2019届江苏专版原电池化学电源学案

2019届江苏专版原电池化学电源学案

第二单元　原电池 化学电源 ‎[教材基础—自热身]‎ ‎1．原电池 ‎(1)概念：原电池是把化学能转化为能的装置。‎ ‎(2)构成条件 ‎①能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活动性强的金属与电解质溶液反应)。‎ ‎②活动性不同的两电极(金属或石墨)。‎ ‎③形成闭合回路。形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中。‎ ‎2．原电池的工作原理 图甲和图乙是铜锌原电池装置示意图。‎ ‎[说明]　(1)图乙盐桥中通常装有含琼脂的KCl饱和溶液。‎ ‎(2)盐桥的作用：使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；平衡电荷；提高电池效率。‎ 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn片 Cu片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋‎ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn片沿导线流向Cu片 ‎3．原电池工作时导电粒子流向(如图)‎ 电子流向(外电路)：负极→导线→正极(电流方向与电子流向相反)。‎ 离子流向(内电路)：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。‎ ‎[注意]　无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。‎ ‎[知能深化—扫盲点]‎ ‎1．一般情况下，常采用以下方法判断原电池的正极和负极 判断方法 负极 正极 ‎①电极材料 较活泼金属 较不活泼金属或石墨 ‎②通入物 通入还原剂的电极 通入氧化剂的电极 ‎③两极反应类型 发生氧化反应的电极 发生还原反应的电极 ‎④电子流向 ‎(或电流方向)‎ 电子流出的电极 ‎(或电流流入的电极)‎ 电子流入的电极 ‎(或电流流出的电极)‎ ‎⑤离子流向 阴离子流向的电极 阳离子流向的电极 ‎⑥电极质量变化 质量减小的电极 质量增加的电极 ‎⑦有无气泡 ‎—‎ 有气泡产生的电极 ‎2．特殊情况 ‎(1)金属的活动性受所处环境的影响。如Mg、Al的活动性：在中性或酸性溶液中活动性：Mg>Al；而在碱性溶液中，Al可以与OH－反应，而Mg不反应，所以Mg与Al用导线连接后放入NaOH溶液中，Al是负极，Mg是正极。‎ ‎(2)Fe、Cu相连，浸入稀HNO3中，Fe作负极；浸在浓HNO3中，Cu作负极(Fe发生钝化)。‎ ‎[对点练]‎ ‎1．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↑‎ 解析：选B　②‎ 中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子作负极；③中Fe在浓HNO3中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，则Fe作正极，A、C错误；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。‎ ‎1．一般电极反应式的书写 ‎(1)书写步骤 ‎ (2)常见介质 常见介质 注意事项 中性溶液 反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离 酸性溶液 反应物或生成物中均没有OH－‎ 碱性溶液 反应物或生成物中均没有H＋‎ 水溶液 不能出现O2－‎ ‎2．用总反应式书写电极反应式 ‎(1)书写三步骤 步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne－)。‎ 步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。‎ 步骤三：写电极反应式。‎ 负极反应：还原剂－ne－===氧化产物 正极反应：氧化剂＋ne－===还原产物 ‎(2)书写技巧 若某电极反应式较难写出时，可先写出较易的电极反应式，然后根据得失电子守恒，用总反应式减去较易的电极反应式，即可得出较难写的电极反应式。‎ ‎[对点练]‎ ‎2．(1)有人设计出利用CH4和O2‎ 的反应，用铂作电极，在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧的反应，则负极、正极的电极反应式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料电池中：总反应式：CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，则正极、负极的电极反应式为______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4→CO2，生成的CO2与KOH反应生成K2CO3，碳元素的化合价升高，失去电子，即CH4在负极上发生氧化反应，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；O2在正极上发生还原反应，得到电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。‎ ‎(2)‎ 得到电子的O2为正极，还原产物为H2O，正极反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，失去电子的CH3OCH3为负极，氧化产物为CO2，CH3OCH3→2CO2，需要H2O提供O原子，负极反应式为CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，负极反应式也可以由总反应式减去正极反应式。‎ 答案：(1)负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ ‎(2)正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 负极：CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋‎ ‎[题点全练—过高考]‎ 题点一　原电池的工作原理 ‎1．有关下图所示原电池的叙述不正确的是(　　)‎ A．电子沿导线由Cu片流向Ag片 B．正极的电极反应式是Ag＋＋e－===Ag C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应 D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液 解析：选D　A项，该装置是原电池，铜作负极，银作正极，电子从铜片沿导线流向银片，正确； B项，正极电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，正确； C项，铜片上失电子发生氧化反应，银片上得电子发生还原反应，正确； D项，原电池工作时，电解质溶液以及盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以反应时盐桥中的阳离子移向AgNO3溶液，错误。‎ ‎2．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 解析：选C　A项，Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的c(SO)基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn－2e－===Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2＋为65 g，溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜。‎ 题点二　原电池电极反应式的书写 ‎3.乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 ℃左右时供电，电池总反应为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如下所示。下列说法中正确的是(　　)‎ A．电池工作时，质子向电池的负极迁移 B．电池工作时，电子由b极沿导线流向a极 C．a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋‎ D．b极上发生的电极反应是4H＋＋O2＋4e－===2H2O 解析：选D　原电池中，阳离子向正极移动，所以质子向电池的正极迁移，故A错误；电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，在该电池中由a极沿导线流向b极，故B错误；a极上是乙醇失电子发生氧化反应，乙醇被氧化生成CO2和H＋，电极反应式为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，故C错误；b极氧气得到电子被还原，电极反应式为4H＋‎ ‎＋O2＋4e－===2H2O，故D正确。‎ ‎4．(1)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO的反应原理如图所示。‎ ‎①作负极的物质是________。‎ ‎②正极的电极反应式是________________________________________________。‎ ‎(2)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图所示：‎ ‎①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。‎ ‎②写出NiO电极的电极反应式：______________________。‎ 答案：(1)①铁　②NO＋8e－＋10H＋===NH＋3H2O ‎(2)①还原　②NO＋O2－－2e－===NO2‎ 比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或可导电的非金属)作正极。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。‎ ‎[对点练]‎ ‎1．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　　)‎ A．P＞M＞N＞E　　　　　 B．E＞N＞M＞P C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N 解析：选A　由①知，金属活动性：M＞N；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：P＞M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N＞E。‎ 加快化学反应速率 由于形成原电池，而使氧化还原反应速率加快。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快化学反应速率。‎ ‎[对点练]‎ ‎2．一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是(　　)‎ A．加入少量稀NaOH溶液 B．加入少量CH3COONa固体 C．加入少量NH4HSO4固体 D．加入少量CuSO4溶液 解析：选D　A中加入NaOH溶液，消耗盐酸，H2的生成量会减少，错误；B中加入CH3COONa固体，在溶液中电离出CH3COO－会结合H＋，生成醋酸，减慢反应速率，错误；C中加入NH4HSO4固体，增加了H＋的量，生成的H2会增多，错误；D中加入少量CuSO4溶液，Zn置换出少量Cu附着在锌表面，形成原电池可以加快反应速率，并且不影响H2的生成量，正确。‎ 用于金属的防护 使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。‎ ‎[对点练]‎ ‎3.利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。‎ ‎(1)若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。‎ ‎(2)若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________________________________________________________________________。‎ 解析：铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极。故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。‎ 答案：(1)N　(2)牺牲阳极的阴极保护法 设计原电池 实例：根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计电池：‎ ‎[对点练]‎ ‎4．某校化学兴趣小组进行探究性活动，将氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2，设计成盐桥原电池。提供的试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其他用品任选。请回答下列问题：‎ ‎(1)请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料、电极名称及电解质溶液。‎ ‎(2)发生氧化反应的电极反应式为_________________________________________。‎ ‎(3)反应达到平衡时，外电路导线中________(填“有”或“无”)电流通过。‎ ‎(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为________(填“正”或“负”)极。‎ 解析：(1)先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负极区电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，I－失电子。(3)反应达到平衡时，无电子流动，故无电流产生。(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移动，此时FeCl2溶液失电子，正极变成负极。‎ 答案：(1)如图：‎ ‎(2)2I－－2e－===I2　(3)无　(4)负 ‎[教材基础—自热身]‎ ‎1．一次电池 ‎(1)碱性锌锰干电池 正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；‎ 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；‎ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。‎ ‎(2)锌银电池 负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；‎ 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；‎ 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。‎ ‎2．二次电池(可充电电池)‎ 铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是，正极材料是PbO2。‎ ‎(1)放电时的反应 ‎①负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)。‎ ‎②正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)(还原反应)。‎ ‎③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)。