2019届一轮复习浙江专版原电池化学电源学案

2019届一轮复习浙江专版原电池化学电源学案

课时2　原电池 化学电源 ‎[考纲导航]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 选考分布 ‎2015‎ ‎2016‎ ‎2017‎ ‎9月 ‎10月 ‎4月 ‎10月 ‎4月 ‎(1)原电池的概念 a a ‎(2)铜锌原电池的原理及电极反应式 b b ‎16‎ ‎17‎ ‎(3)原电池的构成条件 a b ‎17‎ ‎(4)常见化学电源 b c ‎17‎ ‎17‎ ‎(5)原电池的构造与工作原理，盐桥的作用 b ‎17‎ ‎(6)判断与设计简单的原电池 c ‎(7)原电池的电极反应式及电池反应方程式 b ‎17‎ ‎(8)原电池的正、负极和电子流向的判断 c ‎(9)银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值 b ‎17‎ 考点一　原电池的工作原理 ‎[主干精讲]‎ ‎1.概念和反应本质 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。‎ ‎2.工作原理 以铜锌原电池为例 ‎(1)反应原理 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋‎ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 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 ‎(2)两个装置的比较 装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，易造成能量损耗；装置Ⅱ盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。‎ ‎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中。‎ ‎4.原电池中的三个方向 ‎(1)电子方向：电子从电源负极流出经外电路流入电源正极。‎ ‎(2)电流方向：电流从电源正极流出经外电路流入电源负极。‎ ‎(3)离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极区迁移，阳离子向正极区迁移。‎ ‎[典例剖析]‎ ‎【例】　(2015·10月浙江选考)如图所示进行实验，下列说法不正确的是(　　)‎ A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生 B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能 C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转 D.装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋‎ 解析　A项，装置甲的锌片与稀硫酸反应生成氢气，装置乙的锌、铜和稀硫酸构成原电池，在铜片产生气泡，正确；B项，甲装置把化学能转化为热能，乙装置把化学能转化为电能，不正确；C项，装置乙形成原电池，正确；D项，装置乙形成原电池，锌为负极，电极反应式Zn－2e－===Zn2＋，正确。‎ 答案　B ‎ [考点精练]‎ ‎1.(2016·温州市3月选考模拟)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，下列叙述正确的是(　　)‎ A.装置甲中铜片表面产生气泡 B.装置乙溶液中SO向铜片做定向移动 C.装置乙中电子从铜片经导线流向锌片 D.装置乙中正极的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑‎ 解析　A项，甲没有形成原电池，铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属，不能与稀硫酸反应，甲烧杯中铜片表面没有气泡产生，故A错误；B项，原电池工作时阴离子向负极移动，故B错误；C项，锌为负极，电子从锌经导线流向铜，故C错误；D项，铜片为正极，正极上氢离子得到电子被还原生成氢气，故D正确。‎ 答案　D ‎2.(2016·浙江金华、温州、台州部分学校高一下3月联考)对原电池的电极名称，下列叙述中错误的是(　　)‎ A.电子流入的一极为正极 B.较不活泼的一极一般为正极 C.电子流出的一极为负极 D.发生氧化反应的一极为正极 解析　A项，电子流入的一极为正极，A正确；B项，较不活泼的一极一般为正极，B正确；C项，电子流出的一极为负极，C正确；D项，发生氧化反应的一极为负极，D错误。‎ 答案　D ‎3.(2015·浙江省桐乡一中联盟学校高一下期末)某学生用锌片、铜片、发光二极管、滤纸、导线等在玻璃片制成如图所示的原电池，当滤纸用醋酸溶液润湿时，二极管发光。下列有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A.铜片上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu B.外电路中电子由铜片经导线流向锌片 C.电池工作时电能直接转化为化学能 D.该电池工作时，若有13克锌被溶解，则铜片上产生标况下4.48 L H2‎ 解析　A项，在该装置图中，Zn、Cu及电解质溶液构成原电池。由于金属活动性：Zn>Cu，所以Zn为负极，失去电子，Cu为正极，在正极上溶液中的H＋得到电子，变为H2，错误；B项，外电路中电子由负极Zn片经导线流向Cu片，错误；C项，电池工作时，将化学能转化为电能，错误；D项，该电池工作时，若有13克锌被溶解，n(Zn)＝m÷M＝13 g÷65 g/mol＝0.2 mol，则由于在整个闭合回路中电子转移数目相等，所以铜片上产生标况下V(H2)＝nVm＝0.2 mol ×22.4 L/mol＝4.48 L，正确。‎ 答案　D ‎【归纳总结】‎ 原电池正、负极判断的七种方法 ‎(1)由组成原电池的两极材料判断。‎ 一般相对较活泼的金属为负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。(但也有一些并不与活泼性一致，如Mg、Al在酸性介质中，Mg作负极，而在碱性介质中，Al作负极)‎ ‎(2)根据电流方向或电子流动方向判断。‎ 在外电路，电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。‎ ‎(3)根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。‎ ‎(4)根据原电池两极发生的变化来判断。‎ 原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应。‎ ‎(5)X极增重或减轻。