2021届高考化学一轮复习专项测试：专题十二 考点一 原电池原理及其应用 (3)

古迪纳夫有史以来年龄最大的诺奖得主。
30岁，开始研究锂电池。
58岁，找到钴酸锂，使得他一跃成 为炙手可热的化学家。
75岁，他又做出了新的材料磷酸铁 锂，常用于电动工具里。
90岁，他开始研究固态电池，还有
古迪纳夫曾说： 我们有些人一直像只乌龟，爬得缓
如何用更廉价易得的钠来取 代锂。 慢，但最终会到终点。开始或许有先有
锂离子电池
干电池
锂离子电池
课题二 电池史话：电池材料演变史
锂离子电池的优势十分明显：工作电压高、体积小、 质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、 循环寿命长，成为最适用于电动汽车的电池之一。 锂离子电池通过锂离子在正负极之间跑来跑去来充 电和放电。这个领域最牛的技术是“层叠电池结 构”，也就是把好多个电池做成很薄的层然后叠在 一起，这样可以用很小的体积达到很高的效率。
课题二 电池史话：电池材料演变史
【典例4】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池 放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。 下列说法正确的是：
A．放电时，多孔碳材料电极为负极 B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C．放电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移 D．充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
课题二 电池史话：电池材料演变史
【变式3】[双选]2019年10月9日，诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠 廷厄姆和吉野彰三位科学家，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。 高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜， 主要作用 是在反应过程中只让Li＋通过。结构如图所示。
原理：(1－x)LiFePO4＋xFePO4＋LixCn LiFePO4＋nC下列说法不正确的是( ) A．放电时，正极电极反应式：xFePO4＋xLi＋＋xe－ ===xLiFePO4 B．放电时，电子由正极经导线、用电器、导线到负极 C．充电时，阴极电极反应式：xLi＋＋xe－＋nC===LixCn D．充电时，Li＋向左移动

原电池原理的应用高考频度：★★★★★难易程度:★★★☆☆典例在线某原电池总反应为：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。

下列能实现该反应的原电池是项目A B C D电极材料Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag电解液FeCl3Fe（NO3）2CuSO4Fe2（SO4)3【参考答案】D【试题解析】由题意知,Cu为负极材料,正极材料的金属活动性必须弱于Cu,其中B、D项符合该条件；由Fe3＋得电子生成Fe2＋知,电解质溶液中必须含有Fe3＋，同时符合上述两条件的只有D项.。

解题必备原电池原理的应用加快氧化还原反应的速率。

如在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，能形成Cu—Zn微小的原电池，从而加快产生H2的速率。

比较金属活动性强弱。

如有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a 极溶解，b极上有气泡产生。

由此可判断出a极是负极,b极是正极,故金属活动性a>b。

用于金属的防护。

如要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极从而被保护。

制造各种化学电源。

原电池能将化学能转化为电能，所以其最重要的应用是制造各种实用电池。

如:以2FeCl 3+Cu2FeCl2+CuCl2为依据，设计一个原电池。

①将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式.本例的电极反应式为负极：Cu−2e−Cu2+,正极:2Fe3++2e−2Fe2+。

②确定电极材料。

发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接作负极;如为气体（如H2）或溶液中的还原性离子,可用惰性电极（如Pt、碳棒)作负极。

发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼.本例中可用铜棒作负极,用铂丝或碳棒作正极。

③确定电解质溶液。

电解质是使负极放电的物质，因此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选择与电极材料相同的阳离子。

2021届高三化学一轮复习——原电池化学电源（有答案和详细解析）一、选择题1．(2018·浙江省十校联盟选考3月适应性考试)最近一家瑞典公司发明了一种新型充电器“PowerTrekk”，仅仅需要一勺水，它便可以产生维持10小时手机使用的电量。

其反应原理为Na4Si＋5H2O===2NaOH＋Na2SiO3＋4H2↑，则下列说法正确的是()A．该电池可用晶体硅作电极材料B．Na4Si在电池的负极发生还原反应，生成Na2SiO3C．电池正极发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．当电池转移0.2 mol电子时，可生成标准状况下1.12 L H2答案C解析由该电池的反应原理可知，硅化钠是还原剂，其在负极上发生氧化反应；水是氧化剂，其在正极上发生还原反应；1 mol Na4Si发生该反应转移电子8 mol。

A项，该电池工作时生成氢氧化钠溶液，而硅可以与氢氧化钠反应，所以不能用晶体硅作电极材料，错误；B项，Na4Si在电池的负极发生氧化反应，错误；C项，电池正极发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，正确；D项，当电池转移0.2 mol电子时，可生成标准状况下2.24 L H2，错误。