‎ ‎(2)充电时的反应 ‎①阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)(还原反应)。‎ ‎②阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)(氧化反应)。‎ ‎③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。‎ ‎3．燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和碱性两种。‎ 酸性 碱性 负极反应式 ‎2H2－4e－===4H＋‎ ‎2H2＋4OH－－4e－‎ ‎===4H2O 正极反应式 O2＋4H＋＋4e－‎ ‎===2H2O O2＋2H2O＋4e－‎ ‎===4OH－‎ 电池总反应式 ‎2H2＋O2===2H2O ‎[知能深化—扫盲点]‎ 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。‎ 如甲烷燃料电池(电解质为NaOH溶液)的反应式为 CH4＋2O2===CO2＋2H2O　①‎ CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　②‎ ‎①式＋②式得燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。‎ 第二步：写出电池的正极反应式 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应式有所不同，大致有以下四种情况：‎ ‎(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负极反应式 电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两个反应式相减时要彻底消除O2。‎ ‎[对点练]‎ ‎1．写出不同环境下的甲烷燃料电池的正负极的电极反应式和总反应式。‎ ‎(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)负极：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋‎ 正极：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎(2)负极：CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O 正极：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－‎ 总反应式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O ‎(3)负极：CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O 正极：2O2＋8e－===4O2－‎ 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎(4)负极：CH4－8e－＋4CO===5CO2＋2H2O 正极：2O2＋8e－＋4CO2===4CO 总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ‎1．可充电电池 ‎(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。‎ ‎(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。‎ ‎(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。‎ ‎①首先应分清电池是放电还是充电。‎ ‎②再判断出正、负极或阴、阳极。‎ 放电：阳离子→正极，阴离子→负极；‎ 充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；‎ 总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。‎ ‎2．离子交换膜电池 离子交换膜是一种含离子基团的，对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。‎ ‎(1)膜的功能：使阴、阳离子选择性定向移动，使电解质溶液的电荷守恒。‎ ‎(2)类型：‎ ‎①阳离子交换膜：只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。‎ ‎②阴离子交换膜：只允许阴离子通过，阻止阳离子和气体通过。‎ ‎③质子交换膜：只允许质子(H＋)通过。‎ ‎(3)作用：隔离某些物质，防止副反应，常用于物质的制备、分离和提纯。‎ ‎[对点练]‎ ‎2．(2018·江淮十校联考)LiFePO4电池广泛用于电动车。电池反应：FePO4＋LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列说法正确的是(　　)‎ 选项 放电过程 充电过程 A Li＋向电池的正极迁移 化学能转化成电能 B 可以加入磷酸以提高电解质的导电率 阳极的电极反应式为 LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋‎ C 若正极增加7 g，则有NA个电子经电解质由负极流向正极 阳极材料的质量不断减少 D 若有n mol Li＋迁移，则理论上负极失去 n mol 电子 阴极的电极反应式为 Li＋＋e－===Li 解析：选D　A项，充电过程是电能转化为化学能的过程，错误；B项，Li属于活泼金属，加入磷酸，Li会与磷酸反应，错误；C项，根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电子不通过电解质，错误；D项，负极反应式为Li－e－===Li＋，迁移n mol Li＋，说明通过的电子物质的量为n mol，即Li失去电子n mol，充电时，电池的负极接电源的负极，即阴极反应式为Li＋＋e－===Li，正确。‎ ‎3．利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 C．电极A极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋‎ D．当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 mol 解析：选C　电极反应式为负极：8NH3－24e－＋24OH－===4N2＋24H2O，正极：6NO2＋24e－＋12H2O===3N2＋24OH－，因为为碱性介质，所以应选用阴离子交换膜；C项，应生成H2O，错误；D项，根据正极反应式转移电子为×24 mol＝0.8 mol。‎ ‎[题点全练—过高考]‎ 题点一　燃料电池 ‎1．(2015·江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子 B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O C．电池工作时，CO向电极B移动 D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO 解析：选D　A选项，CH4中的C为－4价，CO中的C为＋2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗 1 mol CH4失去6 mol电子，错误；B选项，熔融盐中没有OH－，因此OH－不能参与电极反应，电极反应式应为H2＋CO＋2CO－4e－===3CO2＋H2O，错误；C选项，2CO应向负极移动，即向电极A移动，错误；D选项，电极B上O2得电子和CO2结合生成CO，正确。‎ ‎2．新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示，(已知NaBH4中H为－1价)，有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A．电极B材料中含MnO2层，MnO2可增强导电性 B．