1、原电池考点说明主要考查原电池机构、原电池工作原理、正负极的判断、电极反应式的书写、原电池原理的应用、金属的电化学腐蚀及新型化学电源。考点透视1【2019年上海卷】关于下列装置，叙述错误的是（）A石墨电极反应O2+4H+4e2H2OB鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀C加入少量NaCl，会加快Fe的腐蚀D加入HCl，石墨电极反应式：2H+2eH22【2019年天津卷】我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是（）A放电时，a电极反应为B放电时，溶液中离子的数目增大C充电时，b电极每增重，溶液中有被氧化D充电
2、时，a电极接外电源负极3【2019年全国卷1】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是（）A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+=2H+2MV+C正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动4【2019年全国卷3】为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+
3、2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。以下说法不正确的是（）A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)e=NiOOH(s)+H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2e=ZnO(s)+H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区考点突破1某学生欲通过实验判断X，Y，Z，W四块金属的活泼性, 做了如下实验并得结论：当X，Y与稀硫酸组成原电池时，Y为负极；Z可以从水中置换出H2，W不能从水中置换出H2；W能将Y从其盐溶液中置换出来，据此可知它们的活泼性顺序是（）AZXWY
4、BZWYXCXYWZDXYZW2研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是（）A正极反应式：AgCl-e-=AgCl B每生成1mol Na2Mn5O10转移2mol电子CNa+不断向“水”电池的负极移动 DAgCl是还原产物3最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A右边吸附层中发生了还原反应B负极的电极反应是H22e+2OH=2H2OC电池的总反应是2H2+O2=2H2OD电解质溶液中Na
5、+向右移动，向左移动4十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。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，原理如图所示。下列说法正确的是（）A该电池放电时H+从Pt2电极经过内电路流到Pt1电极BPt1电极附近发生的反应：SO2+2H2O-2e=H2SO4+2H+CPt2电极附近发生的反应为: O2+2H2O+4e=4OHD放电过程中若消耗的22.4L O2（标准状况），Pt1电极区增加4mol H+5如图所示，装置在常温下工作（溶液体积变化忽略不计）。闭合K，灯泡发光。下列叙述中不正确的是（）A当电路中有1.2041022个电子转
6、移时，乙烧杯中溶液的c(H+)约为0.1molL1B电池工作时，盐桥中的K+移向甲烧杯C电池工作时，外电路的电子方向是从a到bD乙池中的氧化产物为SO6现在污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（），其原理如下图所示，下列说法正确的是（）A该装置为电解装置，B为阳极BA极的电极反应式为+e=Cl+C当外电路中有0.1mol e转移时，A极区增加的H+的个数为0.1NAD电子从B极沿导线经小灯泡流向A极7锂空气电池是一种用锂作负极，以空气中的氧气作为正极反应物的电池。其工作原理如图，下列说法中错误的是（）A多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩
7、散至电极表面B正极的电极反应：C有机电解液可以是乙醇等无水有机物D充电时专用充电电极可防止空气极腐蚀和劣化8钠离子电池成本低、安全性好，有望在未来取代锂离子电池，某新型可充电钠离子电池放电的工作原理如图所示。下列分析错误的是（）A出于环保考虑，应尽量避免使用重金属（如Pb）作为钠的合金化元素B放电时，Na+由右室移向左室C放电时，正极反应式为：Na0.44MnO2+0.56e+0.56Na+NaMnO2D充电时，阴极质量变化4.6g时，外电路中通过0.1mole9某种锂电池用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂( LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中形成的，电池总反应方程式为:4Li+2
8、SOCl2=4LiCl+SO2+S，下列叙述中正确的是（）A电解质溶液中混入水，对电池反应无影响B金属锂被还原作电池的负极C电池工作过程中，Cl向石墨电极移动D电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4110我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池，其工作原理如图所示。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是（）A放电时，a电极反应为I2Br+2e=2I+BrB充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.01mol I被氧化C放电时，溶液中离子的数目增大D充电时，a电极接外电源正极11钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年
9、国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：写出石墨电极的电极反应式_；将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。_写出修改后石墨电极的电极反应式_。（2）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_。(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：A电极对应的金属是_(写元素名称)，B电极的电极反应式是_。若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g
