(全国版)2021高考化学一轮复习课时作业23原电池化学电源(含解析)

第二节原电池化学电源最新考纲：1.理解原电池的构成、工作原理及应用。

2.能书写电极反应和总反应方程式。

3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识原电池的本质是氧化还原反应，能从多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转化。

2.科学精神与社会责任：通过原电池装置的应用，能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践。

知识点一原电池工作原理及应用1．概念原电池是把化学能转化为电能的装置。

2．构成条件反应能自发进行的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)电极一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨)闭合回路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中总反应离子方程式为Zn＋2H＋===Zn 2＋＋H2↑(1)电极①负极：失去电子，发生氧化反应；②正极：得到电子，发生还原反应。

(2)电子定向移动方向和电流方向①电子从负极流出经外电路流入正极；②电流从正极流出经外电路流入负极；故电子定向移动方向与电流方向正好相反。

(3)离子移动方向阴离子向负极移动(如SO2－4)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。

4．单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比名称单液原电池双液原电池装置相同点正、负极电极反应，总反应式，电极现象不同点还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗Zn与氧化剂Cu2＋不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长(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，形成原电池时会使反应速率加快。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，置换出的Cu 能与Zn形成原电池，使产生H2的反应速率加快。

(2)比较金属活动性强弱如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A>B。

2021年高考化学大一轮复习原电池和化学电源课时跟踪监测试题1．(xx·海安中学模拟)下列叙述正确的是( )①原电池是把化学能转化成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现A．①⑤B．①④⑤C．②③④ D．②⑤2．(xx·连云港市高三摸底)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。

电池以金属锂和钢板为电极材料，LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的说法正确的是( )A．钢板为正极，发生还原反应B．放电时电子的流向：正极→导线→负极C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：2Li＋2H＋===2Li＋＋H2↑3．(xx·丹阳中学模拟)我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。

下列有关说法不正确的是( )A．电池工作时，锂离子向正极移动B．有机电解质可用水溶液代替C．电池总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑D．该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气4．(xx·射阳中学模拟)纽扣式银锌电池的构造示意图如右图所示，电池的总反应为：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag下列说法不正确的是( )A．Zn作负极B．电子经外电路流向Ag2O极C．K＋向Zn极移动D．正极反应： Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－5．(xx·徐州一中模拟)下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图，下列说法不正确的是( )A．该装置将化学能转化为电能B．催化剂b表面O2发生还原反应，其附近酸性增强C．催化剂a表面的反应是：SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋D．若得到的硫酸浓度仍为49%，则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8∶15 6．[双选题](xx·海门市高三第一调研)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。

专题21 原电池化学电源1.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。

将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na鸠2Na2CO3＋C。

下列说法错误的是()A.放电时，Cl O4−向负极移动B.充电时释放CO2，放电时吸收CO2C.放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2C O32−＋CD.充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na【答案】D【解析】根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e－===4Na＋正极反应：3CO2＋4e－===2C O32−＋C充电时，阴(负)极：4Na＋＋4e－===4Na阳(正)极：2C O32−＋C－4e－===3CO2↑放电时，Cl O4−向负极移动。

根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。

2.下列说法正确的是()A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B.反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023D.在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快【答案】C【解析】C对：3 mol H2与1 mol N2反应，若全部生成NH3，转移电子的数目为6×6.02×1023，但H2与N2的反应是可逆反应，所以3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023；A错：能量在转化过程中会消耗，因此氢氧燃料电池放电时，化学能不可能全部转化为电能；B错：铁与氧气的反应是放热反应；D 错：温度过高，酶的活性降低，淀粉水解速率变小。

3.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－x CoO2＋Li x C6===LiCoO2＋C6(x<1)。

——新型化学电源1.锂—空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示。

下列说法正确的是( )A．电解质溶液中，Li＋由多孔电极迁移向锂电极B．该电池放电时，负极发生了还原反应C．充电时，电池正极的反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑D．电池中的电解质溶液可以是有机溶剂或稀盐酸等解析：选C 由题图可知，金属锂作负极，多孔电极作正极，阳离子向正极移动，则Li＋由锂电极迁移向多孔电极，A错误；放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，B错误；充电时，电池的正极与电源的正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑，C正确；由于锂是活泼金属，可与稀盐酸反应生成LiCl和H2，故电解质溶液不能用稀盐酸，D错误。