‎ 工作后，X极质量增加，说明X极有物质析出，X极为正极；反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极。‎ ‎(6)X极有气体产生。‎ 工作后，X极上有气体产生，一般若发生了析出H2的电极反应，说明X极为正极。‎ ‎(7)根据X极附近pH的变化来判断。‎ 析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而工作后，X极附近pH增大了，说明X极为正极。‎ 考点二　化学电源 ‎[主干精讲]‎ ‎1.锌银电池(一次电池)‎ 锌银电池负极是Zn，正极是Ag2O，电解质溶液是KOH溶液，其电极反应如下：‎ 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；‎ 正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－；‎ 电池总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。‎ ‎2.碱性锌锰电池(一次电池)‎ 碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液，其电极反应为：‎ 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；‎ 正极：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－；‎ 电池总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。‎ ‎3.铅蓄电池(二次电池)‎ ‎(1)组成：‎ 正极：PbO2；负极：Pb；电解质：H2SO4溶液。‎ ‎(2)工作原理：‎ 铅蓄电池是最常见的二次电池，其电极反应分为放电和充电两个过程。‎ ‎①放电过程的电极反应、总反应：‎ 负极：Pb－2e－＋SO===PbSO4；‎ 正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O；‎ 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。‎ ‎②充电过程的电极反应、总反应：‎ 阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO(还原反应)；‎ 阳极：PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋4H＋＋SO(氧化反应)。‎ 总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。‎ ‎③铅蓄电池的充、放电过程：‎ Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。‎ ‎4.氢氧燃料电池 ‎(1)两个惰性电极(铂碳电极)，负极上通H2，正极上通O2，电解质溶液是KOH溶液。‎ ‎(2)电极反应：‎ 负极：2H2－4e－＋4OH－===2H2O；‎ 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；‎ 总反应式：2H2＋O2===2H2O。‎ ‎5.新型燃料电池—甲醇/空气燃料电池 ‎(1)负极是钯碳/甲醇，正极是铂烧结镍/空气，电解质溶液是KOH溶液。‎ ‎(2)电极反应：‎ 负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O；‎ 正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－；‎ 总反应式：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。‎ ‎[典例剖析]‎ ‎【例1】　(2017·4月浙江选考)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，其工作示意图如下。下列说法不正确的是(　　)‎ A.Zn电极是负极 B.Ag2O电极发生还原反应 C.Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2‎ D.放电前后电解质溶液的pH保持不变 解析　根据给出原电池原理反应，从化合价角度分析，Zn化合价升高失去电子为负极，电解质为KOH，电极方程式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，A、C正确；Ag2O化合价降低为正极，被还原，B正确；总反应显示反应过程中消耗水，原溶液显碱性，所以碱性减弱，pH增大。‎ 答案　D ‎【例2】　(2016·浙江4月学考)Mg－H2O2电池是一种化学电源，以Mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如下。下列说法不正确的是(　　)‎ A.石墨电极是该电池的正极 B.石墨电极上发生还原反应 C.Mg电极的电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋‎ D.电池工作时，电子从Mg电极经导线流向石墨电极，再由石墨电极经电解质溶液流向Mg电极 解析　根据Mg－H2O2电池示意图得出，镁为负极，石墨为正极。A项，石墨电极是该电池的正极，A项正确；B项，石墨为正极，电极上发生还原反应，B项正确；C项，Mg电极为负极，电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋，C项正确；D项，电子不能通过电解质溶液，溶液中为离子导电，D项不正确。‎ 答案　D ‎[考点精练]‎ ‎1.[2017·义乌市群星外国语高三(上)期中]爱迪生电池在充电和放电时发生的反应：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2，下列该蓄电池推断不正确的是(　　)‎ A.放电时，Fe参与负极反应，NiO2参与正极反应 B.充电时，阴极上的电极反应式为：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－‎ C.该蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中 D.放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 解析　A.放电是原电池，由电池总反应式可知放电时Fe元素的化合价升高，被氧化，应为原电池的负极，NiO2参与正极反应，故A正确；B.充电是电解池，由方程式可知此电池为碱性电池，反应方程式中不能出现H＋，所以充电时阴极和阳极的电极反应式就分别为：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－、Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O，故B正确；C.