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第1课时　原电池的工作原理
学业基础
核心素养
当堂评价
核心微网络
素养新目标
1. 通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的原理及其构成条件。
2．了解根据电流的方向判断原电池的正、负极的方法，了解电极反应的概念。
学业基础
一、原电池
1．原电池：将_____能转化为____能的装置。
2．简单原电池的构成条件
(1)两个__________的金属(或一种金属与一种能导电的非金属)电极；
(2)离子导体；
(3)形成_____回路(用导线连接或直接接触)；
(4)能_____进行的氧化还原反应。
化学
电
活泼性不同
闭合
自发
二、工作原理
1．装置
2．实验现象
检流计指针 电极表面变化情况
Ⅰ 发生_______ 锌片质量________，铜片质量________
Ⅱ 发生________ 锌片质量________，铜片质量________
偏转
减少
增加
偏转
减少
增加
3.铜锌原电池工作原理分析：
负极 正极
电极材料 锌片 铜片
电极反应 _______________ _______________
反应类型 ______反应 _____反应
电池反应 Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 电子流向 由____极流向____极 离子移向 阳离子移向____极，阴离子移向___极 盐桥作用 构成闭合回路，使离子通过，传导电流 Zn—2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
氧化
还原
锌
铜
正
负
状元随笔　单液原电池和双液原电池的比较
相同点：都能发生氧化还原反应；都有两个电极；都能产生电流；外电路均是电子的定向移动，内电路均是离子的定向移动。
不同点：单液电池Zn和Cu2＋直接接触，两个半反应在同一区域进行，能量转化率低，电流强度弱、不稳定，持续时间短。双液电池Zn和Cu2＋不直接接触，两个半反应在不同区域进行。能量转化率高，电流强度大、稳定，持续时间长。
【即学即练】
1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)原电池工作时电子是从正极流出，经导线流入负极(　　)
(2)铜锌原电池中若将盐桥移走，仍可构成原电池。(　　)
(3)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。(　　)
(4)CaO＋H2O===Ca(OH)2是放热反应，可设计成原电池。(　　)
(5)反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能以原电池的形式来实现。(　　)
×
×
×
√
√
2．[2022·泰安高二检测]关于如图所示装置的叙述，正确的是(　　)

A．铜是阳极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
答案：D
解析：从图中可以看出这是原电池，原电池的电极名称应说是正、负极，故A错；而原电池是活泼金属被消耗，故B错；负极(Zn)的电子经导线流向正极(Cu)，故电流方向与电子流向相反，故C错。
3．(双选)如图所示的装置中有电流产生，以下说法不正确的是(　　)
A．Fe是负极，C是正极
B．负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D．电流由Fe电极流向石墨电极
答案：BD
解析：图示装置为原电池，负极(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋，正极(C)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，A项正确，B项不正确；内电路中，Fe电极失电子，生成Fe2＋，吸引阴离子，C项正确；外电路中，电流由正极(C)流向负极(Fe)，D项不正确。
4．[2022·南京高二检测]有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验 装置
部分 实验 现象 a极质量减小；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)
A．a>b>c>d B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a>b>d>c
答案：C
解析：由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性a>b，对于第二个装置，依据还原性规律知，金属活动性b>c，第三个装置的金属活动性d>c，由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性d>a。
5．(双选)[2022·合肥高二检测]如图，下列说法不正确的是(　　)
A．在①装置中锌棒逐渐变细，铜棒无变化
B．在②装置中锌棒逐渐变细，铜棒逐渐变粗
C．在②装置中部分化学能转化成了热能
D．在①②装置中锌棒均被还原
答案：BD
解析：A项，在①装置中锌与氢离子反应生成锌离子和氢气，锌棒变细，铜不与氢离子反应，铜棒没有变化；B项，在②装置中锌棒与铜棒通过导线连接形成闭合回路，构成原电池，锌失去电子转化为锌离子，锌棒变细，氢离子在铜棒上得电子生成氢气，铜棒不会变粗；C项，②装置实现了化学能到电能的转化，但电解质H2SO4接触锌棒导致部分化学能转化为热能；D项，在①②装置中，锌均失去电子发生氧化反应。
核心素养
目标一　原电池的工作原理及正负极的判断
例1 (1)将Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4中组成原电池，写出电极名称及电极反应式：
Al片(　　)__________________________________；
Cu片(　　)___________________________________。
　2Al－6e－===2Al3＋
负极
正极
6H＋＋6e－===3H2↑
(2)若将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？_____ (填“能”或“不能”)。若不能，则不用回答下面的问题；若能，写出电极名称及电极反应式：
Al片(　　)__________________________________；
Cu片(　　)__________________________________。
能
正极
＋2e－===2NO2↑＋2H2O　
负极
Cu－2e－===Cu2＋
状元随笔　(1)原电池正、负极判断的基础是氧化还原反应，如果给出电池的总反应，可以直接根据化合价的升降来判断。发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。
(2)原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关，如Mg、Al、稀硫酸构成的原电池中，Mg作负极，Al作正极；但若以NaOH溶液作电解质溶液，则Al作负极，Mg作正极，因为Mg不能与NaOH溶液反应而Al能。
易错：较活泼的金属不一定作原电池的负极，哪种电极材料容易与电解质溶液反应，哪种物质就作负极。
[提升1]　氮的化合物可以通过电化学转化，如图为NO转化为NO2的工作原理示意图，下列说法正确的是(　　)
A．Pt电极上发生的是氧化反应
B．Pt电极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转化1 mol NO，消耗O2的体积为11.2 L
D．外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动
答案：D
解析：Pt电极上氧气得到电子转化为O2－，Pt电极作正极，发生还原反应，A错、B错；没有指明温度和压强，无法确定氧气的体积，C错；NiO是负极，NO失去电子，外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动，D对。
关键能力
　原电池工作原理
(1)原理图示

(2)电极名称与反应类型
正极→还原反应；负极→氧化反应。
(3)电子流向：负极→正极。
(4)电流方向：正极→负极。
(5)离子流向：阳离子→正极；阴离子→负极。
状元随笔
目标二　原电池原理的应用
例2 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，设计成带盐桥的原电池。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)请将原电池的装置图补充完整，在括号内填上正负极的材料、电解质溶液。
解析：(1)依据原电池原理分析，氧化还原反应中Fe3＋在正极上得电子发生还原反应，I－在负极上失电子发生氧化反应，负极所在的电解质溶液为KI溶液，正极所在的电解质溶液为FeCl3溶液。电极材料可选取惰性电极，如石墨或其他不活泼的金属。
(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。
2I－－2e－===I2
无
负
解析： (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，从左到右和从右到左移动的电子数目相等，故无电流产生。
(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2的平衡逆向移动，此时Fe2＋失电子，电极变成负极。
状元随笔　(1)原电池产生电流的本质是两极存在电势差。该电势差驱使电子在两极间发生转移，发生氧化还原反应，而不是因为发生氧化还原反应而产生电势差。
(2)原电池两极材料的活泼性不同造成了失电子的能力不同，负极失电子能力更强。所以负极失电子，电子沿导线流向正极，电子的定向移动形成电流。
[提升2]　有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应。则四种金属的活动性顺序为(　　)
A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．B>D>C>A
答案：B
解析：①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极，A的活泼性大于B；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D，C是负极，C的活泼性大于D；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡，A是负极、C是正极，A的活泼性大于C；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应，D是负极，D的活泼性大于B；所以四种金属的活动性顺序为A>C>D>B。
关键能力
(1)加快化学反应速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，反应加快。