电池负极区的电极反应：‎ BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O C．放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移 D．在电池反应中，每消耗1 L 6 mol·L－1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为6NA个 解析：选B　A项，电极B采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH－，MnO2既作电极材料又有催化作用，错误；B项，负极发生氧化反应，电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，正确；C项，放电时， Na＋向正极移动，错误；D项，在电池反应中，每消耗1 L 6 mol·L－1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA，错误。‎ 题点二　可逆电池 ‎3．某充电电池如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性，充电时左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。下列叙述正确的是(　　)‎ A．放电时，a极是电池的负极 B．充电时，a极的电极反应式为 VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O C．氧化性：VO＞V3＋‎ D．放电时，H＋从左槽迁移进右槽 解析：选C　根据题意，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色，说明该电极反应失电子，所以a是阳极，则b是阴极。A项，根据上述分析，充电时，a是阳极，b是阴极，则放电时，a极是电池的正极，错误；B项，充电时，a极为阳极，发生氧化反应，a极的反应式应为VO2＋－e－＋H2O===VO＋2H＋，错误；C项，放电时，负极反应为V2＋－e－＝V3＋，正极反应为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，总反应为V2＋＋VO＋2H＋===VO2＋＋H2O＋V3＋，因此氧化性：VO＞V3＋‎ ‎，正确；D项，放电时，a极是原电池正极，b极是原电池负极，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以H＋移向左槽，错误。‎ ‎4．全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，该电池性能优良，其电池总反应为V3＋＋VO2＋＋H2OVO＋2H＋＋V2＋。下列叙述正确的是(　　)‎ A．放电过程中电解质溶液中阴离子移向正极 ‎ B．放电时每转移0.5 mol电子，负极有0.5 mol V2＋被氧化 C．充电时阳极附近溶液的酸性减弱 D．充电时阳极反应式为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 解析：选B　放电时发生的反应为VO＋2H＋＋V2＋===V3＋＋VO2＋＋H2O，阴离子移向负极，A错误；负极V2＋被氧化成V3＋，每转移0.5 mol电子，负极有0.5 mol V2＋被氧化，B正确；充电时的总反应为V3＋＋VO2＋＋H2O === VO＋2H＋＋V2＋，阳极反应为VO2＋＋H2O－e－ === VO＋2H＋，阳极附近溶液的酸性增强，C、D错误。‎ 题点三　膜电池 ‎5.如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量监测与控制的功能，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．电流由呼气所在的铂电极流出 B．H＋通过质子交换膜流向氧气所在的铂电极 C．电路中流过2 mol电子时，消耗11.2 L O2‎ D．该电池的负极反应为 CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋‎ 解析：选B　呼气所在电极发生乙醇转化为醋酸的反应，故为负极，而电流由正极流出，A项错误；H＋通过质子交换膜流向正极(氧气所在的铂电极)，B项正确；正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，电路中流过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，在标准状况下体积为11.2 L，但题中未指明是否为标准状况，C项错误；该电池的负极反应为CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，D项错误。‎ ‎6．科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。下列关于该电池叙述错误的是(　　)‎ A．电池工作时，是将太阳能转化为电能 B．铜电极为正极，电极反应式为 CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O C．电池内部H＋透过质子交换膜从左向右移动 D．为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硝酸溶液 解析：选D　A项，根据图示可知，该装置将太阳能转化为电能，正确；B项，根据电子流向知，Cu是正极，正极上CO2得电子和H＋反应生成甲烷，电极反应式为CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋2H2O，正确；C项，放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的H＋由左向右移动，正确；D项，可向装置中加入少量的酸作电解质，由于硝酸易挥发，生成的甲烷中会混有HNO3气体，应加入硫酸，错误。‎ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎[课堂真题集训—明考向]‎ ‎1．(2016·江苏高考节选)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。‎ 铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O转化为Cr3＋，其电极反应式为______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：由题意知，正极上Cr2O得电子生成Cr3＋，其电极反应式为Cr2O＋6e－＋ 14H＋===2Cr3＋＋7H2O。‎ 答案：Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O ‎2．(2013·江苏高考)MgH2O2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，示意图如图。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 解析：选C　根据题意可知电池的总反应为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。Mg电极是该电池的负极，A错误。H2O2在正极发生还原反应，B错误。石墨电极的电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，由于水电离出的H＋不断被消耗，所以该电极附近溶液的pH增大，C正确。在原电池中，阴离子Cl－向负极移动，D错误。‎ ‎3．(2017·全国卷Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是(　　 )‎ A．