2．(2019·杭州市第二中学选考模拟)锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。

工作原理示意图如下，下列叙述正确的是()A．该电池工作时Li＋向负极移动B．Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液C．电池充电时间越长，电池中Li2O 含量越多D．电池工作时，正极可发生：2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2答案D解析原电池中，阳离子应该向正极移动，选项A错误；单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解质溶液不能使用任何水溶液，选项B错误；题目给出正极反应为：x Li＋＋O2＋x e－===Li x O2，所以当x＝2的时候反应为：2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，选项D正确。

2021年北京高三化学总复习一轮复习原电池的工作原理及应用〔学案〕2021年北京高三化学总复习一轮复习原电池的工作原理及应用知识梳理1．概念和反响本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反响本质是氧化复原反响。

2．原电池的构成条件(1)一看反响：看是否有能自发进行的氧化复原反响发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反响)。

二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。

3．工作原理以锌铜原电池为例反响原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反响－＋Cu2＋－Zn－2e===Zn2＋2e===Cu反响类型氧化反响复原反响电子流向由Zn片沿导线流向Cu片盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极1/62021年北京高三化学总复习一轮复习原电池的工作原理及应用〔学案〕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： 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。

正误判断(1)理论上说，任何自发的氧化复原反响都可设计成原电池(√)在原电池中，发生氧化反响的一极一定是负极(√)(3) 用Mg、Al分别作电极，用NaOH溶液作电解液构成的原电池，Mg为正极(√)(4) 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(×)(5) 原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(×)(6) 两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极(×)一般来说，带有“盐桥〞的原电池比不带“盐桥〞的原电池效率高(√)(1)(8)由于CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反响设计成原电池(×)(2)(3)思考题目(4)(5)原电池正负极的判断方法(6)(7)由组成原电池的电极材料判断。

原电池原理及其应用能量转化与本质1．下列关于能量转化的认识中，不正确的是（）A．电解饱和食盐水时，电能转化为化学能B．树木进行光合作用时，太阳能转化为化学能C．汽油燃烧时，化学能转化为热能D．电灯工作时，电能全部转化为光能2．生产、生活中化学能转化为电能常见的转化方式有（）A．化学能～热能～机械能～电能B．化学能～电能C．化学能～核能～电能D．化学能～生物能～电能3．原电池产生电流的本质原因是（）A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移4．使用时是将化学能转变为电能的是（）A．水电站B．核电站C．酒精燃料电池D．锌锰干电池5．下列各装置中，不能构成原电池的是（电解质都为稀硫酸）（）A．B．C．D．6．下列各装置中，能构成原电池的是（）A B C D7．下列关于原电池的叙述中，正确的是（）A．原电池能将化学能转变为电能B．原电池的负极得电子，发生还原反应C．原电池工作时，其正极不断产生电子并经外电路流向负极D．原电池的电极一定要由两种不同的金属组成8．铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成（）A．铝铆钉B．铜铆钉C．锌铆钉D．锡铆钉9．在如图所示装置中，观察到电流计指针偏转；M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )10．下列现象与原电池无关的是（）A．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比纯铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C．铁质器件附有铜质配件，在接触处容易生锈D．银质奖章（纯银制成）久置后表面变暗11．下列变化中属于原电池的是（）A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B．白铁(镀锌)表面有划损时，也能阻止铁被氧化C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D．铁与稀硫酸反应时，加入少量硫酸铜溶液时，可使反应加速12．下列装置是否为原电池?判断依据是什么？13．判断下列装置是原电池的是（）14．如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是（）A．a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸GB．b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C．a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸D．b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液15．如图所示，把A、B插入C的溶液中，闭合电键K后电流仪G A、B、C可能是以下哪一组物质（）A．A—Ag B—Fe C—HClB．A—Cu B—Zn C—CuSO4C．A—Zn B—石墨C—H2SO4D．A—石墨B—Zn C—H2SO416．电池是人类生产和生活中重要的能量来源。