(2)比较金属的活动性强弱
对于酸性电解质，一般是作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性较弱。
(3)设计原电池
原电池的设计一定要满足构成原电池的几个条件。设计思路：以自发发生的氧化还原反应为基础，把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应，以两极反应为依据，确定电极材料及电解质溶液，最后画出装置图。
当堂评价
1．[2022·太原高二检测]某兴趣小组设计了如图所示原电池装置(盐桥中吸附有K2SO4饱和溶液)。下列说法正确的是(　　)
A．该原电池的正极反应是
Cu2＋＋2e－===Cu
B．甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅
C．盐桥中的流向甲烧杯
D．若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，
电流表指针反向偏转
答案：B
解析：A项，正极发生还原反应，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，错误；B项，左边烧杯中发生Fe3＋＋e－===Fe2＋，则左烧杯中溶液的红色逐渐变浅，正确；C项，阴离子向原电池的负极移动，错误；D项，若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，铜被氧化，铜为负极，电流表指针偏转方向不变，错误。
2．(双选)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂 KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 (　　)
A．在外电路中，电流由铜电极流向银电极
B．正极反应为Ag＋＋e－===Ag
C．实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
答案：BD
解析：A项Cu为负极，电子由Cu电极流向Ag电极；C项取出盐桥，电池不能形成闭合回路，不能继续工作。
3．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为离子导体，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(　　)
A．水既是氧化剂又是溶剂
B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动
D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
答案：C
解析：这种电池名称叫锂水电池。可推测其总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，再写出其电极反应：负极为2Li－2e－===2Li＋；正极为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，结合选项分析A、B、D都是正确的。
4．某学习小组用如图所示装置A、B分别探究金属锌与稀硫酸的反应，实验过程中A烧杯内的溶液温度升高，B烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。
(1)A烧杯中反应的离子方程式为________________________。
(2)B中Zn板是____极，发生的电极反应是________________，Cu板上的现象是____________，发生的电极反应是_______________。
(3)从能量转化的角度来看，A、B中反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物总能量，A中是将化学能转变为_____，B中主要是将化学能转变为______。
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
负
Zn－2e－===Zn2＋
有无色气体产生
2H＋＋2e－===H2↑
大于
热能
电能
解析：(1)锌与氢离子反应生成锌离子与氢气，离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；(2)锌－铜－稀硫酸原电池中，活泼金属锌作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，氢离子在正极铜上得电子产生氢气，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；
(3)A烧杯中温度升高，该反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量；该反应将化学能转化成热能，原电池是将化学能转化成电能；
(4)该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是______(填字母序号)。
A．原电池反应的过程中一定有电子转移
B．原电池装置需要2个电极
C．电极一定不能参加反应
D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
ABD
解析： 原电池要有自发进行的氧化还原反应发生，一定有电子的转移，故A正确；原电池的构成条件必须有两个电极，故B正确；活泼金属作负极失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，一般负极溶解，正极质量增加或析出气体，故C错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故D正确。
5．某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，完成下列问题：
(1)写出上述原电池的电极反应式和电池总方程式。
(2)分析盐桥的作用是什么？并指出盐桥中和Cl－的移动方向。
(3)若反应一段时间后锌棒和铜棒的质量相差6.45 g，计算电路中转移的电子的物质的量。
(4)当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中浓度最大的阳离子是哪种离子？
负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：Cu2＋＋2e－===Cu；
总方程式：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
形成闭合回路，使两烧杯溶液中保持电中性向乙烧杯(正极)移动，Cl－向甲烧杯(负极)移动
0.1 mol
解析：(1)锌棒作原电池的负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；铜棒作原电池的正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。电池的总反应为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。(2)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供和Cl－，构成闭合回路，同时使两烧杯溶液中保持电中性。在反应过程中盐桥中的向乙烧杯(正极)移动，Cl－向甲烧杯(负极)移动。(3)Zn作负极，发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，故锌棒的质量会减少。Cu作正极，发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，铜棒质量会增加。因此转移2 mol e－时锌棒质量减少65 g，铜棒质量增加64 g，两者质量差为129 g，因此质量相差6.45 g时电路转移的电子为0.1 mol。(4)反应过程中，溶液为了保持电中性，Cl－将进入甲烧杯进入乙烧杯。当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中有0.1 mol Cu2＋消耗，还剩余0.1 mol Cu2＋，有进入乙烧杯，故乙烧杯中浓度最大的阳离子是。
练后反思
原电池中电子和离子的移动方向
(1)外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反。
(2)内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由负极流向正极，具体情况如图所示。
提醒：(1)只有自发发生的放热的氧化还原反应才能设计成原电池。
(2)活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应(原电池中“负极氧化，正极还原”)。
(3)电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥(电子不下水，离子不上岸或电子走旱路，离子走水路)。
(4)负极失去的电子总数一定等于正极得到的电子总数。
(5)对于同一反应，原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快。第2节　化学能转化为电能—电池
第1课时　原电池的工作原理
核心微网络
素养新目标
1.通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的原理及其构成条件。
2．了解根据电流的方向判断原电池的正、负极的方法，了解电极反应的概念。
学业基础——自学·思记·尝试
一、原电池
1．原电池：将________能转化为________能的装置。
2．简单原电池的构成条件
(1)两个____________的金属(或一种金属与一种能导电的非金属)电极；
(2)离子导体；
(3)形成________回路(用导线连接或直接接触)；
(4)能________进行的氧化还原反应。
二、工作原理
1．装置
2．实验现象
检流计指针 电极表面变化情况
Ⅰ 发生________ 锌片质量________，铜片质量________
Ⅱ 发生________ 锌片质量________，铜片质量________
3.铜锌原电池工作原理分析：
负极 正极
电极材料 锌片 铜片
电极反应 ________ ________
反应类型 ________反应 ________反应
电池反应 Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
电子流向 由________极流向________极
离子移向 阳离子移向________极，阴离子移向________极
盐桥作用 构成闭合回路，使离子通过，传导电流
状元随笔　单液原电池和双液原电池的比较
相同点：都能发生氧化还原反应；都有两个电极；都能产生电流；外电路均是电子的定向移动，内电路均是离子的定向移动。
不同点：单液电池Zn和Cu2＋直接接触，两个半反应在同一区域进行，能量转化率低，电流强度弱、不稳定，持续时间短。双液电池Zn和Cu2＋不直接接触，两个半反应在不同区域进行。能量转化率高，电流强度大、稳定，持续时间长。
