【基礎(chǔ)知識(shí)】原電池化學(xué)電源考點(diǎn)三化學(xué)電源及工作原理【必備知識(shí)】1．分類一次電池：一次電池就是放電之后不可再充電的電池。常見的一次電池有鋅錳干電池、鋅銀電池。二次電池：二次電池又稱可充電電池或蓄電池。充電電池中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是：化學(xué)能電能，常見的二次電池有鉛蓄電池、鎘鎳電池、鋰離子電池等蓄電池等。2．工作原理電池電極反應(yīng)裝置圖堿性鋅錳電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2；負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；正極：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－銀鋅電池總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－鋰電池Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器，該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2總反應(yīng)：4Li＋2SOCl2=4LiCl＋SO2↑＋S負(fù)極反應(yīng)：4Li－4e－=4Li＋正極反應(yīng)：2SOCl2＋4e－=SO2↑＋S＋4Cl－鉛酸蓄電池總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O；負(fù)極：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4；正極：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O【微點(diǎn)撥】①可逆電池的充、放電不是可逆反應(yīng)。②負(fù)接負(fù)后作陰極，正接正后作陽極?！疽族e(cuò)辨析】1．太陽能電池不屬于原電池()2．可充電電池中的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)互為可逆反應(yīng)()3．鉛酸蓄電池工作時(shí)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，負(fù)極增重4.8g()（SO42-:96）【答案】1.√2.×3.√

【題型突破】1、(2019·浙江4月選考，12)化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法不正確的是()A．甲：Zn2＋向Cu電極方向移動(dòng)，Cu電極附近溶液中H＋濃度增加B．乙：正極的電極反應(yīng)式為Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－C．丙：鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會(huì)變薄D．?。菏褂靡欢螘r(shí)間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降【答案】A【解析】Zn較Cu活潑，作負(fù)極，Zn失電子變Zn2＋，Zn2＋和H＋遷移至銅電極，H＋得電子變?yōu)镠2，因而c(H＋)減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤。2、(2019·全國3)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D-Zn)可以高效沉積ZnO的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3D-Zn-NiOOH二次電池,結(jié)構(gòu)如下圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高B.充電時(shí)陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l)C.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(l)D.放電過程中OH-通過隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)【答案】D【詳解】三維多孔海綿狀Zn類似于活性炭,故表面積較大,可高效沉積ZnO,所沉積的ZnO分散度也高,A項(xiàng)說法正確;根據(jù)總反應(yīng)式Zn(s)+2NiOOH(s)+H2OZnO(s)+2Ni(OH)2(s)可知,充電時(shí)Ni(OH)2(s)在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-NiOOH(s)+H2O(l),B項(xiàng)說法正確;放電時(shí)Zn在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)Zn(s)+2OH--2e-ZnO(s)+H2O(l),C項(xiàng)說法正確;在放電過程中,陰離子應(yīng)向負(fù)極移動(dòng),D項(xiàng)說法錯(cuò)誤。3、(雙選)(2019·海南)微型銀-鋅電池可用作電子儀器的電源,其電極分別是Ag/Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液。電池總反應(yīng)為Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2。下列說法正確的是 ()A.電池工作過程中,KOH溶液的濃度降低B.電池工作過程中,電解質(zhì)溶液中OH-向負(fù)極遷移C.負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn+2OH--2e-Zn(OH)2D.正極發(fā)生反應(yīng)Ag2O+2H++2e-Ag+H2O【答案】BC【詳解】由電池總反應(yīng)可知,KOH未被消耗,H2O被消耗,KOH溶液的濃度增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn+2OH--2e-Zn(OH)2,OH-向負(fù)極遷移,B、C兩項(xiàng)正確;電解質(zhì)溶液為KOH溶液,發(fā)生的正極反應(yīng)為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4、(2021·廣東，9)火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測(cè)器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(shí)()A．負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)B．CO2在正極上得電子C．陽離子由正極移向負(fù)極D．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】B【解析】根據(jù)題干信息可知，放電時(shí)總反應(yīng)為4Na＋3CO2=2Na2CO3＋C。放電時(shí)負(fù)極上Na失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Na＋，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)正極上CO2得到電子生成C，故B正確；放電時(shí)陽離子移向正極，故C錯(cuò)誤；放電時(shí)該裝置為原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。5、(2021·山東，10)以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是()A．放電過程中，K＋均向負(fù)極移動(dòng)B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L【答案】C【解析】放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；堿性環(huán)境下，N2H4—O2清潔燃料電池總反應(yīng)為N2H4＋O2=N2＋2H2O，未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量均減小，B錯(cuò)誤；理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2的放電量分別是eq\f(mg,32g·mol－1)×6、eq\f(mg,32g·mol－1)×4、eq\f(mg,60g·mol－1)×16，通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗1molO2生成氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4L，D錯(cuò)誤。6、(2020·天津，11)熔融鈉—硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電池反應(yīng)為2Na＋xSNa2Sx(x＝5～3，難溶于熔融硫)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．Na2S4的電子式為B．放電時(shí)正極反應(yīng)為xS＋2Na＋＋2e－=Na2SxC．Na和Na2Sx分別為電池的負(fù)極和正極D．該電池是以Na-β-Al2O3為隔膜的二次電池【答案】C【解析】C錯(cuò)，電池正極是含碳粉的熔融硫；D對(duì)，因?yàn)樵撾姵乜梢猿潆?，所以為二次電池，其中Na-β-Al2O3是隔膜，防止熔融鈉與熔融硫直接反應(yīng)。7、（2023·遼寧卷）某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是（）A．放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B．儲(chǔ)能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C．放電時(shí)右側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D．充電總反應(yīng)：【答案】B【詳解】該儲(chǔ)能電池放電時(shí)，Pb為負(fù)極，失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4，則多孔碳電極為正極，正極上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+，充電時(shí)，多孔碳電極為陽極，F(xiàn)e2+失電子生成Fe3+，PbSO4電極為陰極，PbSO4得電子生成Pb和硫酸。放電時(shí)負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上，負(fù)極質(zhì)量增大，A錯(cuò)誤；儲(chǔ)能過程中，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；放電時(shí)右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動(dòng)，左側(cè)的H+通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+=Pb+SO42-+2Fe3+，D錯(cuò)誤。8、(2020·海南,11)（雙選）某燃料電池主要構(gòu)成要素如圖所示,下列說法正確的是 ()A.電池可用于乙醛的制備B.b電極為正極C.電池工作時(shí),a電極附近pH降低D.a電極的反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O【答案】AD【解析】燃料電池中,通入O2的一極為正極,通入燃料的一極為負(fù)極,即a電極為正極,b電極為負(fù)極,故B不符合題意;該電池將乙烯和水轉(zhuǎn)化成乙醛,可用于乙醛的制備,故A符合題意;電池工作時(shí),陽離子氫離子移向正極,a電極的反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O,a電極附近pH升高,故C不符合題意;正極發(fā)生還原反應(yīng),a電極的反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O,故D符合題意。9、(2016·浙江)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn),有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為:4M+nO2+2nH2O4M(OH)n。已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高C.M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-4M(OH)nD.在Mg-空氣電池中,為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜【答案】C【解析】多孔電極的表面積大,電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積大并利于氧氣擴(kuò)散,