电池工作时，正极可发生反应：‎ ‎2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4‎ 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 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 解析：选D　 原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li＋，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。‎ ‎4．(2016·全国卷Ⅱ)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　)‎ A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋‎ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑‎ 解析：选B　MgAgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确；Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。‎ ‎5．(2016·全国卷Ⅲ)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是(　　)‎ A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动 B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小 C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)‎ 解析：选C　A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动；B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c(OH－‎ ‎)逐渐增大；C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)；D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。‎ ‎6．(双选)(2016·海南高考)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是(　　)‎ A．Zn为电池的负极 B．正极反应式为2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D．电池工作时OH－向负极迁移 解析：选AD　A．根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；B.KOH 溶液为电解质溶液，则正极电极方程式为2FeO＋6e－＋8H2O ===2Fe(OH)3＋10OH－，错误；C.由电池总反应式3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH可得，电解质溶液浓度变大，错误；D.电池工作时阴离子OH－向负极迁移，正确。‎ ‎7．(2016·浙江高考)金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n 已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是(　　)‎ A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面 B．比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高 C．M空气电池放电过程的正极反应式：‎ ‎4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n D．在Mg空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 解析：选C　金属M失电子作负极，由总反应式4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n推出正极反应物是O2。多孔电极主要是增大接触面积，有利于气体的扩散与反应，A项正确；单位质量释放电能最大也就是转移电子数最多，转移相同电子数所需Al的质量最小，也就是理论比能量最高，B项正确；中间是阴离子交换膜，所以Mn＋不会转移到正极参与反应，正极反应式应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C项错误；Mg空气电池中，容易在负极生成Mg(OH)2沉淀，采用阳离子交换膜，则Mg2＋转移到正极反应生成沉淀，同时负极区不能显碱性，D项正确。‎ ‎8．(2015·全国卷Ⅰ)‎ 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是(　　)‎ A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 解析：选A　图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，负极上有CO2产生，故A不正确；B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确；C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确；D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。‎ ‎[课下能力测评—查缺漏]‎ ‎1．原电池中，B极逐渐变粗，A极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　)‎ A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸 C．A是Fe，B是Ag，C为稀AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为稀AgNO3溶液 解析：选C　在原电池中，一般活泼金属作负极，失去电子发生氧化反应(金属被氧化)而逐渐溶解(或质量减轻)；不活泼金属(或导电的非金属)作正极，发生还原反应有金属析出(质量增加)或有气体放出；依据题意可知A为负极、B为正极，即活泼性A大于B，且A能从电解质溶液中置换出金属单质。所以，只有C选项符合题意。‎ ‎2．镁次氯酸盐燃料电池，具有比能量高、安全方便等优点。该电池的正极反应式为ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－，关于该电池的叙述正确的是(　　)‎ A．该电池中镁为负极，发生还原反应 B．电池工作时，OH－向正极移动 C．该电池的总反应为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－‎ D．电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小 解析：选C　次氯酸盐在正极发生反应，则Mg为负极，发生氧化反应，A项错误；电池工作时，阴离子向负极移动，B项错误；负极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2↓，将正、负极反应式相加可得总反应，C项正确；根据正极反应式可知，电池工作时，正极周围溶液的c(OH－)增大，pH将增大，D项错误。‎ ‎3．由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受人欢迎。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．a处通入氧气，b处通入氢气 B．该装置中只涉及两种形式的能量转化 C．电池正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．P型半导体连接的是电池负极 解析：选C　根据电子移向，a处应通H2，b处应通O2，A错误；在该装置中化学能转化为电能，电能转化为光能、热能等，B错误；P型半导体连接的是电池正极，D错误。