【即学即练】
1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)原电池工作时电子是从正极流出，经导线流入负极(　　)
(2)铜锌原电池中若将盐桥移走，仍可构成原电池。(　　)
(3)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。(　　)
(4)CaO＋H2O===Ca(OH)2是放热反应，可设计成原电池。(　　)
(5)反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能以原电池的形式来实现。(　　)
2．[2022·泰安高二检测]关于如图所示装置的叙述，正确的是(　　)
A．铜是阳极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
3．(双选)如图所示的装置中有电流产生，以下说法不正确的是(　　)
A．Fe是负极，C是正极
B．负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D．电流由Fe电极流向石墨电极
4．[2022·南京高二检测]有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验 装置
部分 实验 现象 a极质量减小；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)
A．a>b>c>d B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a>b>d>c
5．(双选)[2022·合肥高二检测]如图，下列说法不正确的是(　　)
A．在①装置中锌棒逐渐变细，铜棒无变化
B．在②装置中锌棒逐渐变细，铜棒逐渐变粗
C．在②装置中部分化学能转化成了热能
D．在①②装置中锌棒均被还原
核心素养——合作·探究·分享
目标一　原电池的工作原理及正负极的判断
例1 (1)将Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4中组成原电池，写出电极名称及电极反应式：
Al片(　　)__________________________________________________________________；
Cu片(　　)__________________________________________________________________。
(2)若将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？________(填“能”或“不能”)。若不能，则不用回答下面的问题；若能，写出电极名称及电极反应式：
Al片(　　)_________________________________________________________________；
Cu片(　　)________________________________________________________________。
状元随笔　(1)原电池正、负极判断的基础是氧化还原反应，如果给出电池的总反应，可以直接根据化合价的升降来判断。发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。
(2)原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关，如Mg、Al、稀硫酸构成的原电池中，Mg作负极，Al作正极；但若以NaOH溶液作电解质溶液，则Al作负极，Mg作正极，因为Mg不能与NaOH溶液反应而Al能。
易错：较活泼的金属不一定作原电池的负极，哪种电极材料容易与电解质溶液反应，哪种物质就作负极。
[提升1]　氮的化合物可以通过电化学转化，如图为NO转化为NO2的工作原理示意图，下列说法正确的是(　　)
A．Pt电极上发生的是氧化反应
B．Pt电极的电极反应式为
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转化1 mol NO，消耗O2的体积为11.2 L
D．外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动
关键能力
　原电池工作原理
(1)原理图示
(2)电极名称与反应类型
正极→还原反应；负极→氧化反应。
(3)电子流向：负极→正极。
(4)电流方向：正极→负极。
(5)离子流向：阳离子→正极；阴离子→负极。
状元随笔
目标二　原电池原理的应用
例2 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，设计成带盐桥的原电池。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)请将原电池的装置图补充完整，在括号内填上正负极的材料、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。
状元随笔　(1)原电池产生电流的本质是两极存在电势差。该电势差驱使电子在两极间发生转移，发生氧化还原反应，而不是因为发生氧化还原反应而产生电势差。
(2)原电池两极材料的活泼性不同造成了失电子的能力不同，负极失电子能力更强。所以负极失电子，电子沿导线流向正极，电子的定向移动形成电流。
[提升2]　有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应。则四种金属的活动性顺序为(　　)
A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．B>D>C>A
关键能力
(1)加快化学反应速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，反应加快。
(2)比较金属的活动性强弱
对于酸性电解质，一般是作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性较弱。
(3)设计原电池
原电池的设计一定要满足构成原电池的几个条件。设计思路：以自发发生的氧化还原反应为基础，把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应，以两极反应为依据，确定电极材料及电解质溶液，最后画出装置图。
当堂评价——夯实·测控·演练
1．[2022·太原高二检测]某兴趣小组设计了如图所示原电池装置(盐桥中吸附有K2SO4饱和溶液)。下列说法正确的是(　　)
A．该原电池的正极反应是Cu2＋＋2e－===Cu
B．甲烧杯中溶液的红色逐渐变浅
C．盐桥中的流向甲烧杯
D．若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转
2．(双选)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂 KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 (　　)
A．在外电路中，电流由铜电极流向银电极
B．正极反应为Ag＋＋e－===Ag
C．实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
3．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为离子导体，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(　　)
A．水既是氧化剂又是溶剂
B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动
D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
4．某学习小组用如图所示装置A、B分别探究金属锌与稀硫酸的反应，实验过程中A烧杯内的溶液温度升高，B烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。
(1)A烧杯中反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)B中Zn板是________极，发生的电极反应是________________，Cu板上的现象是________，发生的电极反应是____________。
(3)从能量转化的角度来看，A、B中反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物总能量，A中是将化学能转变为________，B中主要是将化学能转变为________。
(4)该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是________(填字母序号)。
A．原电池反应的过程中一定有电子转移
B．原电池装置需要2个电极
C．电极一定不能参加反应
D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
5．某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，完成下列问题：
(1)写出上述原电池的电极反应式和电池总方程式。
(2)分析盐桥的作用是什么？并指出盐桥中和Cl－的移动方向。
(3)若反应一段时间后锌棒和铜棒的质量相差6.45 g，计算电路中转移的电子的物质的量。
(4)当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中浓度最大的阳离子是哪种离子？
练后反思
原电池中电子和离子的移动方向
(1)外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反。
(2)内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由负极流向正极，具体情况如图所示。
提醒：(1)只有自发发生的放热的氧化还原反应才能设计成原电池。
(2)活泼性强的金属不一定作负极，但负极一定发生氧化反应(原电池中“负极氧化，正极还原”)。
(3)电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥(电子不下水，离子不上岸或电子走旱路，离子走水路)。
(4)负极失去的电子总数一定等于正极得到的电子总数。
(5)对于同一反应，原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快。
第2节　化学能转化为电能——电池
第1课时　原电池的工作原理
学 业 基 础
一、
1．化学　电
2．(1)活泼性不同　(3)闭合　(4)自发
二、
2．偏转　减少　增加　偏转　减少　增加
3．Zn—2e－===Zn2＋　Cu2＋＋2e－===Cu　氧化　还原　锌　铜　正　负
【即学即练】
1．答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
2．解析：从图中可以看出这是原电池，原电池的电极名称应说是正、负极，故A错；而原电池是活泼金属被消耗，故B错；负极(Zn)的电子经导线流向正极(Cu)，故电流方向与电子流向相反，故C错。
