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《原电池的工作原理》每课一练(江苏版选修4)
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某锂离子电池的反应原理为：CoO2+LiC6LiCoO2+C6，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电极材料碳(C6)中，以LiC6表示。下列说法正确的是
A．放电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e-=LiCoO2B．充电时，电池的阴极反应为LiC6-e-=Li++C6C．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低D．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
题型：单选题难度：中档来源：模拟题
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据魔方格专家权威分析，试题“某锂离子电池的反应原理为：CoO2+LiC6LiCoO2+C6，充电时LiCoO2中L..”主要考查你对&&电解池原理，二次电池&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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电解池原理二次电池
电解池：(1)电解：使电流通过电解质溶液且在阴、阳极两极引起氧化还原反应的过程叫电解。 (2)装置：电解池(电解槽) (3)特点：将电能转化为化学能。形成条件：①与电源相连的两个电极，②电解质溶液或熔融电解质，③形成闭合回路 (4)阴离子放电顺序：S2-&I-&Br-&Cl-&OH-&SO42-&NO3-&F- 阳离子放电顺序：Ag+&Hg2+&Fe3+&Cu2+&H+&Pb2+&Sn2+&Fe2+&Zn2+&Al3+&Mg2+&Na+&Ca2+&K+(5)电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。①若电解时阴极上产生H2（消耗H+），阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；②若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；③若阴极上有H2，阳极上有O2，且（相当于电解水），则有三种情况：a如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；b如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；c如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；④若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。 (6)电解反应类型：从参加反应的物质来分电解反应可分成五类： ①H2O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。 ②溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化还原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。 ③硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。 ④氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。 ⑤电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn++ne-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的） 原电池、电解池、电镀池的比较:
二次电池：(1)蓄电池：蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池，也称二次电池。其广泛用于汽车、发电站、火箭等部门。由所用电解质的酸碱性质不同分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。 ①酸性铅蓄电池铅蓄电池由一组充满海绵状金属铅的铅锑合金格板做负极，由另一组充满二氧化铝的铅锑合金格板做正极，两组格板相间浸泡在电解质稀硫酸中，放电时，电极反应为：负极：Pb＋SO42－＝PbSO4＋2e- 正极：PbO2＋SO42－十4H＋＋2e-＝PbSO4＋2H2O 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4十2H2O 放电后，正负极板上都沉积有一层PbSO4，放电到一定程度之后又必须进行充电，充电时用一个电压略高于蓄电池电压的直流电源与蓄电池相接，将负极上的PbSO4还原成Pb，而将正极上的PbSO4氧化成PbO2，充电时发生放电时的逆反应：阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42－阳极：PbSO4＋2H2O＝PbO2＋SO42－＋4H＋＋2e- 总反应：2PbSO4＋2H2O＝Pb＋PbO2＋H2SO4 ②碱性蓄电池日常生活中用的充电电池就属于这类。它的体积、电压都和干电池差不多，携带方便，使用寿命比铅蓄电池长得多，使用信当可以反复充放电上千次，但价格比较贵。商品电池中有镍－镉（Ni－Cd）和镍一铁（Ni－Fe）两类，它们的电池反应是：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2 Fe＋2NaO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Fe(OH)2 反应是在碱性条件下进行的，所以叫碱性蓄电池。 (2)银锌蓄电池 银锌电池是一种高能电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。目前，有一种类似干电池的充电电池，它实际是一种银锌蓄电池，电解液为KOH溶液。 常见的钮扣电池也是银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极盒一端充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。 负极：Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-? 银锌电池跟铅蓄电池一样，在使用一段时间后就要充电，充电过程表示如下：阳极：2Ag＋2OH-－2e-＝Ag2O＋H2O 阴极：Zn(OH)2＋2e-＝Zn＋2OH-? 总反应式：Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag 一粒钮扣电池的电压达1.59V，安装在电子表里可使用两年之久。
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市场上常用的一种锂离子电池的电池反应式为：LiC6+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2+C6，下列说法中不正确的是A．该电池不能用水溶液作为电解质B．放电时，Li+向负极移动C．充电时，电极Li0.85NiO2质量会减小D．放电时，负极的反应为：LiC6-e-=Li++C6 
试题分析：A.该锂离子电池中使用金属Li会与水发生反应，因此不能用水溶液作为电解质，正确；B．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在放电时，Li+向负电荷较多的正极移动，错误；C．充电时，电极Li0.85NiO2会变为Li0.35NiO2，因此质量会减小，正确；D．放电时，LiC6是负极，负极发生的电极反应为：LiC6-e-=Li++C6，正确。
考点：考...