10、，则电镀时电路中通过的电子为_ mol。镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因_。答案与解析一、考点透视1.【答案】A【解析】A石墨电极为正极，溶液为中性，空气中的氧气得到电子，电极反应为O2+2H2O+4e=4OH，故A错误；B鼓入少量空气，增加氧气的浓度，加快反应速率，故B正确；C加入少量氯化钠，溶液导电能力增强，能加快铁的腐蚀，故C正确；D加入氯化氢，发生析氢腐蚀，石墨电极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H+2eH2，故D正确。【点拨】该装置为原电池，铁为负极，石墨为正极。2.【答案】D【解析】放电时，Zn是负极，负极反应式为Zn-2e=Zn2+，正极反应式为I
11、2Br+2e=2I+Br，充电时，阳极反应式为Br+2I-2e=I2Br、阴极反应式为Zn2+2e=Zn，只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能穿过交换膜，据此分析解答。A放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2Br+2e=2I+Br，故A正确；B放电时，正极反应式为I2Br+2e=2I+Br，溶液中离子数目增大，故B正确；C充电时，b电极反应式为Zn2+2e=Zn，每增加0.65g，转移0.02mol电子，阳极反应式为Br+2I-2e=I2Br，有0.02molI失电子被氧化，故C正确；D充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误；故选D。【点拨】本题考查化学电源新型电池
12、，会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键，会正确书写电极反应式，易错选项是B，正极反应式为I2Br+2e=2I+Br，溶液中离子数目增大。3.【答案】B【解析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+-e=MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2+e=MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H+
13、6MV+=6MV2+NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；B项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+-e= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+，故B错误；C项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2+e= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，故C正确
14、；D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。故选B。【点拨】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。4.【答案】D【解析】A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正确；B充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)，B正确；C放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(
15、s)+H2O(l)，C正确；D原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。【点拨】本题考查二次电池的应用，注意放电即是原电池反应的原理充电即是电解池反应原理，明确离子移动方向、正负极反应是解题的关键。二、考点突破1.【答案】B【解析】一般来说，作原电池负极的金属活动性较强；金属越活泼，越容易和酸或水发生置换反应生成氢气；较活泼的金属能从盐溶液中置换出较不活泼的金属，所以当X，Y与稀硫酸组成原电池时，Y为负极，金属活动性：YX；Z可以从水中置换出H2，W不能从水中置换出H2，金属活动性：ZW；W能将Y从其盐溶液中置换出来，金属活动性：WY，通过
16、以上分析知，金属活动性顺序是ZWYX，故选B。【点拨】可以利用原电池判断金属的金属性强弱。一般来说，作原电池负极的金属活动性较强。2.【答案】B【解析】A根据总反应：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可知，Ag的化合价升高，被氧化，为原电池的负极，错误；B式中5MnO2得电子生成Na2Mn5O10，化合价共降低了2价，所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子，正确；C在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，错误；DAg的化合价升高，被氧化，AgCl是氧化产物，错误。【点拨】考查原电池的工作原理，氧化还原反应中电子的转移、电解质溶液中离子的移动方向
17、等问题。3.【答案】C【解析】由电子的流动方向可以得知左边为负极，发生氧化反应；右边为正极，发生还原反应，故选项A、B正确；电池的总反应没有O2参与，总反应方程式不存在氧气，故C选项不正确；在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故D选项正确。答案选C。A右边吸附层中发生了还原反应，A正确；B氢气在负极上发生氧化反应，电解质中有强碱，故负极的电极反应是H2-2e+2OH=2H2O，B正确；C没有氧气参与反应，C不正确；D电解质溶液中Na+向右边的正极移动，向左边的负极移动，D正确。综上所述，本题选不正确的，故选C。【点拨】由电子的流动方向可以得知左边为负极，发生氧化反应；右边为正极，发
18、生还原反应。4.【答案】D【解析】由图可知，Pt1电极上SO2转化为H2SO4，S元素化合价升高被氧化，为燃料电池的负极，电极反应式为SO2+2H2O-2e=SO+4H+，Pt2电极为燃料电池的正极，O2在正极上得电子被还原生成水，电极反应式为O2+4H+4e=2H2O，电池的总反应方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。A项、放电时，阳离子移向正极，Pt1电极为负极，Pt2电极为正极，则该电池放电时氢离子从Pt1电极经过内电路流到Pt2电极，故A错误；B项、Pt1电极通入SO2，SO2在负极失电子发生氧化反应生成H2SO4，电极反应为SO2+2H2O-2e=SO+4H+，故B错误；C
