)碱性条件燃料电池总反应式：CH 42O 22NaOH= =Na2CO33H 2O燃料电池正极反应式：O 22H 2O4e =4OH 2，得燃料电池负极反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导 O2
15、 )燃料电池总反应式：CH 42O 2=CO22H 2O燃料电池正极反应式：O 24e =2O2 2，得燃料电池负极反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如：熔融 K2CO3)环境下电池总反应式：CH 42O 2=CO22H 2O。正极电极反应式：O 22CO 24e =2CO。电池总反应式正极电极反应式得负极电极反应式：_。23【典例分析 3】 （2008-北京 5） 据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。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( D )A正极反应式为：O 22H 2O4e 4OH B工作一段时间后，电解液中
16、 KOH 的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H 2O 22H 2OD用该电池电解 CuCl2 溶液，产生 2.24LCl2（标准状况）时，有 0.1mol 电子转移【变式训练 3】 、 (2008-宁夏 10)一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是 ( C )ACH 3OH(g)O 2(g)H 2O(1)CO 2(g)2H (aq)2e BO 2(g)4H (aq)4e 2H 2O(1)CCH 3OH(g)H 2O(1)CO 2(g)6H (aq)6e DO 2(g)2H 2O(1)4e 4OH 考点三、可充电电池电极反应式
17、的书写在书写可充电电池电极的反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高原电池的正极与电解池阴极发生还原反应，对应元素化合价降低【典例分析 4】 （2008-江苏 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、放电按下式进行：(A)Cd2NiOOH2H 2O Cd(OH)22Ni(OH) 2 有关该电池的说法正确的是A充电时阳极反应：Ni(OH) 2e OH = NiOOHH 2O 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
18、液中的 OH 向正极移动【变式练习 4】 (2008海南，7) 关于铅蓄电池的说法正确的是 ( )A在放电时，正极发生的反应是 Pb(s)SO (aq)2e =PbSO4(s)24B在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小第 6 页 共 12 页D在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)2e =Pb(s)SO (aq)24考点四、新型电池【典例分析 6】 (2011福建理综，11) 研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以 LiOH 为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是 ( C )A水既
19、是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成C放电时 OH 向正极移动 D总反应为 2Li2H 2O=2LiOHH 2【变式训练 6】(2010浙江理综，9)Li-Al/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 FeS 2e =Li2SFe，有关该电池的下列说法中，正确的是( B )ALi-Al 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= =Li2SFeC负极的电极反应式为 Al 3e =Al3D充电时，阴极发生的电极反应式为 Li2SFe2e =2Li FeS考点五、原电池与工业流程结合【典例】(2011 四川
20、29) (4)用吸收 H2 后的稀土储氢合金作为电池负极材料( 用 MH)表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH 溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为： NiO(OH)MH充 电 放 电 Ni(OH)2M电池放电时，负极的电极反应式为_。充电完成时，Ni(OH) 2 全部转化为 NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生 O2，O 2 扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_答案：(1)4FeS 2(s)11O 2(g)高 温 2Fe2O3(s)8SO 2(g) H3408kJ/mol (2)2
21、H2OSO 2H 2SO4H 2 (3)减小氢气的浓度，使 HI 分解平衡正向移动，提供 HI 的分解率(4)MH OH e MH 2O 2H2OO 24e 4OH 【变式】 (2010 重庆卷29)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域(2)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示当左槽溶液逐渐由黄变蓝， 其电极反应式为 第 7 页 共 12 页充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为 3.011023 个，左槽溶液中 n(H )的变化量为 答案：(1) ab
22、； /t氨水 (2)22VOHeVO绿 紫 参与正极反应； 通过交换膜定向移动使电流通过溶液；0.5mol【走近高考】1 （2012 四川-11）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：CH3CH2OH4e H 2OCH 3COOH4H 。下列有关说法正确的是A检测时，电解质溶液中的 H 向负极移动B若有 0.4mol 电子转移，则在标准状况下消耗 4.48L 氧气C电池反应的化学方程式为：CH 3CH2OHO 2CH 3COOHH 2OD正极上发生的反应是：O 24e 2H 2O4OH 2(2010安徽理综，11)某固体酸燃料电池以 CsHSO4 固体为电解质传递 H ，其
23、基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H 2O 2=2H2O，下列有关说法正确的是 ( D )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3、 （2010-江苏 11）. 右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( C )A该系统中只存在 3 种形式的能量转化B装置 Y 中负极的电极反应式为：O 22H 2O4e 4OH C装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置 X、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学