考点分析：
考点1：电化学基础
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下列叙述I和II均正确且有因果关系的是选项叙述I叙述IIA铜丝深入稀硝酸溶液中，溶液变蓝铜丝与硝酸发生了置换反应B浓硫酸具有吸水性和强氧化性把浓硫酸滴到蔗糖表面，蔗糖变黑膨胀CFe3+具有氧化性FeCl3溶液用于回收废旧电路板中的CuDBaSO4难溶于酸向某溶液加入Ba(NO3)2溶液，再加入足量稀HCl，得到白色沉淀，则原溶液含SO42-  
下列关于实验现象的描述不正确的是A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B．用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌C．把要保护的金属与直流电负极相连，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 
下列叙述I和II均正确且有因果关系的是选项叙述I叙述IIASO2具有漂白性SO2可使溴水褪色B非金属性：F&Cl酸性：HF&HClCSi是半导体Si用于制造光导纤维D35Cl和37Cl互为同位素35Cl和37Cl化学性质几乎相同  
设nA为阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是A．常温下，78gNa2O2与足量的水反应转移电子数为2nAB．常温常压下，8g O3所含电子数为4nAC．0.1mol/L的Na2CO3溶液中所含Na+数目为0.2nAD．标准状况下，22.4L CCl4含CCl4分子数为nA 
下列离子在水溶液中一定能大量共存的是A．K+
SO42-C．Na+
题型：选择题
难度：困难
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第2讲 原电池 化学电源
第2讲原电池化学电源一、单项选择题(本题包括 9 个小题，每小题 4 分，共 36 分) 1．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入 KOH 溶液中， 然后分别向两极通入乙烷和氧气，则有关此电池推断正确的是( A．通入乙烷的电极为正极 B．参加反应的乙烷与氧气的物质的量之比为 7∶2 C．放电一段时间后，K
OH 的物质的量浓度减少 D．负极反应式为 C2H6＋6H2O－14e－===2CO2－＋18H＋ 3 2．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上 膏状的 PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是 )下列对铅蓄电池的说法错误的是( A．需要定期补充硫酸 B．工作时铅是负极，PbO2 是正极)C．工作时负极上发生的反应是 Pb－2e－＋SO2－===PbSO4 4 D．工作时电解质的密度减小 3． （2009? 广东理基， 下列有关电池的说法不正确的是( 34） A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极 4．铅蓄电池的充、放电反应方程式为：Pb＋PbO2 ＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。关于铅蓄电池的说法正确的是( ) )A．在放电时，正极发生的反应是：Pb＋SO2－－2e－===PbSO4 4 B．在放电时，该电池的负极材料是铅板C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小 D．在充电时，阳极发生的反应是：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－ 4 5．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电 解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4Al＋ 3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是( A．正极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极 C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 D．该电池通常只需要更换铝板就可继续使用 6． （2008?广东理基，20）电池是人类生产和生活中的重要能量 来源，各式各样电池的发展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．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B．氢氧燃烧电池可将热能直接转变为电能 C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 7．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池 正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时 LiCoO2 中 Li 被氧化， Li＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以 LiC6 表示。电 池反应为 LiCoO2＋C6 CoO2＋LiC6，下列说法正确的是( )A．充电时，电池的负极反应为 LiC6－e－===Li＋＋C6 B．放电时，电池的正极反应为 CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2 C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质 D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低 8．燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达 80%(一般柴油发电机只有 40%左右)，产物 污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是( )A．上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质 B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物 为水，经过处理之后可供宇航员使用 C．乙醇燃料电池的电解质常用 KOH 溶液，该电池的负极反应 为 C2H5OH－12e－===2CO2↑＋3H2O D．碱性甲烷燃料电池的正极反应为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 9．将等质量的两份锌粉 a、b 分别加入过量的稀硫酸，同时向 a 中加少量 CuSO4 溶液，下图中产生 H2 的体积 V(L)与时间 t(min)的关 系，其中正确的是( )二、双项选择题(本题包括 3 个小题，每小题 6 分，共 18 分) 10．