答案：D
3．解析：图示装置为原电池，负极(Fe)：Fe－2e－===Fe2＋，正极(C)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，A项正确，B项不正确；内电路中，Fe电极失电子，生成Fe2＋，吸引阴离子，C项正确；外电路中，电流由正极(C)流向负极(Fe)，D项不正确。
答案：BD
4．解析：由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性a>b，对于第二个装置，依据还原性规律知，金属活动性b>c，第三个装置的金属活动性d>c，由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性d>a。
答案：C
5．解析：A项，在①装置中锌与氢离子反应生成锌离子和氢气，锌棒变细，铜不与氢离子反应，铜棒没有变化；B项，在②装置中锌棒与铜棒通过导线连接形成闭合回路，构成原电池，锌失去电子转化为锌离子，锌棒变细，氢离子在铜棒上得电子生成氢气，铜棒不会变粗；C项，②装置实现了化学能到电能的转化，但电解质H2SO4接触锌棒导致部分化学能转化为热能；D项，在①②装置中，锌均失去电子发生氧化反应。
答案：BD
核 心 素 养
[例1]　解析：(2)Al遇浓HNO3钝化，Cu与浓HNO3发生反应的离子方程式为===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，由此反应可判定负极为Cu片，其电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极为Al片，用总反应式减去负极反应式可得到正极反应式。
答案：(1)负极　2Al－6e－===2Al3＋　正极　6H＋＋6e－===3H2↑
(2)能　正极　＋2e－===2NO2↑＋2H2O　负极　Cu－2e－===Cu2＋
[提升1]　解析：Pt电极上氧气得到电子转化为O2－，Pt电极作正极，发生还原反应，A错、B错；没有指明温度和压强，无法确定氧气的体积，C错；NiO是负极，NO失去电子，外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动，D对。
答案：D
[例2]　解析：(1)依据原电池原理分析，氧化还原反应中Fe3＋在正极上得电子发生还原反应，I－在负极上失电子发生氧化反应，负极所在的电解质溶液为KI溶液，正极所在的电解质溶液为FeCl3溶液。电极材料可选取惰性电极，如石墨或其他不活泼的金属。
(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，从左到右和从右到左移动的电子数目相等，故无电流产生。
(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2的平衡逆向移动，此时Fe2＋失电子，电极变成负极。
答案：(1)如图
(2)2I－－2e－===I2　(3)无　(4)负
[提升2]　解析：①A、B用导线相连后，同时插入稀H2SO4中，A极为负极，A的活泼性大于B；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电子由C→导线→D，C是负极，C的活泼性大于D；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4，C极产生大量气泡，A是负极、C是正极，A的活泼性大于C；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应，D是负极，D的活泼性大于B；所以四种金属的活动性顺序为A>C>D>B。
答案：B
当 堂 评 价
1．解析：A项，正极发生还原反应，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，错误；B项，左边烧杯中发生Fe3＋＋e－===Fe2＋，则左烧杯中溶液的红色逐渐变浅，正确；C项，阴离子向原电池的负极移动，错误；D项，若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，铜被氧化，铜为负极，电流表指针偏转方向不变，错误。
答案：B
2．解析：A项Cu为负极，电子由Cu电极流向Ag电极；C项取出盐桥，电池不能形成闭合回路，不能继续工作。
答案：BD
3．解析：这种电池名称叫锂水电池。可推测其总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，再写出其电极反应：负极为2Li－2e－===2Li＋；正极为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，结合选项分析A、B、D都是正确的。
答案：C
4．解析：(1)锌与氢离子反应生成锌离子与氢气，离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；(2)锌－铜－稀硫酸原电池中，活泼金属锌作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，氢离子在正极铜上得电子产生氢气，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；
(3)A烧杯中温度升高，该反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量；该反应将化学能转化成热能，原电池是将化学能转化成电能；
(4)原电池要有自发进行的氧化还原反应发生，一定有电子的转移，故A正确；原电池的构成条件必须有两个电极，故B正确；活泼金属作负极失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，一般负极溶解，正极质量增加或析出气体，故C错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故D正确。
答案：(1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　(2)负　Zn－2e－===Zn2＋　有无色气体产生　2H＋＋2e－===H2↑　(3)大于　热能　电能　(4)ABD
5．解析：(1)锌棒作原电池的负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；铜棒作原电池的正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。电池的总反应为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋。(2)盐桥的作用是向甲、乙两烧杯中提供和Cl－，构成闭合回路，同时使两烧杯溶液中保持电中性。在反应过程中盐桥中的向乙烧杯(正极)移动，Cl－向甲烧杯(负极)移动。(3)Zn作负极，发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，故锌棒的质量会减少。Cu作正极，发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，铜棒质量会增加。因此转移2 mol e－时锌棒质量减少65 g，铜棒质量增加64 g，两者质量差为129 g，因此质量相差6.45 g时电路转移的电子为0.1 mol。(4)反应过程中，溶液为了保持电中性，Cl－将进入甲烧杯进入乙烧杯。当外电路中转移0.2 mol电子时，乙烧杯中有0.1 mol Cu2＋消耗，还剩余0.1 mol Cu2＋，有进入乙烧杯，故乙烧杯中浓度最大的阳离子是。
答案：(1)负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：Cu2＋＋2e－===Cu；总方程式：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
(2)形成闭合回路，使两烧杯溶液中保持电中性向乙烧杯(正极)移动，Cl－向甲烧杯(负极)移动
(3)0.1 mol　(共48张PPT)
第2课时　化学电源
学业基础
核心素养
当堂评价
核心微网络
素养新目标
1. 了解常见的化学电源。
2．了解常见化学电源的工作原理。
学业基础
一、化学电源
1．化学电源是将_____能转化为____能的实用装置。
2．分类
化学
电
原电池
电解池
燃料
氧化剂
状元随笔
项目 一次电池 二次电池(可充电电池)
概念 电池中的活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度，就不能使用的电池 放电后可以再充电而使活性物质获得再生的电池
特点 一次性使用，活性物质由内部提供 多次重复使用，活性物质由内部提供
种类 酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池 铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池
二、常见的化学电源
1．锌锰干电池
项目 酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池
电极 ________作负极，________作正极 电解质 氯化铵和氯化锌 氢氧化钾
电极反应 负极 _______________ _______________________
正极 _______________ _______________ ________________
_________________
电池反应 2MnO2＋Zn＋2NH4Cl===ZnCl2＋2NH3＋H2O＋Mn2O3 Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH
锌筒
石墨
Zn－2e－===Zn2＋
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
＋2e－===2NH3＋H2O＋Mn2O3
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
2.铅蓄电池
(1)电池构造
H2SO4(aq)
PbO2
Pb
(2)放电时的反应。
项目 反应方程式
负极 __________________________
正极 _________________________________
充、放电时的 电池反应 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
－2e－===PbSO4
＋2e－===PbSO4＋2H2O
3.燃料电池
(1)原理(电极反应及电池反应)
项目 酸性燃料电池 碱性燃料电池
电极 石墨电极材料 离子导体 磷酸等酸性溶液 ________溶液 电极反应 负极 _______________ ______________________ 正极 ________ ________ ________ ________ 电池反应 ______________________________ (2)优点：能量利用效率高、污染轻、可连续使用。
KOH
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
O2＋4H＋＋4e－
===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H2＋O2===2H2O
状元随笔　(1)燃料电池的工作原理
燃料电池以燃料(如氢气、甲烷、甲醇和乙醇等)为负极反应物，以氧化剂(如O2)为正极反应物，使用不同的离子导体(如KOH溶液、H3PO4溶液、熔融碳酸盐、固体电解质或质子交换膜等)实现一个相当于燃烧反应的电池反应，将化学能转化为电能。
(2)燃料电池的特点
①电极材料本身不参与电极反应，电池的正、负极反应物分别是氧化剂和燃料。
②工作时，将燃料和氧化剂分别不断地输入电池的两极，在负极发生氧化反应，在正极发生还原反应。
③通入燃料(如H2)的一极为负极，通入氧化剂(如O2)的一极为正极。
④能量转化率远高于普通燃烧过程。
【即学即练】
1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)燃料电池就是可燃性物质在电极上燃烧。(　　)
(2)二次电池不可充电。(　　)
(3)锌锰干电池是一次电池。(　　)
×
×
√
2．下列电池工作时，氧气在正极放电的是(　　)
答案：B
解析：燃料电池中在正极放电的物质都是氧气。
3．已知某镍镉(Ni Cd)电池的离子导体为KOH溶液，其充、放电按下
式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O 。有关该电池的说法正确的是(　　)
A．充电时阳极的反应式为
Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O
B．充电时将镍镉电池的正极与外加直流电源的负极相连
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时离子导体中的OH－向正极移动
答案：A
解析：充电时，该装置是电解池，阳极上电极反应式为：－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，故A正确；充电时该装置是电解池，将镍镉电池的正极与外加直流电源的正极相连，故B错误；放电时，负极上电极反应式为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，所以碱性减弱，故C错误；放电时，离子导体中氢氧根离子向负极移动，故D错误。
4．(双选)如图为利用电化学方法处理有机废水的原理示意图。下列说法正确的是(　　)

A．工作时，a极的电势低于b极的电势
B．工作一段时间之后，a极区溶液的pH减小
C．a、b极不能使用同种电极材料
D．b极的电极反应式为===＋9H＋
答案：BD
解析：b电极上CH3COO－转化为，碳元素的化合价升高，说明b为原电池负极，则a为原电池的正极，所以a极的电势高于b极的电势，A项错误；b电极CH3COO－失去电子生成，电极反应式为===＋9H＋，生成的H＋可以通过质子
交换膜进入a电极区，在正极上，反应为 ＋4H＋＋8e－―→
＋4Cl－，
氢离子未被完全消耗导致a极区溶液pH减小，B项正确；据图可知，该装置是燃料电池，能使用同种电极材料，C项错误；根据上述分析可知，b电极CH3COO－失去电子生成，电极反应式为===＋9H＋，D项正确。
5．锂 空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A．放电时Li＋由B极向A极移动
B．电池放电反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH
C．B电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．电解液a可以为氯化锂溶液
答案：B
解析：在锂－空气电池中，A(金属锂)为负极，其反应式是Li－e－===Li＋；B为正极，其反应式是O2＋4e－＋2H2O===4OH－；总反应式是4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。原电池工作过程中，溶液中的Li＋(阳离子)移向B极(正极)；金属锂能与水反应，电解质中不能含有水，故不能用氯化锂溶液作为电解液。
6．(双选)(教材习题改编)纽扣电池一般来说常见的有充电的和不充电的两种，充电的包括3.6 V可充锂离子扣式电池和3 V可充锂离子扣式电池；不充电的包括3 V锂锰扣式电池及1.5 V碱性锌锰扣式电池。纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，离子导体为KOH溶液。放电时两个电极反应分别为
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
下列说法中，正确的是 (　　)

A．锌是负极，氧化银是正极
B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
C．当电池中通过0.2 mol电子时，正极质量减少6.5 g
D．在电池使用过程中，负极区溶液的碱性减弱
答案：AD
解析：根据放电时两个电极的电极反应式可知，Zn发生氧化反应是负极，氧化银发生还原反应是正极，A正确，B不正确；当原电池中通过0.2 mol电子时，正极Ag2O～2Ag，所以质量减少1.6 g，C不正确；根据负极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O可知，负极区反应消耗OH－并生成H2O，溶液碱性减弱，D正确。
核心素养
例1 (双选)某单液电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s) 2Ag(s)＋2HCl。下列说法错误的是(　　)

A．放电时，左边电极为负极
B．放电时，溶液中H＋向右边电极移动
C．充电时，右边电极上发生的电极反应式： Ag－e－===Ag＋
D．充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻2 g
答案：CD
解析：由图示分析可知，放电时左边电极发生氧化反应，为电池的负极，A项对；由A项分析可知，放电时左边为电池的负极，则右边为电池的正极，工作时阳离子向正极移动，即H＋向右边电极移动，B项对；充电时左边电极为阴极，发生还原反应，即2H＋＋2e－===H2↑；右边电极为阳极，发生氧化反应，即Ag－e－＋Cl－===AgCl，C项错；
由反应2HCl＋2Ag(s) 2AgCl(s)＋H2↑可知，充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液中会减少2 mol HCl，则减少的质量为73 g，D项错。
状元随笔　(1)由电极反应式书写电池反应式时，正、负极反应式进行相加，应注意电子得失要相等。
(2)利用总反应式减去其中一极的反应式得到另一极的反应式时，也要注意电子守恒。
(3)电池反应和电极反应式中，弱电解质、气体或难溶物均以化学式表示，其余以离子符号表示。
[提升1]　按要求写出电极反应式或总反应方程式。
(1)肼(N2H4)—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为
____________________________________。
(2)K2FeO4－Zn可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应为_______________________________，该电池总反应的离子方程式为___________________________________________。
N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O
＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－
＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
解析：(1)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，O2在正极反应，负极是肼发生氧化反应：N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O。(2)K2FeO4－Zn组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料中＋6价铁元素被还原为Fe(OH)3中＋3价铁元素，其电极反应式为＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－；书写总反应离子方程式的关键是抓住Fe和Zn的存在形式分别是Fe(OH)3和Zn(OH)2。
(3)铝电池性能优越，Al－Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为
______________________________________________________。
2Al＋3Ag2O＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]＋6Ag
解析： Al作负极，Ag2O/Ag作正极，NaOH和Na[Al(OH)4]溶液是电解质溶液，生成物是Na[Al(OH)4]、Ag。
状元随笔　(1)电池的一般解题思路
①已知电池反应，根据化合价升降，确定正负极反应的物质。②注意电解质溶液可能参与电极反应，判断电极反应式的对错或电解质溶液pH的变化。
(2)书写电极反应式的方法
①将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应。总反应减去一电极反应式即得到另一电极反应式。②负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物与溶液的酸碱性有关(如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中则以形式存在)。
关键能力
1.一般电极反应式的书写步骤
2．给出总反应式，写电极反应式
如果题目给出的是总反应式，先分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再写出较简单一极的电极反应式，另一极的电极反应式可通过总反应式减去已写出的电极反应式即可得出。特别需要指出的是对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池的工作原理，充电的过程则应用电解池的工作原理。
目标二　燃料电池
例2 甲烷燃料电池在不同环境下电极反应式的书写：
(1)酸性条件下负极反应式：__________________________________。
(2)碱性条件下负极反应式:____________________________________。
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
===＋7H2O
解析：(1)酸性条件下电池总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O ②，①－②×2，得负极反应式：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。(2)碱性条件下电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O ①，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ②，①－②×2，得负极反应式：＋7H2O。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)负极反应式：
___________________________________________。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极反应式：_____________________________________________。
CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
－8e－===5CO2＋2H2O
解析： (3)固体电解质(高温下能传导O2－)的电池总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①，正极反应式为O2＋4e－===2O2－ ②，①－②×2，得负极反应式：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下的电池总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①，正极反应式为=== ②，①－②×2，得燃料电池负极反应式：－8e－===5CO2＋2H2O。
状元随笔　氢氧燃料电池在不同介质中发生的电极反应
介质 电池反应：2H2＋O2===2H2O
酸性 (H＋) 负极 2H2－4e－===4H＋
正极 O2＋4H＋＋4e－===2H2O
中性 (Na2SO4) 负极 2H2－4e－===4H＋
正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
碱性 (NaOH) 负极 2H2－4e－＋4OH－===4H2O
正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
[提升2]　科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．电极a为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．电路中每通过4 mol电子，在正极
消耗44.8 L H2S
D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋
经质子膜进入正极区
答案：C
解析：根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极b为正极，电极a为负极，A项对；电极b为正极，氧气得电子与H＋反应生成水，B项对；从装置图可以看出，电池总反应为2H2S＋O2===S2＋2H2O，电路中每通过4 mol电子，正极消耗1 mol O2，负极有2 mol H2S反应，C项错；17 g H2S即0.5 mol H2S，每0.5 mol H2S参与反应会消耗0.25 mol O2，根据正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O可知，有1 mol H＋经质子膜进入正极区，D项对。
状元随笔　(1)燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋，水溶液中不能出现O2－，而固体电解质中O2被还原为O2－。
(2)正负两极的电极反应在得失电子守恒的前提下相加，所得到的电池反应相当于燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加。
关键能力
三步突破燃料电池电极反应式的书写
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基本一致，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＋2H2O①，CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②，①＋②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)中性或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：===。
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，所以两个反应式相减时要彻底消除O2。
当堂评价
1．锌、铁、镁、铝、锂等金属都可以用在金属燃料电池中，电池的基本结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电池工作时，电子沿M→电解液→电极流动
B．若M为铝，溶液的pH将不断变大
C．若M为镁，电池总的化学方程式为
2Mg＋O2===2MgO
D．若M为铁，则负极的电极反应式为
Fe－2e－===Fe2＋
答案：D
2．燃料电池是一种利用能源物质的新形式，比如我们可用熔融的K2CO3作离子导体，惰性材料作电极，一极通CH2===CH2，另一极通O2、CO2。下列说法中不正确的是(　　)
A．电池的总反应式为CH2===CH2＋3O2 2CO2＋2H2O
B．正极发生的电极反应为
===
C．负极发生的电极反应为===－12e－===8CO2＋2H2O
D．通入乙烯的一极为正极
答案：D
3．一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．使用碱性电解质水溶液
B．放电时，正极反应包括
3Mg2＋＋MgS8－6e－===4MgS2
C．使用的隔膜是阳离子交换膜
D．充电时，电子从Mg电极流出
答案：C
4．(双选)利用原电池原理，在室温下从含低浓度铜的酸性废水中回收铜的实验装置如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．电极1为负极
B．Y为阳离子选择性交换膜
C．电极2上只有Cu析出
D．负极的电极反应式：H－e－
===＋4H2O
答案：BC
5.

锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中离子导体LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过离子导体迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。
回答下列问题：
(1)外电路的电流方向是由___极流向____极。(填字母)
(2)电池正极反应式为______________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？____ (填“是”或“否”)，原因是_____________________________。
b
a
MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
否
电极Li是活泼金属，能与水反应
6．CO与H2反应可制备CH3OH，由CH3OH和O2构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电极的电极反应式为________________________________。
若外电路中转移2 mol电子，则上述燃料电池所消耗的O2在标准状况下的体积为______ L。
负极
CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋
11.2
解析：根据图中的电子流向知c是负极，此极上甲醇发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，电路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，即标准状况下消耗O2体积为11.2 L。
练后反思
(1)一次电池只能放电，不能充电，二次电池可以反复充电和放电。
(2)可充电电池放电时是一个原电池，将化学能转化为电能；充电时是一个电解池，将电能转化为化学能。
(3)可充电电池充电时，可充电电池的负极与直流电源的负极相连，可充电电池的正极与直流电源的正极相连。
(4)二次电池放电时负极反应与充电时阴极反应互为逆反应；正极反应与充电时阳极反应互为逆反应。
(5)书写燃料电池的电极反应式时，要注意离子导体的酸碱性，在碱性溶液中，电极反应式中不能出现H＋，在酸性溶液中，电极反应式中不能出现OH－。第2课时　化学电源
核心微网络
素养新目标
1.了解常见的化学电源。
2．了解常见化学电源的工作原理。
学业基础——自学·思记·尝试
一、化学电源
1．化学电源是将________能转化为________能的实用装置。
2．分类
状元随笔
项目 一次电池 二次电池(可充电电池)
概念 电池中的活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度，就不能使用的电池 放电后可以再充电而使活性物质获得再生的电池
特点 一次性使用，活性物质由内部提供 多次重复使用，活性物质由内部提供
种类 酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池 铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池
二、常见的化学电源
1．锌锰干电池
项目 酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池
电极 ________作负极，________作正极
电解质 氯化铵和氯化锌 氢氧化钾
电极反应 负极 ________ ________
正极 ________ ________ ________ ________
电池 反应 2MnO2＋Zn＋2NH4Cl===ZnCl2＋2NH3＋H2O＋Mn2O3 Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH
2.铅蓄电池
(1)电池构造
(2)放电时的反应。
项目 反应方程式
负极 __________________________
正极 __________________________
充、放电时的 电池反应 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
3.燃料电池
(1)原理(电极反应及电池反应)
项目 酸性燃料电池 碱性燃料电池
电极 石墨电极材料
离子导体 磷酸等酸性溶液 ________溶液
电极反应 负极 ________ ________