由方程式可知此电池为碱性电池，反应方程式中不能出现H＋，只能浸在碱性电解质溶液中，故C正确；D.放电时是原电池，负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－。电解质溶液中的阴离子向负极方向移动，故D错误。‎ 答案　D ‎2.以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。‎ ‎(1)酸性介质(如H2SO4)‎ 负极：___________________________________________________________；‎ 正极：___________________________________________________________；‎ 总反应式：_______________________________________________________。‎ ‎(2)碱性介质(如KOH)‎ 负极：_________________________________________________________；‎ 正极：__________________________________________________________；‎ 总反应式：______________________________________________________。‎ ‎(3)固体电解质(高温下能传导O2－)‎ 负极：_________________________________________________________；‎ 正极：_________________________________________________________；‎ 总反应式：_____________________________________________________。‎ ‎(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3环境下)‎ 负极：_________________________________________________________；‎ 正极：_________________________________________________________；‎ 总反应式：_____________________________________________________。‎ 答案　(1)CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋‎ ‎2O2＋8e－＋8H＋===4H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎(2)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O ‎2O2＋8e－＋4H2O===8OH－‎ CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O ‎(3)CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O ‎2O2＋8e－===4O2－‎ CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎(4)CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O ‎2O2＋8e－＋4CO2===4CO CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎【方法技巧】‎ 电极反应式书写方法和步骤 ‎1.利用共存原则，确定电极产物 因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H＋‎ 参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有OH－参加反应。‎ ‎2.利用化合价变化确定得失电子数 依据负极(或正极)反应物和产物化合价的变化，计算出负极反应失电子数和正极反应得电子数。‎ ‎3.利用电解质中的微粒调整电极反应两侧电荷相等，用电解质中的阳离子或阴离子调整电荷守恒的关键有三点。‎ 第一：选准离子、酸性溶液选H＋、碱性溶液选OH－、熔融氧化物选O2－、熔融碳酸盐选CO、锂电池选Li＋。‎ 第二：确定离子在电极反应式中的位置。‎ 第三：确定离子的数目。‎ ‎4.利用守恒配平其它物质系数。‎ 课后限时训练 ‎(时间：45分钟)‎ 一、选择题 ‎1.(2016·桐乡一中高一下期中)干电池原理示意图如下，电池总反应为：Zn＋2NH===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑，下列说法正确的是(　　)‎ A.碳为电池的正极 B.Zn极上发生还原反应 ‎ C.Zn2＋移向该电池的负极 D.反应2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑在负极上发生 解析　根据题意可知，C为正极，A项正确；Zn为负极，发生氧化反应，B项错误；溶液中Zn2＋向电池的正极移动，C项错误；正极(C)上发生的反应为2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑，D项错。‎ 答案　A ‎2.(2017·杭州长河高中高三月考)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，由此判断表中所列M、N、P物质，其中与实验现象相符的是(　　)‎ M N P A Zn Cu NaOH溶液 B Cu Fe 稀盐酸 C Ag Zn AgNO3溶液 D Al Fe CuSO4溶液 解析　A.锌是负极溶解变细，故A错误；B.铁是负极失电子溶解变细，M电极生成氢气不会变粗，故B错误；C.锌是负极溶解N电极变细，银是正极溶液中银离子得到电子析出银M变粗，故C正确；D.铝是负极失电子发生氧化反应变细，铁是正极溶液中铜离子析出铜N极变粗，故D错误。‎ 答案　C ‎3.[2017·嘉兴当湖中学高二(上)期中]如图所示，铜片和锌片用导线连接后插入番茄里，锌片是(　　)‎ A.阳极 B.正极 ‎ C.阴极 D.负极 解析　铜片和锌片用导线连接后插入番茄里，构成了原电池，活泼金属作负极，金属Zn的活泼性大于Cu，所以锌片为负极，‎ 答案　D ‎4.2017·宁波选考适应性考试)锌空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)‎ A.Zn电极是该电池的正极 B.Zn电极的电极反应：Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋‎ C.OH－向石墨电极移动 D.