‎ ‎4．一种新型钠硫电池结构示意图如图，下列有关该电池的说法正确的是(　　)‎ A．B极中填充多孔的炭或石墨毡，目的是为了增加导电性 B．电池放电时，A极电极反应为2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx C．电池放电时，Na＋向电极A极移动 D．电池放电的总反应为2Na＋xS===Na2Sx，每消耗1 mol Na 转移2 mol电子 解析：选A　根据图可知，放电时，Na发生氧化反应，所以A作负极，B作正极，负极反应式为2Na－2e－===2Na＋，正极反应式为xS＋2e－===S，充电时A为阴极，B为阳极，阴极、阳极电极反应式与负极、正极反应式正好相反，放电时，电解质中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；B极中填充多孔的炭或石墨毡，目的是为了增加导电性，A正确；放电时，A为负极，电极反应为2Na－2e－===2Na＋，B错误；放电时，Na＋向正极移动，即由A向B移动，C错误；由电池放电的总反应知，每消耗1 mol Na转移1 mol电子，D错误。‎ ‎5．肼(N2H4)空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．该电池放电时，通入肼的一极为负极 B．电池每释放1 mol N2转移的电子数为4NA C．通入空气的一极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将不变 解析：选D　该电池中肼是燃料，在负极通入，A正确；肼中氮元素的化合价是－2价，氧化产物是N2，负极反应为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑，所以每释放1 mol N2 转移的电子数为4NA ，B正确；通入空气的一极为正极，正极上O2发生还原反应，反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；电池总反应为N2H4＋O2===N2↑＋2H2O，反应生成水，溶液浓度降低，电解质溶液的pH将降低，D错误。‎ ‎6．某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是(　　)‎ A．b电极上发生还原反应 B．外电路电子的流向是从a到b C．电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯 D．a电极上发生的反应为MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O 解析：选D　根据化学方程式和图示判断，b极是FeSO4发生氧化反应，为负极，A错误；b为负极，a为正极，电子从b流向a，B错误；盐桥中的SO移向乙烧杯，C错误；a极上发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电极反应为MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，D正确。‎ ‎7．下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。‎ 下列叙述中正确的是(　　)‎ A．甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转 B．甲组操作时，溶液颜色变浅 C．乙组操作时，C2作正极 D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－‎ 解析：选D　装置Ⅰ中的反应，AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置ⅡB烧杯中加入NaOH溶液中，AsO－2e－＋H2O===AsO＋2H＋，电子沿导线到C1棒，I2＋2e－===2I－，所以C2为负极，C1为正极。‎ ‎8.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动 B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－‎ C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O D．整个反应过程中，铜相当于催化剂 解析：选B　由题中装置图和放电时总反应可知，放电时Li为负极，Cu为正极，阳离子向正极移动，A项正确；放电时，负极Li失电子转化成Li＋，B项错误；结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成Cu2O，C项正确；铜被腐蚀生成Cu2O，放电时Cu2O又被还原成Cu，所以整个反应过程中Cu相当于催化剂，D项正确。‎ ‎9.某传感器工作原理如图所示。利用该传感器可以测定空气中NO、CO、NH3、SO2等有害气体的含量。下列说法正确的是(　　)‎ A．若M为熔融KOH，X为NH3，Y为N2，则负极的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋‎ B．若M是含O2－的固体电解质，X为NO，则正极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－‎ C．传感器工作中，电子由Pt(Ⅰ)极经电流仪传到Pt(Ⅱ)极 D．若X为CO，M为KOH溶液，则电池总反应为2CO＋O2===2CO2‎ 解析：选B　由于M是熔融的KOH，即使放电生成H＋也会与OH－反应生成水，所以负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，A项错误；若M是含O2－的固体电解质，则负极的电极反应式为2NO－4e－＋2O2－===2NO2，正极的电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B项正确；题述装置属于原电池，Pt(Ⅰ)极为正极，Pt(Ⅱ)极为负极，电子由负极经外电路流向正极，C项错误；若X为CO，M为KOH溶液，则负极的电极反应式为CO－2e－＋4OH－===CO＋2H2O，电池总反应为2CO＋4KOH＋O2===2K2CO3＋2H2‎ O，D项错误。‎ ‎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LiClKCl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(　　)‎ A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2‎ B．放电过程中，Li＋向负极移动 C．常温时，在正、负极间接上电流表或检流计，指针发生偏转 D．每转移0.1 mol电子，理论上生成10.35 g Pb 解析：选D　正极发生还原反应，电极反应式为PbSO4＋2e－＋2Li＋===Li2SO4＋Pb，故A项错误；放电过程中阳离子向正极移动，即Li＋向正极移动，故B项错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此在正、负极间连接电流表或检流计，指针不偏转，故C项错误；根据电极反应式PbSO4＋2e－＋2Li＋===Li2SO4＋Pb，可知每转移0.1 mol电子，理论上生成0.05 mol Pb，质量为10.35 g，故D项正确。‎ ‎11.如图所示，是原电池的装置图。请回答：‎ ‎(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且作负极，则A电极上发生的电极反应式为______________________；反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。‎ ‎(2)若需将反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为________，B(正极)极材料为________，溶液C为____________。