2021年高考化学一轮复习课时22 原电池及其应用考点过关原电池的工作原理【基础梳理】原电池原理:()()()⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩原电池是把 转　化为 的　装置能自发进行的氧化还原反应①两个活泼性不同的电极可为活泼性不同的　两种金属或一种金属和一种非金属导体形成条件②电极材料插在 溶　液中③两极相连，形成 电子流出的极为 极　电子流入的极为 极　电极反应电极反应式与电池总反应式以铜锌原电池　为例说明，见下表电极反应负极(锌片):Zn-2e-Zn2+正极(铜片):2H++2e-H2↑总反应式:Zn+2H+Zn2++H2↑离子迁移方向阳离子向极移动，阴离子向极移动电子流向与电流流向电子由极流出经导线流向极电流由极流出经导线流向极导线中是电子导电，溶液中是离子导电1. 盐桥及其作用(1)盐桥: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;③使能量利用转化更高效。

2. 单池原电池和盐桥原电池的对比比较图1和图2两装置:电极、电极反应、总反应、反应现象都相同。

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。

【典型例题】一、原电池的工作原理某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。

下列叙述不正确的是 ( )A. a、b不连接时，只有锌片上有气泡逸出B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为2H++2e-H2↑C. a和b是否用导线连接，装置中所涉及的化学反应都相同D. a和b用导线连接或接直流电源，锌片都能溶解[答案] D[解析]a、b不连接时，锌置换出氢气，所以锌片上有气泡逸出;a和b用导线连接时，构成原电池，负极锌失去电子溶解，正极铜片上发生还原反应:2H++2e–H2↑;a和b是否用导线连接，装置中所涉及的化学反应都是锌置换出H2;若a直接与外电源的负极相连时，锌片被保护。

电化学原理的综合应用1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO－的浓度不变3C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则溶液乙中的某盐溶液可能是AgNO3解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中反应，错误；B项，NO－3的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为NO－3电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应3↑，正确。

为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H22.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。

通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。

下列有关叙述正确的是( )A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－x CoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d 电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。

3．单液原电池的工作原理
资料
4．双液原电池的工作原理
● 盐桥的组成和作用 ● 盐桥的组成：盐桥中装有饱和KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。 ● 盐桥的作用： ● (1)连接内电路，形成闭合回路； ● (2)平衡电荷，使原电池形成持续稳定的电流。 ● 盐桥中离子的流向：阳离子去正极；阴离子去负极。
(2)平衡电荷，使原电池形成持续稳定的电流。
总反应：2H2 + O2 = 2H2O
一、课程标准
1.通过单液原电池和双液原电池装置的对比，强化原电池的工作 原理及盐桥的作用； 2.结合氧化还原反应原理和规律，正确书写电极反应和总反应方 程式； 3.通过对几种常见化学电源的介绍，让学生充分感受到化学电源 的广泛应用，对于提高能源的利用率、新能源汽车的推广以及节 能减排的重大意义。
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材
料减重0.14 g
Li——e−
√
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性√
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多 ×
2020天津
高考真题重现
熔融钠−硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图
放电
中的电池反应为
2Na + xS
Na2Sx
PbSO4(s) + 2e- =Pb(s)＋SO42-(aq)
铅 蓄 电 池
PbSO4(s)＋2H2O(l)- 2e- =PbO2(s)＋ 4H+(aq) ＋SO42-(aq)
2. 镍铬电池
二次电池
负极： Cd; 正极： NiOOH 电解质：KOH 负极反应：Cd + 2OH— -2e- = Cd(OH)2 正极反应：2NiO(OH) ＋2H2O ＋2e- = 2Ni(OH)2 + 2OH—

用》课件
规律小结
仅有一个电极材料参与反应的原电池： 负极：M-xe-=Mx+ 正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属
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5、电极反应式的书写（燃料电池）
氢氧燃料电池
A
2e-
2e-
氢气
H+ OHH+ OH-
N稀aHHO2H2SOO溶4液 负极 正极 高三化学一轮复习：《原电池原理及应
正
极
O2 + 4e-= 2O2－
负
极
2H2 - 4e- = 4H+
正 极 O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
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5、电极反应式的书写（燃料电池）
例: 据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气 以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在 使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才 充一次电.试写出该电池放电时的电极反应和总反应式. 燃烧反应式 2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O
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1、概念:
将化学能转化成电能的装置叫做原电池. 原电池以氧化还原反应为基础，使氧化反应和 还原反应分别在两个电极上进行，从而产生电流 ，实现化学能向电能转化的装置。
从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应 均可设计成原电池。
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2、原电池的形成条件
（1）两导体作电极
①活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导 体）;
②两不活泼的导体－石墨或Pt等（燃料电池电极）; ③金属和金属氧化物(铅蓄电池，银锌电池）.