氧气在石墨电极上发生还原反应 解析　A项：放电时Zn转化为ZnO，发生氧化反应，故Zn电极为该电池的负极，错误；B项：根据图片可知，电解液为碱性，故Zn电极的电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，错误；C项：放电时，阴离子移向负极，即OH－向Zn电极移动，错误；D项：电池工作时，正极发生还原反应，正确。‎ 答案　D ‎5.[2017·绍兴市嵊州高中高二(上)期末]某种氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是(　　)‎ A.正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ B.工作一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量不变 C.该燃料电池的总反应式为：2H2＋O2===2H2O D.该电池工作时每消耗1 mol O2，有2 mol电子转移 解析　A.正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故A正确；B.负极电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，KOH不参加反应，所以氢氧化钾的物质的量不变，故B正确；C.电池反应式与氢气燃烧方程式相同，为2H2＋O2===2H2O，故C正确；D.正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以该电池工作时每消耗1 mol O2，有4 mol电子转移，故D错误。‎ 答案　D ‎6.(2016·金华武义市高二期中)电池是人类生产和生活中的重要的能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　)‎ A.构成电池的两极必须是活泼性不同的金属 B.锌锰干电池工作时，电池内部的电流方向由碳棒流向锌筒 C.甲醇燃料电池工作时，甲醇在负极发生氧化反应 D.银锌钮扣电池工作时，电子由锌极流出经过溶液后流向银极 解析　A.构成原电池的两个电极可能都是金属，也可能是金属和导电的非金属，故A错误；B.锌锰干电池中，锌是负极，石墨棒是正极，电流方向是由正极石墨棒流向负极锌筒，故B错误；C.负极发生气氧化反应，所以甲醇在负极发生氧化反应，故C正确；D.电子沿导线流动，而不在溶液中流动，所以电子由锌极流出经过导线后流向银极，故D错误。‎ 答案　C ‎7.(2016·湖州市高二期中)银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它的电池反应是：Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，则负极上发生反应的物质是(　　)‎ ‎ A. Ag B.Zn(OH)2 ‎ C.Ag2O D. Zn 解析　银锌电池其放电过程可表示为Ag2O＋Zn＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，锌失电子发生氧化反应，做原电池负极。‎ 答案　D ‎8.(2016·温州十校高二联考)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电池。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质为无水LiCl—KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池的总反应方程式为：PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。‎ 下列有关说法正确的是(　　)‎ A.正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2‎ B.放电过程中，Li＋向钙电极移动 C.外电路中，电子由硫酸铅电极经导线流向钙电极 D.常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转 解析　该电池的负极为钙电极，正极为硫酸铅正极，电解质为无水LiCl—KCl混合物，电池工作时，负极Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2，外电路中，电子由钙电极经导线流向硫酸铅电极，电解质中的Li＋向正极(硫酸铅电极)移动，常温下LiCl—KCl混合物未熔融，电池不工作。‎ 答案　D ‎9.(2016·嘉兴市高二期末)普通锌锰干电池的简图(如图所示)，它是用锌皮制成的锌筒作电极兼做容器，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；该电池工作时的总反应为：Zn＋2NH＋2MnO2===[Zn(NH3)2]2＋＋Mn2O3＋H2O，关于锌锰干电池的下列说法中正确的是(　　)‎ A.当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原 B.电池负极的电极反应式为：2MnO2＋2NH＋2e－ ===Mn2O3＋2NH3＋H2O C.该电池碳棒可用铜棒代替，但是工作电压会下降 D.外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g 解析　A.普通锌锰干电池是一次电池，不能充电，故错误；B.根据原电池工作原理，负极应失电子，Zn＋2NH－2e－===[Zn(NH3)2]2＋＋2H＋，故错误；C.两极金属性差别越大，电压越大，铜是金属，碳是非金属，因此碳棒换成铜棒，电压会降低，故正确；D.根据选项B的电极反应式，每通过0.1 mol电子消耗锌的质量是65×0.1/2 g＝3.25 g，故错误。‎ 答案　C ‎10.(2016·浙江省金华一中高二下期中)美国G－TEC燃料电池以利用民用燃气为原料气，其结构如下图，有关该电池的说法不正确的是(　　)‎ A.电池工作时，电流由负荷的a流向b B.电池工作一段时间后，电解质物质的量理论上保持不变 C.通入空气的一极的电极反应式是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D.外电路中每通过0.2 mol电子，所消耗的燃料体积不小于2.24 L(标况下)‎ 解析　外电路中电流由电池的正极流向负极，A项正确；电解质仅为传导作用，没有变化，B项正确；通入空气的一极是O2得到电子生成O2－，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，C项错误；因2H2＋O2===2H2O，2CO＋O2===2CO，故外电路中每通过0.2 mol电子时，需消耗的氢气或一氧化碳均为2.24 L，D项正确。‎ 答案　C ‎11.