正极 ________ ________ ________ ________
电池反应 ______________________________
(2)优点：能量利用效率高、污染轻、可连续使用。
状元随笔　(1)燃料电池的工作原理
燃料电池以燃料(如氢气、甲烷、甲醇和乙醇等)为负极反应物，以氧化剂(如O2)为正极反应物，使用不同的离子导体(如KOH溶液、H3PO4溶液、熔融碳酸盐、固体电解质或质子交换膜等)实现一个相当于燃烧反应的电池反应，将化学能转化为电能。
(2)燃料电池的特点
①电极材料本身不参与电极反应，电池的正、负极反应物分别是氧化剂和燃料。
②工作时，将燃料和氧化剂分别不断地输入电池的两极，在负极发生氧化反应，在正极发生还原反应。
③通入燃料(如H2)的一极为负极，通入氧化剂(如O2)的一极为正极。
④能量转化率远高于普通燃烧过程。
【即学即练】
1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)燃料电池就是可燃性物质在电极上燃烧。(　　)
(2)二次电池不可充电。(　　)
(3)锌锰干电池是一次电池。(　　)
2．下列电池工作时，氧气在正极放电的是(　　)
3．已知某镍镉(Ni Cd)电池的离子导体为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O。有关该电池的说法正确的是(　　)
A．充电时阳极的反应式为
Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O
B．充电时将镍镉电池的正极与外加直流电源的负极相连
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时离子导体中的OH－向正极移动
4．(双选)如图为利用电化学方法处理有机废水的原理示意图。下列说法正确的是(　　)
A．工作时，a极的电势低于b极的电势
B．工作一段时间之后，a极区溶液的pH减小
C．a、b极不能使用同种电极材料
D．b极的电极反应式为
===＋9H＋
5．锂 空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A．放电时Li＋由B极向A极移动
B．电池放电反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH
C．B电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．电解液a可以为氯化锂溶液
6．(双选)(教材习题改编)纽扣电池一般来说常见的有充电的和不充电的两种，充电的包括3.6 V可充锂离子扣式电池和3 V可充锂离子扣式电池；不充电的包括3 V锂锰扣式电池及1.5 V碱性锌锰扣式电池。纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，离子导体为KOH溶液。放电时两个电极反应分别为
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
下列说法中，正确的是 (　　)
A．锌是负极，氧化银是正极
B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
C．当电池中通过0.2 mol电子时，正极质量减少6.5 g
D．在电池使用过程中，负极区溶液的碱性减弱
核心素养——合作·探究·分享
目标一　化学电源电极方程式的书写
例1 (双选)某单液电池如图所示，其反应原理为H2＋2AgCl(s)2Ag(s)＋2HCl。下列说法错误的是(　　)
A．放电时，左边电极为负极
B．放电时，溶液中H＋向右边电极移动
C．充电时，右边电极上发生的电极反应式： Ag－e－===Ag＋
D．充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液减轻2 g
状元随笔　(1)由电极反应式书写电池反应式时，正、负极反应式进行相加，应注意电子得失要相等。
(2)利用总反应式减去其中一极的反应式得到另一极的反应式时，也要注意电子守恒。
(3)电池反应和电极反应式中，弱电解质、气体或难溶物均以化学式表示，其余以离子符号表示。
[提升1]　按要求写出电极反应式或总反应方程式。
(1)肼(N2H4)—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)K2FeO4－Zn可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应为__________________________，该电池总反应的离子方程式为________________________________。
(3)铝电池性能优越，Al－Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
状元随笔　(1)电池的一般解题思路
①已知电池反应，根据化合价升降，确定正负极反应的物质。②注意电解质溶液可能参与电极反应，判断电极反应式的对错或电解质溶液pH的变化。
(2)书写电极反应式的方法
①将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应。总反应减去一电极反应式即得到另一电极反应式。②负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物与溶液的酸碱性有关(如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中则以形式存在)。
关键能力
1.一般电极反应式的书写步骤
2．给出总反应式，写电极反应式
如果题目给出的是总反应式，先分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再写出较简单一极的电极反应式，另一极的电极反应式可通过总反应式减去已写出的电极反应式即可得出。特别需要指出的是对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池的工作原理，充电的过程则应用电解池的工作原理。
目标二　燃料电池
例2 甲烷燃料电池在不同环境下电极反应式的书写：
(1)酸性条件下负极反应式：
________________________________________________________________________。
(2)碱性条件下负极反应式：
________________________________________________________________________。
(3)固体电解质(高温下能传导O2－)负极反应式：
________________________________________________________________________
____________________。
(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极反应式：________________________________________________________________________
____________________。
状元随笔　氢氧燃料电池在不同介质中发生的电极反应
介质 电池反应：2H2＋O2===2H2O
酸性 (H＋) 负极 2H2－4e－===4H＋
正极 O2＋4H＋＋4e－===2H2O
中性 (Na2SO4) 负极 2H2－4e－===4H＋
正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
碱性 (NaOH) 负极 2H2－4e－＋4OH－===4H2O
正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
[提升2]　科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．电极a为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．电路中每通过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2S
D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区
状元随笔　(1)燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋，水溶液中不能出现O2－，而固体电解质中O2被还原为O2－。
(2)正负两极的电极反应在得失电子守恒的前提下相加，所得到的电池反应相当于燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加。
关键能力
三步突破燃料电池电极反应式的书写
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基本一致，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＋2H2O①，CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②，①＋②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)中性或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：===。
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，所以两个反应式相减时要彻底消除O2。
当堂评价——夯实·测控·演练
1．锌、铁、镁、铝、锂等金属都可以用在金属燃料电池中，电池的基本结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电池工作时，电子沿M→电解液→电极流动
B．若M为铝，溶液的pH将不断变大
C．若M为镁，电池总的化学方程式为
2Mg＋O2===2MgO
D．若M为铁，则负极的电极反应式为
Fe－2e－===Fe2＋
2．燃料电池是一种利用能源物质的新形式，比如我们可用熔融的K2CO3作离子导体，惰性材料作电极，一极通CH2===CH2，另一极通O2、CO2。下列说法中不正确的是(　　)
A．电池的总反应式为
CH2===CH2＋3O22CO2＋2H2O
B．正极发生的电极反应为
===
C．负极发生的电极反应为===－12e－===8CO2＋2H2O
D．通入乙烯的一极为正极
3．一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．使用碱性电解质水溶液
B．放电时，正极反应包括
3Mg2＋＋MgS8－6e－===4MgS2
C．使用的隔膜是阳离子交换膜
D．充电时，电子从Mg电极流出
4．(双选)利用原电池原理，在室温下从含低浓度铜的酸性废水中回收铜的实验装置如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．电极1为负极
B．Y为阳离子选择性交换膜
C．电极2上只有Cu析出
D．负极的电极反应式：H－e－===＋4H2O
5.
锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中离子导体LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过离子导体迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。
回答下列问题：
(1)外电路的电流方向是由________极流向________极。(填字母)
(2)电池正极反应式为
________________________________________________________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
6．CO与H2反应可制备CH3OH，由CH3OH和O2构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电极的电极反应式为____________________________________________________________________________________________。
若外电路中转移2 mol电子，则上述燃料电池所消耗的O2在标准状况下的体积为________ L。
练后反思
(1)一次电池只能放电，不能充电，二次电池可以反复充电和放电。
(2)可充电电池放电时是一个原电池，将化学能转化为电能；充电时是一个电解池，将电能转化为化学能。
(3)可充电电池充电时，可充电电池的负极与直流电源的负极相连，可充电电池的正极与直流电源的正极相连。
(4)二次电池放电时负极反应与充电时阴极反应互为逆反应；正极反应与充电时阳极反应互为逆反应。
(5)书写燃料电池的电极反应式时，要注意离子导体的酸碱性，在碱性溶液中，电极反应式中不能出现H＋，在酸性溶液中，电极反应式中不能出现OH－。
第2课时　化学电源
学 业 基 础
一、
1．化学　电
2．原电池　电解池　燃料　氧化剂
二、
1．锌筒　石墨　Zn－2e－===Zn2＋　Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O　＋2e－===2NH3＋H2O＋Mn2O3　2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
2．(1)H2SO4(aq)　PbO2　Pb
－2e－===PbSO4　＋2e－===PbSO4＋2H2O
3．KOH　2H2－4e－===4H＋　2H2＋4OH－－4e－===4H2O　O2＋4H＋＋4e－===2H2O　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　2H2＋O2===2H2O
【即学即练】
1．答案：(1)×　(2)×　(3)√
2．解析：燃料电池中在正极放电的物质都是氧气。
答案：B
3．解析：充电时，该装置是电解池，阳极上电极反应式为：－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，故A正确；充电时该装置是电解池，将镍镉电池的正极与外加直流电源的正极相连，故B错误；放电时，负极上电极反应式为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，所以碱性减弱，故C错误；放电时，离子导体中氢氧根离子向负极移动，故D错误。
答案：A
4．解析：b电极上CH3COO－转化为，碳元素的化合价升高，说明b为原电池负极，则a为原电池的正极，所以a极的电势高于b极的电势，A项错误；b电极CH3COO－失去电子生成，电极反应式为===＋9H＋，生成的H＋可以通过质子交换膜进入a电极区，在正极上，反应为＋4H＋＋8e－―→＋4Cl－，氢离子未被完全消耗导致a极区溶液pH减小，B项正确；据图可知，该装置是燃料电池，能使用同种电极材料，C项错误；根据上述分析可知，b电极CH3COO－失去电子生成，电极反应式为===＋9H＋，D项正确。
答案：BD
5．解析：在锂－空气电池中，A(金属锂)为负极，其反应式是Li－e－===Li＋；B为正极，其反应式是O2＋4e－＋2H2O===4OH－；总反应式是4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。原电池工作过程中，溶液中的Li＋(阳离子)移向B极(正极)；金属锂能与水反应，电解质中不能含有水，故不能用氯化锂溶液作为电解液。
答案：B
6．解析：根据放电时两个电极的电极反应式可知，Zn发生氧化反应是负极，氧化银发生还原反应是正极，A正确，B不正确；当原电池中通过0.2 mol电子时，正极Ag2O～2Ag，所以质量减少1.6 g，C不正确；根据负极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O可知，负极区反应消耗OH－并生成H2O，溶液碱性减弱，D正确。
答案：AD
核 心 素 养
[例1]　解析：由图示分析可知，放电时左边电极发生氧化反应，为电池的负极，A项对；由A项分析可知，放电时左边为电池的负极，则右边为电池的正极，工作时阳离子向正极移动，即H＋向右边电极移动，B项对；充电时左边电极为阴极，发生还原反应，即2H＋＋2e－===H2↑；右边电极为阳极，发生氧化反应，即Ag－e－＋Cl－===AgCl，C项错；由反应2HCl＋2Ag(s)2AgCl(s)＋H2↑可知，充电时，当左边电极生成1 mol H2时，电解质溶液中会减少2 mol HCl，则减少的质量为73 g，D项错。
答案：CD
[提升1]　解析：(1)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，O2在正极反应，负极是肼发生氧化反应：N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O。(2)K2FeO4－Zn组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料中＋6价铁元素被还原为Fe(OH)3中＋3价铁元素，其电极反应式为＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－；书写总反应离子方程式的关键是抓住Fe和Zn的存在形式分别是Fe(OH)3和Zn(OH)2。(3)Al作负极，Ag2O/Ag作正极，NaOH和Na[Al(OH)4]溶液是电解质溶液，生成物是Na[Al(OH)4]、Ag。
答案：(1)N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O
＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－　＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
(3)2Al＋3Ag2O＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]＋6Ag
[例2]　解析：(1)酸性条件下电池总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O ②，①－②×2，得负极反应式：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。(2)碱性条件下电池总反应式为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O ①，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－②，①－②×2，得负极反应式：＋7H2O。(3)固体电解质(高温下能传导O2－)的电池总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①，正极反应式为O2＋4e－===2O2－②，①－②×2，得负极反应式：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O。(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下的电池总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①，正极反应式为===②，①－②×2，得燃料电池负极反应式：－8e－===5CO2＋2H2O。
答案：(1)CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋
===＋7H2O
(3)CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
－8e－===5CO2＋2H2O
[提升2]　解析：根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极b为正极，电极a为负极，A项对；电极b为正极，氧气得电子与H＋反应生成水，B项对；从装置图可以看出，电池总反应为2H2S＋O2===S2＋2H2O，电路中每通过4 mol电子，正极消耗1 mol O2，负极有2 mol H2S反应，C项错；17 g H2S即0.5 mol H2S，每0.5 mol H2S参与反应会消耗0.25 mol O2，根据正极反应式O2＋4H＋＋4e－===2H2O可知，有1 mol H＋经质子膜进入正极区，D项对。
答案：C
当 堂 评 价
1．答案：D
2．答案：D
3．答案：C
4．答案：BC
5．答案：(1)b　a　(2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
(3)否　电极Li是活泼金属，能与水反应
6．解析：根据图中的电子流向知c是负极，此极上甲醇发生氧化反应：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，电路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，即标准状况下消耗O2体积为11.2 L。
答案：负极　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　11.2

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