高三高二电化学专题复习推荐新课标.docx
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高三高二电化学专题复习推荐新课标
原电池 化学电源
[考纲要求] 1.理解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理，了解原电池的应用。
考点一 原电池及其工作原理
1．概念
把化学能转化为电能的装置。
正极：
电极反应：
正极现象：
负极：
电极反应：
负极现象：
2．工作原理
以锌铜原电池为例：
失e-,沿导线传递，有电流产生
氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应
反应原理：
溶解
不断
Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=2H2↑
电子流向：
离子流向：
正正、负负规律
阳离子移向
正极
阴离子移向
负极
电解质溶液
电极名称
负极
正极
电极材料
电极反应
反应类型
电子流向
盐桥中离子移向
3．原电池的构成条件
（1）一看反应：
看是否有能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反
应）。
（2）二看两电极：
一般是活泼性不同的两电极。
（3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：
①电解质溶液；②两电极直接或间接接
触；③两电极插入电解质溶液。
题组一 原电池工作原理的考查
1．下列装置中能构成原电池产生电流的是（ ）
2．有关电化学知识的描述正确的是（ ）
A．CaO＋H2O===Ca（OH）2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能
转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl
饱和溶液
C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
题组二 原电池正、负极的判断
3．下列有关原电池的说法中正确的是（ ）
A．在内电路中，电子由正极流向负极
B．在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极
C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生
D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化
4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是（ ）
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
5.如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。
（1）①当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是________（填“正”或
“负”）极，其电极反应式为______________________________。
②当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是________（填“正”或
“负”）极，其电极反应式为_______________________________。
（2）若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是________（填“正”
或“负”）极，其电极反应式为_________________________________。
归纳总结：
原电池正、负极判断方法：
说明：
原电池的正极与负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。
考点二 原电池原理的应用
1．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，要保护一个铁质的输水管道或钢铁
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。
2．设计制作化学电源
（1）首先将氧化还原反应分成两个半反应。
（2）根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
3．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。
4．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。
题组训练 原电池原理的应用：
1．电工经常说的一句口头禅：
“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连
接在一起使用，说明原因：
_____________________________________________________________。
2．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。
请写出电极反应式，负极：
__________________________正极：
_________________________________，
并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。
3．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。
据此，判断五种金属的活动性顺序是（ ）
A．A>B>C>D>EB．A>C>D>B>E
C．C>A>B>D>ED．B>D>C>A>E
4．把适合题意的图像填在横线上（用A、B、C、D表示）
（1）将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生
H2的体积V（L）与时间t（min）的关系是________。
（2）将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生
H2的体积V（L）与时间t（min）的关系是________。
（3）将
（1）中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是________。
考点三 化学电源
1．碱性锌锰干电池——一次电池：
总反应式：
Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn（OH）2。
正极反应：
.
负极反应：
.
2．锌银电池——一次电池；
总反应式：
Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag。
负极反应：
.
正极反应：
.
3．二次电池（可充电电池）：
铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。
（1）放电时的反应
①总反应：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
②负极反应：
.
③正极反应：
.
（2）充电时的反应
①总反应：
.
②负极反应：
.
③正极反应：
.
4．燃料电池：
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。
种类
酸性
碱性
负极反应式
正极反应式
电池总反应式
深度思考
1．可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？
2．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时电解液中H2SO4的浓度将变_______________________；
当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。
（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，
则在A电极上生成________，B电极上生成____________，此时铅
蓄电池的正负极的极性将________。
题组一 化学电源中电极反应式的书写
1．Li SOCl2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4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
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_________________________________________。
2．铝空气海水电池：
以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产
生电流。
电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）3
负极：
______________________________________________________________；
正极：
______________________________________________________________。
3、[2012·海南，13（4）]肼（N2H4）—空气燃料电池是一种无污染碱性电池，该电池放电时，负极的
反应式为__________________________________________________________。
3、[2012·新课标全国卷，26（4）节选]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，其电极反应为______________，该电池总反应
的离子方程式为____________________________________________________。
※化学电源中电极反应式书写的一般程序※
“加减法”书写电极反应式：
（1）先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
（2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
酸性条件下，不可能有OH－生成，也不可能有OH－参与反应，碱性条件下，不可能有H＋参与反应，也不可能有H＋生成。
水溶液中，无
O2—离子生成，要酸性条件下与H+结合成H2O，在碱性条件下与H2O结合成OH—。
（3）正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。
题组二 不同介质对燃料电池电极反应式书写的影响
3．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：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
燃料电池正极反应式：
.②
①－②×2，得燃料电池负极反应式：
__________________________________。
※
（2）碱性条件
燃料电池总反应式：
CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O①
燃料电池正极反应式：
.②
①－②×2，得燃料电池负极反应式：
_____________________________________。
※（3）固体电解质（高温下能传导O2－）
燃料电池总反应式：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
燃料电池正极反应式：
.②
①－②×2，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：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
正极电极反应式：
.②
①－②×2，得燃料电池负极反应式：
____________________________________。
※燃料电池电极反应式的书写方法※
第一步：
先写出总电极反应：
第二步：
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，
其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：
（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
（3）固体电解质（高温下能传导O2－）环境下电极反应式：
O2＋4e－===2O2－
（4）熔融碳酸盐（如：
熔融K2CO3）环境下电极反应式：
O2＋2CO2＋4e－===2CO
。
第三步：
根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：
电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式
故根据第一、二步写出的反应，有：
电池的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。
1、
氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
如图所示为电池示意图，该电池电极表面均匀地镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答下列问题：
（1）、氢氧燃料电池能量转化的主要形式是________，在导线中电子流动的方向为______（用a、b表示）。
（2）、负极反应式为______________________________________________。
（3）、电极表面镀铂粉的原因为_______________________________________。
（4）、该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断地提供电能，因此大量安全储氢是
关键技术之一。
金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H2
2LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①、反应Ⅰ中的还原剂是__________，反应Ⅱ中的氧化剂是__________。
②、已知LiH固体的密度为0.82g·cm－3。
用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收
的H2体积之比为__________。
③、由②生成的LiH与H2O反应放出的H2用作电池燃料，若能量的转化率为80%，则导线中通过
电子的物质的量为________mol。
考点四 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、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
（2）盐桥的作用：
①连接内电路，形成闭合回路；②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：
Zn－2e－===Zn2＋
正极：
Cu2＋＋2e－===Cu
总反应：
Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
不同点：
图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分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Cu2＋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。
题组一 有关原电池原理的考查
1．某原电池构造如下图所示。
下列有关叙述正确的是（D ）
A．在外电路中，电子由银电极流向铜电极
B．取出盐桥后，电流表的指针仍发生偏转
C．外电路中每通过0.1mol电子，铜的质量理论上减小6.4g
D．原电池的总反应式为Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu（NO3）2
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溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑两球的浮力变化）（ 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
D．当杠杆为导体时，A端高B端低
3．如图所示为某原电池的结构示意图，下列说法不正确的是（盐桥中装满用饱和KCl溶液和琼胶做成的冻胶）（ B ）
A．该原电池的总反应式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
B．该电池工作时，Cu2＋在电极上得到电子，发生还原反应
C．若用此电池电解饱和氯化钠溶液制取Cl2，当铜电极的质量减少
6.4g时，产生氯气的体积为2.24L（折算为标准状况）
D．电池工作过程中，电子由铜电极经过电流表流向石墨电极
4、甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气（氧气）、KOH（电
解质溶液）构成。
电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO
＋6H2O。
则下列说法正确的
是（ D ）
A．电池放电时通入空气的电极为负极
B．电池放电时负极的电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
C．由于CO
水解显碱性，电池放电时，电解质溶液的pH逐渐增大
D．电池放电时每消耗1molCH3OH转移6mol电子
5、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，
通入空气的一极为正极。
下列说法正确的是（ A ）
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－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
题组二 可逆反应与原电池的工作原理
1、控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是（ ）
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极
1．（2011·海南，12改编）根据下图，下列判断中正确的是（ ）
A．烧杯a中的溶液pH升高
B．烧杯b中发生还原反应
C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2
D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2
2．（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（ ）
A．水既是氧化剂又是溶剂
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2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
3．（2011·新课标全国卷，11）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe（OH）2＋2Ni（OH）2下列有关该电池的说法不正确的是（ ）
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2
C．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）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
4、[2011·新课标全国卷，27（5）]在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反
应式为_______、正极的反应式为________。
理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论
效率为____（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能
量之比，甲醇的燃烧热ΔH＝－726.5kJ·mol－1）。
5．[2011·山东理综，29
（2）]如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。
6、[2012·江苏，20（3）]铝电池性能优越，Al AgO电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。
该电池反应的化学方程式为________________________________________。
7、（2013大纲卷）9、电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72－）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O72＋6Fe2＋＋14H＋
2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr（OH）3形式除去，下列说法不正确的是（）
A.阳极反应为Fe－2e－
Fe2＋B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe（OH）3沉淀生成D.电路中每转移12mol电子，最多有1molCr2O72－被还原
8、（2013江苏卷）9.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，示意图如下。
该电池工作时，下列说法正确的是（C）
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海南卷）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：
AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl-。
有关该电池的说法正确的是（D）
A．Mg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
10、（2013上海卷）糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
下列分析正确的是（D）
A.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：
Fe-3e→Fe3+
C.脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为：
2H2O+O2+4e→4OH-
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL（标准状况）
11、（2013安徽卷）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：
PbSO4+2LiCl+Ca＝CaCl2+Li2SO4+Pb。
下列有关说法正确的是（D）
A．正极反应式：
Ca+2Cl--2e-＝CaCl2
B．放电过程中，Li＋向负极移动
C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
12、（2013新课标卷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（B）
A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三个铝离子
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
13．实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即
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