(2015·浙江绍兴柯桥中学月考)如图所示的装置能够组成原电池产生电流的是(　　)‎ 解析　构成原电池的条件：(1)具有活泼性不同的两个电极，且形成闭合回路，(2)插入到电解质溶液中，(3)构成闭合回路。‎ 答案　B 二、非选择题 ‎12.(2016·江西省丰城九中期末)原电池是化学对人类的一项重大贡献。‎ ‎(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。‎ ‎①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是_________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎②a和b用导线连接，Cu极为原电池________极(填“正”或“负”)，该电极反应式是________________________________，溶液中的H＋移向________(填“Cu”或“Zn”)极。‎ ‎③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，则理论上Zn片质量减轻________g。‎ ‎(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：‎ ‎①电池的负极是________(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为： ___________________________________________________。‎ ‎②电池工作一段时间后电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 解析　分析本题装置，若a和b不连接，不能构成原电池；若a和b连接，则符合构成原电池的条件。(1)①若a、b不连接则发生的是Zn和H2SO4的置换反应，离子方程式为：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。②a、b连接后，构成原电池，Cu的活泼性弱于Zn，Cu为正极，Zn为负极；正极电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑；溶液中的H＋移向Cu极。③若转移0.2 mol电子，则消耗0.1 mol Zn，其质量为6.5 g。(2)CH4在反应时失去电子，故a电极是电池的负极。电极反应式可由总反应式CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O减去正极反应式O2＋2H2O＋4e－===4OH－，求得。由于电池工作过程中会消耗OH－，故一段时间后，电解质溶液的pH会减小。‎ 答案　(1)①Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　②正　2H＋＋2e－===H2↑　Cu　③6.5 ‎ ‎(2)①a　CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O　②减小 ‎13.人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、电脑、照相机等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：‎ ‎(1)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl ‎①该电池的负极反应式是_______________________________________；‎ ‎②在电池中，Na＋不断移动到“水”电池的________极(填“正”或“负”)；‎ ‎③外电路每通过4 mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是________。‎ ‎(2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。‎ ‎①该电池工作时，b口通入的物质为________________。‎ ‎②该电池负极的电极反应式________________。‎ ‎③工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，有________NA个电子转移。‎ ‎(3)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：____________________________________________。‎ 解析　(1)①根据电池总反应：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，可判断出Ag应为原电池的负极，负极发生反应的电极方程式为：Ag＋Cl－－e－‎ ‎===AgCl。②在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以钠离子向正极移动。③根据方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合价共降低了2价，所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子，则外电路每通过4 mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是2 mol。(2)①据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲醇。②正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。③根据2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2＋12H＋知，由甲醇和转移电子之间的关系式得，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量＝×6＝1.2 mol，则转移电子个数为1.2NA。(3)电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，正极电极反应式为Ag2O2＋4e－＋2H2O===2Ag＋4OH－，负极电极反应式为2Zn－4e－＋8OH－===2[Zn(OH)]，反应还应有KOH参加，反应的总方程式为：Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag。‎ 答案　(1)①Ag－e－＋Cl－===AgCl　②正　③2 mol ‎ ‎(2)①CH3OH　②CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　③1.2‎ ‎(3)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag