电化学

专题 化学电源与电池反应

【解法指导】

考点一、原电池的工作原理与应用

例1【2014福建省质检】右下图所示原电池工作时，右池中Y2O72-转化为Y3+。下列叙述正

确的是

A．左池电极反应式：X4+ + 2e- = X2+ B．每消耗1mol Y2O72-，转移3mol电子 C．左池中阴离子数目增加

D．改变右池溶液的c (H+)，电流强度不变 【答案】C

例2【2014·福建】铁及其化合物与生产、生活关系密切。

（1）右图是实验室研究海水对铁闸腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为 。

②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 。

【答案】①吸氧腐蚀 ②B

例3．已知酸性高锰酸钾与锌片反应的离子方程式为

2MnO4- + 5Zn +16H+ ===2Mn2+ + 5Zn2+ +8H2O

请运用原电池原理结合上述反应设计成带KNO3盐桥的双液原电池并在方框内画出实验装置图，并标出外电路电子流向。

【答案】

考点二、新型化学电源

利用原电池原理的迁移应用，分析各种新型的化学电源，包括各种燃料电池。虽然新型电源的反应原理比较复杂，但是还是遵循原电池的基本原理，利用―两极‖、―两移动‖、―两反应‖来进行分析，可以利用如下的思维导图进行分析。

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例4．【2014·全国II-有修改】2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体

系，电池放电时反应为Li1-xMn2O4+xLi = LiMn2O4。下列叙述错误的是 A．a为电池的正极

B．放电时正极电极反应式为

LiMn2O4 +xLi +xe- =Li1-xMn2O4 C．放电时，a极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中的Li+从b向a迁移 【答案】C

例5【2014·福建】某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正

确是

A．正极反应为AgCl ＋e＝Ag ＋Cl

－

－

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应随之改变 D．当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约

减少0.02 mol离子

【答案】D.

例6【2014·天津】已知：锂离子电池的总反应为LixC＋Li1－xCoO2

锂硫电池的总反应2Li＋S

Li2S

＋－

C＋LiCoO2

有关上述两种电池说法正确的是( ) A．锂离子电池放电时， Li向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同

D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 【答案】B

考点三、电极反应式的书写

本专题内容在大题中主要是考察电极反应式的具体书写，所涉及的都是新型化学电源，可以结合氧化还原反应原理进行分析。思维步骤如下：

① 根据总反应或者题目的提示，找出氧化剂、还原剂以及对应的产物 ② 正极发生还原反应，氧化剂 + n e－ === 还原产物 负极发生氧化反应，还原剂 —n e－ === 氧化产物 ③ 利用化合价升降守恒推出正确的转移电子数

④ 反应式两端添加电解质中存在的离子，使反应式电荷守恒 ⑤ 利用元素守恒写出完整的电极反应式 该方法也适用于电解池中电极反应式的书写。

例7 【2014宁德质检】某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3，

装置如右图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式 是 。

【答案】：NO – 3e- +2H2O == NO3- + 4H+

例8【2014·海南】锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如

图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：

2

（1）外电路的电流方向是由__________极流向__________极。（填字母） （2）电池正极反应式为________________________________________。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？__________（填―是‖或―否‖）原因是_______________。

【答案】（1）b a （2）MnO2+e—+Li+=LiMnO2（3）否 电极Li是活泼金属，能与水反应

【能力提升】

1.[2013全国I卷]银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器漫入该溶液中并与容器接触，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是( )

A．处理过程中银器一直保持恒重 B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银 C．该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + A12S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl

2.[2013三明市质检]利用右图密封装置进行实验，起初a、b两处液面相平放置一段时间。下列说法正确的是( )

A．a中发生析氢腐蚀，b中发生吸氧腐蚀 B．一段时间后，a中液面低于b中液面 C．a中溶液的pH增大，b中溶液的pH减小 D．a、b中负极的电极反应式均为Fe－2e==Fe2+

－

3．[2013宁德市质检]锌、铁、镁、铝、锂等金属都可以用于金属燃料电池中，电池的基本结构如图所示，下列说法正确的是( )

A．电池工作时，电子沿着M—电解液—Y电极流动 B．若M为铝，溶液pH将不断变大

C．若M为镁，电池的总方程式为2Mg+O2===2MgO D．若M为铁，则负极的电极反应式为Fe－2e==Fe2+

－

4．[2013·新课标卷Ⅱ]―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铝离子 C．正极反应为：NiCl2+2e=Ni+2Cl D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

5.[2012省质检]右下图所示原电池的总反应为Cu(s)+2Ag+(aq) 桥中含有饱和KNO3溶液)下列叙述正确的是( ) A．电子从银电极经导线流向铜电极

B．工作一段时间后，右烧杯中溶液的pH变小

3

－

－

Cu2+(aq)+2Ag(s)，(盐

C．电池工作时，K+向铜电极移动

D．将AgNO3溶液更换为Fe(NO3)3溶液，电流计指针反向偏转

6．铆在铜板上的铁铆钉（如图所示），处于酸性不强的水膜中。下列有关说法正确的是 A．铁铆钉在此环境下不易被腐蚀 B．原电池反应的化学方程式：C．与铁接触的水膜发生反应：D．如果在酸雨环境中，将发生：列说法正确的是( )

A.镁作Y电极 B.电池工作时Na+向负极移动 C.废液的pH大于NaClO溶液的pH

D.X电极上发生的反应为： ClO—4e+2H2O==ClO3+4H+

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7.[2013省质检]右图为Mg—NaClO燃料电池结构示意图。下

8.[2013江苏]Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液。该电池工作时，下列说法正确的是( ) A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2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 9.[2013福州质检]微生物燃料电池是利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图：

关于该电池的叙述正确的是( ) A．电池介质可能为强碱溶液

B．电池的负极反应为：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+ C．电池工作时，H+从正极区通过质子交换膜向负极区迁移 D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，生成22.4L的CO2气体 北京）下列电池工作时，O2在正极放电的是（ ） 10.（2014·

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A．锌锰电池 B．氢燃料电池 C．铅蓄电池 D．镍镉电池 11.[2011·全国I]在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，该电池负极的电极反应式为

12. [2012·全国I]高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为 ，该电池负极的电极反应式为 。

13. [2011四川卷]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

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