2020届高三化学二轮备考（选择题突破）：
——原电池原理及应用 化学电源
【考点透析】
1．牢记原电池的工作原理
原电池 2.抓牢正、负极的判断方法
原电池 3.掌握新型化学电源中电极反应式的书写 (1)理清书写步骤
(2)燃料电池中不同环境下的电极反应式 以甲醇、O2燃料电池为例：
负极 酸性介质，如稀H2SO4 正极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 3O2＋6e－＋6H＋===3H2O 2 1
负极 碱性介质，如KOH溶液 正极 负极 熔融盐介质，如K2CO3 正极 负极 正极 －CH3OH－6e－＋8OH－===CO23＋6H2O 3O2＋6e－＋3H2O===6OH－ 2－CH3OH－6e－＋3CO23===4CO2↑＋2H2O 32－O2＋6e－＋3CO2===3CO3 2CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O 3O2＋6e－===3O2－ 2高温下能传导O2－的固体作电解质 5．把握可充电电池题目的解答思路
【提升训练】
1．(2019·全国卷Ⅰ)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NH3
2
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
解析：选B A正确，该方法可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件；B错误，该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV
＋
；C正确，右端电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，右端电极是正极，在正极区，
N2得到电子生成NH3，发生还原反应；D正确，原电池内电路中，H＋通过交换膜由负极区向正极区移动。
2．(2019·全国卷Ⅲ)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(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D-Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)
ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。
下列说法错误的是( )
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
解析：选D A正确，三维多孔海绵状Zn为多孔结构，具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高；B正确，二次电池充电时遵循电解池原理，阳极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，阳极反应为Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)；C正确，二次电池放电时遵循原电池原理，负极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，由电池总反应可知，负极反应为Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)；D错误，二次电池放电时，阴离子从正极区向负极区移动。
3．(2018·全国卷Ⅱ)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二
3
次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na( )
2Na2CO3＋C。下列说法错误的是
－
A．放电时，ClO4向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
－C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO23＋C
D．充电时，正极反应为Na＋e===Na
解析：选D 根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e－===4Na＋；
－2－
正极反应：3CO2＋4e－===2CO2充电时，阴极：4Na＋＋4e－===4Na；阳极：2CO33＋C。
＋－
＋C－4e－===3CO2↑。放电时，ClO－4向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。
4．(2018·全国卷Ⅲ)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是( )
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
x??
1－?O↑ D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋?
2?2?
解析：选D 由题意知，放电时负极反应为Li－e－===Li＋，正极反应为(2
4
x??
－x)O2＋4Li＋＋4e－===2Li2O2－x(x＝0或1)，电池总反应为?1－?O2＋2Li===Li2O2
2??
－x。该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误；该电池放电
时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液中的Li＋向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li＋向锂材料区迁移，C项错误；充电时电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－)O2↑，D项正确。 2
5．如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时，O2－可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是( )
x
A．电池内的O2－由电极乙移向电极甲 B．电池总反应为N2H4＋2O2===2NO＋2H2O
C．当甲电极上有1 mol N2H4消耗时，乙电极上有22.4 L O2参与反应 D．电池外电路的电子由电极乙移向电极甲
解析：选A A项，在原电池内部，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，该装置中电极甲为负极，电极乙为正极，所以O2－由电极乙移向电极甲，正确；B项，电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，错误；C项，当甲电极上有1 mol N2H4消耗时，转移4 mol电子，根据电子守恒知，乙电极上有1 mol O2参与反应，在标准状况下O2的体积为22.4 L，题目中没有指明标准状况，错误；D项，在外电路中，电子由负极(甲)移向正极(乙)，错误。
6．现有一种锂离子二次电池，其工作原理如图。放电时生 成的Li2CO3固体
5
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