有人设计出利用 CH4 和 O2 的反应，用铂电极在 KOH 溶液 中构成原电池。电池的总反应类似于 CH4 在 O2 中燃烧，则下列说法 正确的是( )A．每消耗 1 mol CH4 可以向外电路提供 8 mol e－ B．负极上 CH4 失去电子，电极反应式为 CH4 ＋10OH － －8e － ===CO2－＋7H2O 3 C． 负极上是 O2 获得电子， 电极反应式为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．电池放电后，溶液的 pH 不断升高 11．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为： 3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 叙述不正确的是( ) 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列A．放电时负极反应为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO2－＋4H2O 4 C．放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4 被氧化 D．放电时负极附近溶液的碱性增强 12．将两个铂电极插入 KOH 溶液中，向两极分别通入 CH4 和 O2，构成甲烷燃料电池。已知，通入 CH4 的一极，其电极反应式是： CH4＋10OH－－8e－===CO2－＋7H2O；通入 O2 的另一极，其电极反应 3 式是：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。下列叙述不正确的是( A．通入 CH4 的电极为负极 B．正极发生氧化反应 C．燃料电池工作时，溶液中的 OH－向正极移动 D．该电池使用一段时间后应补充 KOH 三、非选择题(本题包括 4 个小题，共 46 分) 13．(9 分)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌 电池，其电极材料分别是 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为 KOH，总反应 为 Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO，试写出该电池的电极反应。 14．(9 分)炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含 NaCl)，第二天便 出现了红棕色的锈斑[该锈斑为 Fe(OH)3 失水的产物]。请用有关的电 极反应式、离子方程式和化学方程式表示 Fe(OH)3 的生成。 (1) 负 极 ： ____________________ ， 正 极 ： )____________________________； (2)离子方程式： _____________________________________；(3)总的化学方程式：____________________________________________。 15．(12 分) （2009?山东理综，29）Zn－MnO2 干电池应用广泛， 其电解质溶液是 ZnCl2－NH4Cl 混合溶液。 (1)该电池的负极材料是____________。电池工作时，电子流向 ______________(填“正极”或“负极”)。 (2)若 ZnCl2－NH4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2＋， 会加速某电极的 腐 蚀 ， 其 主 要 原 因 是___________________________________________________________ _____________。 欲除去 Cu2＋，最好选用下列试剂中的____________(填代号)。a．NaOH c．Feb．Zn d．NH3? 2O H(3)MnO2 的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的 MnSO4 溶 液 。 阴 极 的 电 极 反 应 式 是___________________________________________________________ _____________。 若 电 解 电 路 中 通 过 2 mol 电 子 ， MnO2 的 理 论 产 量 为 ______________g。 16．(16 分)如图所示是一套电化学实验装置，图中 C、D 均为铂 电极，U 为盐桥，G 是灵敏电流计，其指针总是偏向电源正极。(1)As(砷)位于元素周期表中第四周期ⅤA 族， Na3AsO4 溶液的 则 pH____________(填“＞7”、“＜7”或“＝7”)。 (2)向 B 杯中加入适量较浓的硫酸，发现 G 的指针向右偏移。此 时 A 杯中的主要实验现象是____________，D 电极上的电极反应式 为____________________________________。 (3)一段时间后，再向 B 杯中加入适量的质量分数为 40%的氢氧 化钠溶液，发现 G 的指针向左偏移。此时整套实验装置的总的离子 方程式为____________________________。 (4)再过一段时间后， 的指针逐渐归零， G 此时实验装置中的化学 反应已经达到化学平衡状态， 该反应的化学平衡常数的表达式为 K＝ _______________________________。 答案 一、1．C 2.A 3.B 4．B 5．B 6．C 7．B 8．C 9．A 二、10．AB 11．CD 12．BC 三、13．正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 负极反应：Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O 14．(1)2Fe－4e－===2Fe2＋ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (3)4Fe＋3O2＋6H2O===4Fe(OH)3 15．(1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出来的 Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b (3)2H＋＋2e－===H2↑ 16．(1)＞7 87 AsO3－＋2H ＋＋2e－===AsO3－ ＋ 4 3(2)无色溶液变成蓝色H2O (3)I2＋AsO3－＋H2O===2H＋＋2I－＋AsO3－(或 I2＋AsO3－＋2OH－ 3 4 3 ===H2O＋2I－＋AsO3－) 43 c2?H＋??2?I－?? c c?AsO4－? (4) c?I2?? c?AsO3－? 3c2?I－?? c?AsO3－? 4 [或 或其他有效表达式] 3－ 2 c?I2?? c?AsO3 ?? ?OH－? c
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