24、能与电能间的完全转化4、 (2011课标全国卷， 11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为FeNi 2O33H 2O=Fe(OH)22Ni(OH) 2 下列有关该电池的说法不正确的是 ( C )A电池的电解液为碱性溶液，正极为 Ni2O3、负极为 FeB电池放电时，负极反应为 Fe2OH 2e =Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的 pH 降低D电池充电时，阳极反应为 2Ni(OH)22OH 2e =Ni2O33H 2O5(2011山东理综，29)科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。(1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程第 8 页 共 12 页式为_。要清
25、洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是_。(2)右图为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为 320 左右，电池反应为2Na+xS=Na2Sx，正极的电极反应式为 。M( 由 Na2O 和 Al2O3 制得)的两个作用是 。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。(3)Na2S 溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液 pH ( 填“增大” 、 “减少”或“不变”) 。Na 2S 溶液长期放置有硫析 出，原因为 (用离子方程式表示 )。(1)2CH 3CH2OH2Na 2CH 3CH2ONaH 2 CS 2或(热)
26、碱溶液(2)xS2e =S (或 2Na xS2e =Na2Sx) 2x离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5 (3)c(Na )c(S 2 )c(OH )c(HS )c(H ) 减小 2S2 O 22H 2O=2S4OH 电化学对应练习1(2013 海南 4)Mg-AgCl 电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl+ Mg = Mg2+ 2Ag +2Cl-。有关该电池的说法正确的是AMg 为电池的正极 B负极反应为 AgCl+e-=Ag+Cl-C不能被 KCl 溶液激活 D可用于海上应急照明供电2 （2013 海南 12）下图所示的电解池 I 和 II 中，
27、a、b、c 和 d 均为 Pt 电极。电解过程中，电极 b 和 d 上没有气体逸出，但质量均增大，且增重 bd。符合上述实验结果的盐溶液是选项 X YA MgSO4 CuSO4B AgNO3 Pb(NO3)2C FeSO4 Al2 (SO4)3D CuSO4 AgNO33. （2013 新课标 2,11） “ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔 Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是 A. 电池反应中有 NaCl 生成B. 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C. 正极反应为：NiCl 2 + 2e = Ni + 2ClD. 钠离子通过钠
28、离子导体在两电极间移动4（2013 安徽 10）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 LiCl-KCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO 4+2LiCl+Ca =CaCl2+Li2SO4+Pb。第 9 页 共 12 页下列有关说法正确的是A 正极反应式：Ca+2Cl - - 2e- = CaCl2B 放电过程中，Li +向负极移动C 每转移 0.1mol 电子，理论上生成 20.7gPbD.常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转5 （2013 江苏）Mg-H 2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
29、该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是AMg 电极是该电池的正极BH 2O2 在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的 pH 增大D溶液中 Cl 向正极移动6 （2013 浙江 11）电解装置如图所示，电解槽内装有 KI 及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3I 2+6OH=IO3+5I+3H2O,下列说法不正确的是A右侧发生的电极方程式： 2H2O+2e=H2+2OH B电解结束时，右侧溶液中含有 IO3C电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2D如果用阳离子交换膜
30、代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变7(2013 全国) 锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO 2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi +xe =LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源( 部分条件未给出)。(1)LiCoO2 中，Co 元素的化合价为_。(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。(3)“酸浸”一般在 80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_ _；可用盐酸代替H2SO4 和 H2O2 的混合液，但缺点是 _。第 10 页 共 12 页P
31、t电极Ag-Pt电极直流电源质子交换膜题 11 图A B (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。(5)充放电过程中，发生 LiCoO2 与 LixCoO2 之间的转化，写出放电时电池反应方程式_。(6)上述工艺中， “放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式 )。8.(2013 重庆 11)化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中，H 2 能将 NO3 还原为 N2。25时，反应进行 10min，溶液的 pH 由 7 变为 12。N 2 的结构式为 上述反应的离子方
32、程式为 ，其平均反应速率 (NO 3 )为 molL1 /min还原过程中可生成中间产物 NO2 ，写出 3 种促进 NO2 水解的方法 电化学降解 NO3 的原理如题 11 图所示。电源正极为 （填 A 或 B） ，阴极反应式为 若电解过程中转移了 2mol 电子，则膜两侧电解液的质量变化差 (m 左 m 右 )为 克9. （2013 新课标 2,36） 化学选修 2:化学与技术 （15 分）锌锰电池（俗称干电池）在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图（a）所示。回答下列问题：（1）普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 = Zn(NH3)2Cl2 + 2MnOOH该电池中，负极材料主要是 ，电解质的主要成分是 ，正极发生的主要反应是 。与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是 。（2）图（b）表示回收利用废旧普通锌锰电池工艺（不考虑废旧电池中实际存在的少