2025年高考化学一轮复习基础知识讲义—原电池的工作原理及应用（新高考通用）【知识模型】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。

（太阳能电池：将太阳能转化为电能）(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)装置变迁名称单液原电池双液原电池装置相同点电极名称负极：锌片正极：铜片电极反应负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) 正极：Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应) 总反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu电子流向电子由负极（锌片）经导线流向正极（铜片）电流流向电流由正极（铜片）经导线流向负极（锌片）不同离子迁移方向电解质溶液中，阴离子向负极（锌片）迁移，阳离子向正极（铜片）迁移Cu2＋移向正极，SO42－移向负极盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极①盐桥的成分：盐桥通常是装有饱和KCl或者NH4NO3琼脂溶胶的U形管，溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由移动②盐桥的作用有三种：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；c.隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定，提高电池效率。

③盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。

④无论是单液原电池装置还是双液原电池装置，电子均不能通过电解质溶液（离子走水，电子走线）3、原电池电极判断4(1)加快氧化还原反应的速率：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。

如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率(2)比较金属活动性的强弱：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(或非金属)方法：电极质量减少作负极，较活泼；有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼(3)设计制作化学电源①拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应②选择电极材料：电极材料必须导电。

原电池以及应用1.某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理如图。

下列说法正确的是( )A.a为CH4,b为CO2B.C向正极移动C.此电池在常温下也能工作D.正极的电极反应式为O 2+2CO2+4e-2C【解析】选D。

电极反应式如下:负极:CH 4-8e-+4C5CO2+2H2O正极:2O2+8e-+4CO24C根据图示中电子的移向,可以判断a处通入甲烷,b处通入空气,C应移向负极,由于电解质是熔融盐,因此此电池在常温下不能工作。

2.二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg-1)。

若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20 V,能量密度E=(列式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kW·h=3.6×106 J)。

【解析】电解质为酸性时,二甲醚(CH3OCH3)在燃料电池的负极上发生氧化反应,生成CO2和H+,CH3OCH3中碳元素的化合价为-2,CO2中碳元素的化合价为+4,所以1 mol CH 3OCH3失去12 mol电子,负极反应为CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+。

第三空严格上说是物理和化学的综合问题。

假设燃料二甲醚为1 kg,则我们只要知道电池的输出电能就能算出能量密度。

1 kg二甲醚的物质的量为,1 kg 二甲醚产生的电量为×12 mol电子的电量。

法拉第常数代表每摩尔电子所携带的电荷,那么1 kg二甲醚所产生的电荷为×12×96 500 C·mol-1。

根据电能公式W=UQ算出电能,再求出能量密度即可,且由此式得出的结果单位为J,要换算为kW·h。

答案:CH 3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+12÷(3.6×106J·kW-1·h-1)≈8.39 kW·h·kg-13.(2020·临川模拟)中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作为空气电极,设计并组装了轻型、柔性、能折叠的可充电锂空气电池如下左图,电池的工作原理如下右图。

姓名，年级：时间：专练31 原电池原理及应用一1．［2020·天津，11］熔融钠。

硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。

下图中的电池反应为2Na＋x S错误!Na2S x(x＝5～3，难溶于熔融硫）。

下列说法错误．．的是( )A．Na2S4的电子式为B．放电时正极反应为x S＋2Na＋＋2e－===Na2S xC．Na和Na2S x分别为电池的负极和正极D．该电池是以Na。

β­Al2O3为隔膜的二次电池2．将金属a放入b(NO3)2溶液中发生如下反应：a＋b2＋===a2＋＋b，则下列说法正确的是( ）A．常温下，a或b可以与水发生反应B．a与b用导线连接插入稀H2SO4中，则形成原电池且b极上有H2放出C．a与b用导线连接插入b（NO3）2溶液中一定构成原电池D．用惰性电极电解a(NO3)2与b（NO3)2的混合液，在阳极先析出b3．[2020·试题调研]某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则( )A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极ⅠB．电极Ⅰ的质量减少2。

7 g时，电极Ⅳ的质量减少9.6 gC．c烧杯溶液的pH减小D．电极Ⅲ的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu4．观察下列几个装置示意图，则有关叙述正确的是( ）A．装置甲中阳极上析出红色固体B．装置乙中铜片应与电源负极相连C．装置丙中外电路电流方向：b极→a极D．装置丁中阴极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑5．上海人张霞昌在芬兰发明了“纸电池”，这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液，电池总反应式为:Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。

下列说法正确的是（）A．该电池的正极材料为锌B．该电池反应中二氧化锰发生了氧化反应C．电池的正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－D．当有0。

电化学原理的综合应用1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应的浓度不变B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO－3C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO溶液3解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化反应，错误；B项，NO－离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中3的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为NO－3电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应乙中的某盐溶液是AgNO3为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H↑，正确。

22.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。

通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。

下列有关叙述正确的是( )A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－x CoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d 电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。

2021年全国卷高考化学复习专题突破《原电池与电解池》知识点总结2021年全国卷高考化学复习专题突破《原电池与电解池》一、原电池与电解池的工作原理1.原电池和电解池的比较原电池工作原理自发的氧化还原反应:将化学能转化为电能工作装置正极:还原反应负极:氧化反应(1)电化学腐蚀应用(2)金属防护(3)新型电池2.原电池正、负极的判断方法电极以及电极反应类型电解池电能转化为化学能电解池阳极(电源正极):氧化反应电解池阴极(电源负极):还原反应(1)电镀、电解精炼铜(2)电解饱和氯化钠溶液(简称氯碱工业)(3)电解制金属铝、制活泼金属3.电解池阳、阳极的推论方法二、电极反应式书写及电极产物分析1.原电池电极反应式的书写补足:繁杂电极反应式的书写如ch4碱性燃料电池负极反应式的书写:12－ch4＋2o2＋2oh－===co3＋3h2o……总反应式－－2o2＋4h2o＋8e===8oh……负极反应式－ch4＋10oh－－8e－===7h2o＋co23……负极反应式2.电解池电极反应式的书写步骤提示:(1)fe作阳极时,电极反应式为:fe－2e－===fe2＋(2)fe3＋在阴极放电时,电极反应式为:fe3＋＋e－===fe2＋3.有关电解池的分析思路方法技巧:(1)电化学计算的基本方法原电池和电解池的排序包含两极产物的定量排序、溶液的ph排序、相对原子质量和阿伏加德罗常数的排序、产物的量与电量关系的排序等,通常存有以下几种方法:2常用微粒间的计量关系式为4e－～4h＋～4oh－～4cl－～4ag＋～2cu2＋～2h2～o2～2cl2～4ag～2cu.(2)两种“串联”装置图比较图1图2图1中无外接电源,其中必有一个装置是原电池装置(相当于发电装置),为电解池装置提供电能,其中两个电极活泼性差异大者为原电池装置,如图1中左边为原电池装置,右边为电解池装置.图2中有外接电源,两烧杯均作电解池,且串联电解,通过两池的电子数目相等.4.燃料电池电极反应式的书写方法(1)打听边线、写下式子:负极反应式应当合乎“还原剂－ne－→水解产物”的形式;负极反应式合乎“氧化剂＋ne－→还原成产物”的形式.燃料中的碳、氢元素及助燃剂氧气在相同介质中振动后的具体内容存有形式相同.①酸性介质:碳、氢元素分别转变为co2、h＋;o2转变为h2o。

——原电池的工作原理及应用【知识回顾】1．理解原电池原理，突破正负极判断(1)依据构成原电池两极的电极材料判断，一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；(2)依据原电池两极发生的变化判断，原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应。

(3)依据电子流动方向或电流方向判断，电子流动方向：由负极流向正极；电流方向：由正极流向负极。

(4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

(5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

2. 燃料电池电极反应式的书写方法(1)燃料电池中，通入O2的一极为正极，书写方法：①首先书写正极反应式：酸性介质：4H＋＋O2＋4e－===2H2O；碱性介质：2H2O ＋O2＋4e －===4OH －。

②然后用总反应式减去正极反应式得到负极电极反应式，相减时要求两极得失电子总数相等(即将总反应式中的O2按比例消去)(2)实例：(以甲醇、O2的燃料电池为例)①酸性介质，如H2SO4。

CH3OH 在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H ＋作用下生成H2O 。

电极反应式为负极：CH3OH －6e －＋H2O===CO2↑＋6H ＋；正极：32O2＋6e －＋6H ＋===3H2O 。

②碱性介质，如KOH 溶液。

CH3OH 在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO2－3，1 mol CH3OH 失去6 mol e －，O2在正极上得到电子生成OH －，电极反应式为负极：CH3OH －6e －＋8OH －===CO2－3＋6H2O ；正极：32O2＋6e －＋3H2O===6OH －。

③熔融盐介质，如K2CO3。

在电池工作时，CO2－3移向负极。

CH3OH 在负极上失去电子，在CO2－3的作用下生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在CO2的作用下生成CO2－3，其电极反应式为负极：CH3OH －6e －＋3CO2－3===4CO2↑＋2H2O ； 正极：32O2＋6e －＋3CO2===3CO2－3。