‎ ‎(3)若C为CuCl2溶液，Zn是____极，Cu极发生________反应，电极反应式为________________________________________________________________________。‎ 反应过程溶液中c(Cu2＋)________(填“变大”“变小”或“不变”)。‎ ‎(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：‎ 电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则c电极是________(填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为_________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为________ L。‎ 解析：(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换H2的反应，所以正极反应是H＋得电子生成H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；溶液中H＋放电，导致溶液中H＋浓度减小，pH升高。(2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3＋，如FeCl3溶液。(3)Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2＋在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋发生了反应，则c(Cu2＋)变小。(4)根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，线路中转移2 mol 电子时消耗氧气0.5 mol，标准状况下体积为11.2 L。‎ 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑　升高 ‎(2)Cu　石墨(其他合理答案也可)　FeCl3溶液 ‎(3)负　还原　Cu2＋＋2e－===Cu　变小 ‎(4)负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　11.2‎ ‎12．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。‎ ‎(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过________mol电子。‎ ‎(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为____________________，这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因______________________________________，‎ 用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式：__________________________________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的＋3价铁被氧化为更高的价态。”如果＋3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式：____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液，现象是____________，电极反应式为______________________________；乙装置中石墨(Ⅰ)为________极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为_____________________________________，‎ 产物常用________________________________________________________检验，反应的离子方程式为________________________。‎ 解析：(1)负极反应Fe－2e－===Fe2＋，正极反应Cu2＋＋2e－===Cu，则原电池反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。设导线中通过电子的物质的量为x，则负极减少28 g·mol－1·x，正极增加32 g·mol－1·x,28x＋32x＝12，x＝0.2 mol。‎ ‎(2)NH4Cl水解溶液显酸性，正极上H＋得电子，负极上Fe失电子生成Fe2＋。Cl2将 Fe2＋氧化为 Fe3＋，Cl2过量时，发生的反应为2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。‎ ‎(3)将盐桥改为铜丝和石墨后，甲装置为原电池，乙装置为电解池。甲中Fe为负极，Cu为正极，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，滴加酚酞后变红色。乙中石墨(Ⅰ)为阴极，与铜丝相连的电极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2可用湿润的淀粉KI试纸检验。‎ 答案：(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2‎ ‎(2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋‎ ‎2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋‎ ‎(3)溶液变红　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　阴 ‎2Cl－－2e－===Cl2↑　湿润淀粉KI试纸 Cl2＋2I－===2Cl－＋I2‎ ‎13．(1)Fe和KClO4反应放出的热量，能为熔融盐电池提供550～660 ℃的温度，使低熔点盐熔化导电，从而激活电池，这类电池称为热电池。Li/FeS2热电池工作时，Li转变为硫化锂，FeS2转变为铁，该电池工作时，电池总反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。‎ ‎①某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②已知图中甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。‎ ‎(3)用铅蓄电池电解苦卤水(含Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是________(填字母)。‎ A．铅蓄电池负极的反应式为Pb－2e－===Pb2＋‎ B．铅蓄电池放电时，B极质量减轻，A极质量增加 C．铅蓄电池充电时，A极应与外电源负极相连 D．电解苦卤水时，a电极首先放电的是Br－‎ 解析：(1)依据题意可知，反应物为FeS2、Li，生成物为Fe、Li2S，反应的化学方程式为FeS2＋4Li===Fe＋2Li2S。(2)①原电池中Fe作负极，石墨棒作正极，烧杯右侧的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。②装置乙是电解装置，阴极(右侧)产生H2，同时根据电池的总反应式可知Fe只能作阳极(左侧)。由已知条件知在装置甲中，Fe作原电池的负极，在左侧，C作原电池的正极，在右侧。(3)负极Pb失电子生成PbSO4，B极质量增大，A、B选项错误；A极为正极，充电时应与电源正极相连，C选项错误；a电极与电源正极相连为电解池阳极，阴离子失电子，因还原性：Br－>Cl－，则Br－首先放电，D选项正确。‎ 答案：(1)FeS2＋4Li===Fe＋2Li2S ‎(2)①2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎②甲中：左—Fe，右—C　乙中：左—Fe，右—C ‎(3)D