2．氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。

氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。

下列有关该电池的说法正确的是( )A ．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用B ．负极反应式为H 2－2e －＋CO 2－3===CO 2＋H 2OC ．该电池可利用工厂中排出的CO 2，减少温室气体的排放D ．电池工作时，外电路中流过0.2 mol 电子，消耗3.2 g O 2 解析：选B 根据题图可知，在氢氧熔融碳酸盐燃料电池中，通入氢气的电极作负极，负极发生氧化反应，电极反应式为H 2－2e －＋CO 2－3===CO 2＋H 2O ，通入氧气的电极作正极，正极发生还原反应，电极反应式为O 2＋2CO 2＋4e －===2CO 2－3，总反应为2H 2＋O 2=====高温2H 2O 。

A 项，根据上述分析，电池工作时，熔融碳酸盐参与了电极反应，错误；B项，负极发生氧化反应，电极反应式为H 2－2e －＋CO 2－3===CO 2＋H 2O ，正确；C 项，根据总反应，该电池工作时没有消耗二氧化碳，不能减少温室气体的排放，错误；D 项，电池工作时，外电路中流过0.2 mol 电子，消耗0.05 mol 氧气，质量为1.6 g ，错误。

原电池化学电源一、选择题1.(2024·广州第65中学开学考试)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，可解决酸雨等环境污染问题，原理如下图所示。

下列说法正确的是( )A．该电池放电时电子流向：Pt1电极→负载→Pt2电极→质子交换膜→Pt1电极B．Pt1电极附近发生的反应：SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋C．放电过程中若消耗22.4 L O2(标准状况)，理论上可以消除2 mol SO2D．H＋移向Pt1电极，导致Pt2电极附近pH减小2.(2024·广东高三调研)如下图所示为水系锌离子电池，它作为一种新型的二次电池，具有较高的能量密度和功率密度。

下列说法不正确的是( )A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===[Zn(OH)4]2－B．放电时，每转移1 mol e－，a电极理论上减少43.5 gC．充电时，K2SO4溶液的浓度不断增大D．充电时，a电极附近溶液的pH减小3.肼可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。

下列关于N2H4-O2燃料电池的说法正确的是( )A．电池工作时化学能完全转化为电能B．放电过程中，负极区溶液pH增大C．负极的电极反应式为N2H4－4e－===N2＋4H＋D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等4.(2024·肇庆高三月考)科学家研发了一种以Al和Pd@石墨烯为电极的Al-N2电池，电池以AlCl－4 -Al2Cl－7离子液体作为电解质，放电时在提供能量的同时实现了人工固氮，示意图如右。

下列说法不正确的是( )A．充电时，Al电极是阴极B．放电时，AlCl－4浓度增大，Al2Cl－7浓度减小C．放电时，正极反应为N2＋8Al2Cl－7＋6e－===2AlN＋14AlCl－4D．放电时，电路中每通过6 mol e－，电池总质量理论上增加28 g5.(2024·广州大学附中高三检测)下列说法不正确的是( )A．原电池中发生的可逆反应达到平衡时，该电池仍有电流产生B．在原电池的负极和电解池的阳极上发生的都是失电子的氧化反应C．普通锌锰电池与碱性锌锰电池的比能量不同D．燃料电池中通入氧气的一极为正极6.下列根据化学反应设计的原电池(选用相同的盐桥)合理的是( )选项正极(金属/电解质溶液) 负极(金属/电解质溶液)A Zn/ZnSO4溶液Fe/H2SO4溶液B Fe/FeCl2溶液Zn/ZnSO4溶液C Zn/H2SO4溶液Fe/FeCl2溶液D Fe/ZnSO4溶液Zn/FeCl2溶液7＋－1，阴离子为SO2－4，a、b均为惰性电极，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色(V2＋显紫色，V3＋显绿色，VO2＋显蓝色，VO＋2显黄色)。

第35讲原电池化学电源复习目标 1.理解原电池的构成、工作原理及应用。

2.正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。

3.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。

考点一原电池的工作原理及应用1．原电池的概念及构成条件(1)定义：将化学能转化为电能的装置。

(2)原电池的形成条件①能自发进行的氧化还原反应。

②两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。

③形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。

2．工作原理(以锌铜原电池为例)(1)装置变迁(2)电极反应负极：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应。

正极：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应。

总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。

(3)盐桥的组成和作用①盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶。

②盐桥的作用：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流。

③盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。

3．原电池的应用(1)设计制作化学电源(2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或能导电的非金属)。

(3)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。

(4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。

1．理论上，任何自发的氧化还原反应都可设计成原电池()2．放热反应都可设计成原电池()3．在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生() 4．两种活动性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极()5．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高()6．实验室制备H2时，用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳()答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√一、原电池原理及电极的判断1．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意图如图。