19、项、Pt2电极为燃料电池的正极，酸性条件下，O2在正极上得电子被还原生成水，电极反应式为O2+4H+4e=2H2O，故C错误；D项、标准状况下22.4L O2的物质的量为1mol，放电过程中若消耗1mol O2，转移电子数目为4mol，由负极反应式可知，负极区放电生成8mol H+有4mol经过质子交换膜进入正极区，所以Pt1电极区增加的H+为4mol，故D正确。【点拨】根据原电池反应中，负极发生氧化反应，元素化合价升高，正极发生还原反应，元素化合价降低来判断Pt1电极为负极，Pt2电极为正极是解题关键。5.【答案】C【解析】图中装置为双液原电池，反应中高锰酸钾被还原，在酸性条件下生成Mn2+
20、，甲中电极为原电池的正极，乙中亚氢硫酸钠被氧化，为原电池的负极，被氧化生成SO，结合电极方程式解答该题；A乙中电极反应为HSO-2e+H2O=SO+3H+，则当电路中有1.2041022个电子转移时，即0.02mol电子转移时，乙中生成0.03molH+，c(H+)=0.03mol/0.3L=0.1mol/L，故不选A；B甲为正极，电池工作时，阳离子移向正极，故不选B；C电池工作时，外电路的电子方向应该从负极到正极，即从b到a，故选C；D乙中电极反应为HSO-2e+H2O=SO+3H+，氧化产物为SO，故不选D；答案：C。【点拨】双液原电池的理解是关键，负极：HSO-2e+H2O=SO+3H+
21、；正极：MnO+8H+5e=Mn2+4H2O。6.【答案】D【解析】该装置中没有电源，为原电池。原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为+2e+H+ =Cl+，结合原电池原理分析解答。A该装置中没有电源，为原电池，根据氢离子的移动方向可知，A为正极，B为负极，故A错误；B+e=Cl+质量不守恒，A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为+2e+H+ =Cl+，故B错误；C根据电荷守恒，当外电路中有0.2mole转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA，而发生+2e+H+ =Cl+，则A极区增加的H+的个数为0.1NA，故C错误
22、；D原电池中电子从负极B沿导线经小灯泡流向正极A，故D正确；故选D。【点拨】本题的易错点和难点为B，要注意+e=Cl+反应前后的H原子不守恒。7.【答案】C【解析】在锂空气电池中，锂作负极，以空气中的氧气作为正极反应物，在水性电解液中氧气得电子生成氢氧根离子，据此解答。A多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，有利于氧气扩散至电极表面，A正确；B因为该电池正极为水性电解液，正极上是氧气得电子的还原反应，反应为O2+2H2O+4e=4OH，B正确；C乙醇可以和金属锂反应，所以不能含有乙醇，C错误；D充电时，阳极生成氧气，可以和碳反应，结合电池的构造和原理，采用专用充电电极可以有效防止空气极腐
23、蚀，D正确。【点拨】本题考查电化学基础知识，涉及电极判断、反应式的书写等相关知识，C项为易错点，注意锂的活泼性较强，可以和乙醇发生置换反应，试题难度不大。8.【答案】D【解析】APb是重金属元素有毒，易造成环境污染，A正确；B根据图示原电池放电时，左室Mn的化合价降低，得电子，发生还原反应，因此层状晶体做正极，钠合金做负极，Na+向正极移动，即Na+由右室移向左室，B正确；C原电池放电时放电时，层状晶体做正极，根据图示，正极反应式为：Na0.44MnO2+0.56e+0.56Na+NaMnO2，C正确；D充电时，阴极质量变化4.6g时，即有4.6g的钠元素质量发生变化，为0.2mol的钠离子变
24、成钠单质，外电路中通过0.2mole，D错误。【点拨】电化学原理中涉及计算时，要特别注意转移电子数的计算，钠离子变成钠单质时转移1mol电子。9.【答案】D【解析】A项Li可与水反应，A项错误；B项金属锂做负极，被氧化，B项错误；C项阴离子向负极区移动，石墨为正极，C项错误；D项由反应方程式4Li+2SOCl2=4LiCl+SO2+S可知，金属锂失去4mol电子，反应生成1mol硫，故D项正确。【点拨】掌握原电池中负极失去电子被氧化，正极得到电子被还原，电解质中的阴离子向负极移动。10.【答案】B【解析】A放电属于原电池，根据装置图，a电极上I2Br得到电子，转化成I和Br，即该电极反应式为I
25、2Br+2e=2I+Br，故A说法正确；B充电属于电解池，b电极反应式为Zn2+2e=Zn，b电极增重0.65g，即电路中转移电子物质的量为0.02mol，根据A选项中的电极反应式，有0.02molI被氧化，故B说法错误；C根据装置图，放电时，a电极反应式为I2Br+2e=2I+Br，b电极反应式为Zn2e=Zn2+，溶液中离子的数目增大，故C说法正确；D根据A选项分析，a电极放电时为正极，充电时应接电源的正极，故D说法正确。【点拨】利用原电池的工作原理，以及装置图进行分析。在放电时，锌失电子得到锌离子，b为原电池的正极，a电极上I2Br得到电子，转化成I和Br，a为原电池的正极。11.【答案
26、】（1）O2+4e+2H2O=4OH 2Cl2e=Cl2 （2）2FeCl3+Fe=3FeCl2（3）铜 Cu2+2e=Cu 0.08 铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀【解析】(1)中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，该电池反应为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，正极反应为O2+2H2O+4e=4OH；要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电，即虚线框内所示位置作出的修改以及导线中电子流动的方向如下图：；修改后石墨电极为阳极，氯离子放
27、电，则电极反应式为2Cl+2e=Cl2；(2)氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，当铁锈除净后，金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁，即2FeCl3+Fe=3FeCl2；(3)在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，发生电极本身失电子的氧化反应，且金属铁为阴极，发生电极反应：Cu2+2e=Cu；阳极上铜质量减少，阴极上铜质量增加，二者质量差为5.12g时，阴极上析出铜的质量为2.56g，根据铜和转移电子之间的关系式知，转移电子的物质的量=2=0.08mol；镀铜铁中由于铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，但是镀锌的铁镀层破损后，金属Zn为负极，金属铁为正极，正极金属被保护。【点拨】中性条件下，钢铁易发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，设计成电解池后，石墨作阳极，阳极上氯离子放电。11
