新高考化学一轮复习讲义课件第6章 第18讲 原电池　化学电源

这是一份新高考化学一轮复习讲义课件第6章 第18讲 原电池　化学电源，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，考点清单，自发进行，氧化还原，电解质，直接接触，自发的，Zn片，Cu片等内容，欢迎下载使用。
第18讲　原电池　化学电源
考点一　原电池的工作原理及应用
1．原电池定义及本质原电池是把________能转化为________的装置。其反应本质是____________的____________反应。
3．原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)
4．原电池中的三个移动方向
(1)原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液(离子不上岸，电子不下水)。(4)注意盐桥不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。用导线连接后相当于一个是原电池，一个是电解池。
5．原电池原理的四大应用(1)设计制作化学电源
(2)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率________。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率________。(3)比较金属的活动性强弱原电池中，一般活动性强的金属作________，而活动性弱的金属(或非金属导体)作________。
(4)用于金属的防护使需要保护的金属制品作原电池________而受到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的________。
原电池的设计方法设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：(1)首先判断出氧化还原反应中的还原剂和氧化剂，将还原剂(一般为比较活泼的金属)作负极，活动性比负极弱的金属或非金属作正极，含氧化剂的溶液作电解质溶液。
(2)如果两个半反应分别在要求的两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。(3)设计实例：根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计的原电池为：
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动。(　　)[提示]　阳离子向正极移动，阴离子移向负极。(2)在铜锌原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生。(　　)[提示]　电子不经过电解质溶液。
(3)某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液。(　　)[提示]　琼脂中少量的Cl－会进入AgNO3溶液和银离子反应。(4)两种活泼性不同的金属组成原电池的两极，活泼金属一定作负极。(　　)[提示]　活泼金属不一定作负极，铝－NaOH溶液－镁电池中铝作负极。
(5)把锌片和铜片用导线连起来，浸入食盐水中，不能形成原电池。(　　)[提示]　发生了吸氧腐蚀形成原电池。(6)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极。(　　)[提示]　氧化反应是失去电子的反应，因此在原电池中一定为负极上的反应。(7)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。(　　)
(11)反应CaO＋H2O===Ca(OH)2可以放出大量的热，故利用该反应可以设计成原电池，把其中的化学能转化为电能。(　　)(12)由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中，正极反应为Cu－2e－===Cu2＋。(　　)(13)因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，必是铁为负极、铜为正极。(　　)
2．在如图所示的4个装置中，不能形成原电池的是________(填序号)，并指出原因__________________________________________。
①中酒精是非电解质；④中未形成闭合回路　
3．深度思考：(1)在双液原电池中，盐桥的作用是什么？[提示]　形成闭合回路，使两溶液保持电中性。(2)能用金属代替盐桥吗？为什么？[提示]　不能。在电路接通的情况下，盐桥是原电池内电路的一部分，盐桥中含有的阴、阳离子定向移动，从而达到传导电流及保持溶液呈电中性的目的；若用金属代替盐桥，溶液中的离子不能通过金属，故不能用金属代替盐桥。
(3)依据氧化还原反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。请回答下列问题：①电极X的材料是________；电解质溶液Y中的溶质是____________(填化学式)。
Ag＋＋e－===Ag　
(4)设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。①写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：________________________________。②若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是A．负极：_______________________。B．正极：_________________________。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　
Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　
③在表中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：
微考点1　原电池的工作原理　　　　　(1)(2022·广东高三检测)(双选)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时(　 　)A．负极上发生氧化反应B．将电能转化为化学能C．阳离子由正极移向负极D．CO2在正极上得电子
[解析]　A项，负极发生氧化反应，正确；B项，原电池放电时将化学能转化为电能，错误；C项，阳离子移向正极，错误；D项，金属钠为负极，失去电子，CO2在正极上得电子，正确。
(2)下图中四种电池装置是依据原电池原理设计的，下列有关叙述错误的是(　　)
A．①中锌电极发生氧化反应B．②中电子由a电极经导线流向b电极C．③中外电路中电流由A电极流向B电极D．④中LixC6作负极
[解析]　在原电池中阴离子移向负极，所以③中A电极为负极，则外电路中电流应由B电极流向A电极。
[方法技巧]　判断原电池正、负极的五种方法
 注意：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不能认为活泼金属电极一定为负极。如Mg－Al－NaOH溶液形成的原电池中，Al作负极。
〔对点集训1〕　(1)(2022·广东广州模拟)某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是(　　)A．若X为Fe，Y为Cu，铁为正极B．若X为Fe，Y为Cu，电子由铜片流向铁片C．若X为Fe，Y为C，碳棒上有红色固体析出D．若X为Cu，Y为Zn，锌片发生还原反应[解析]　Fe比Cu活泼，Fe作负极，电子从Fe流向Cu，故A、B错误；若X为Fe，Y为C，电解质为硫酸铜，则正极C上析出Cu，故C正确；Zn比Cu活泼，Zn作负极，发生氧化反应，故D错误。
(2)(2022·福建福州模拟)(双选)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
下列说法中正确的是(　 　)A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－[解析]　①中Mg作负极；②中Al作负极；③中铜作负极；④是铁的吸氧腐蚀，Cu作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故B、D选项正确。
微考点2　聚焦“盐桥”原电池　　　　　 (1)(2022·山东滨州高三检测)(双选)如图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是(　 　)A．电子经导线由Cu极流向Zn极B．该装置的总反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．一段时间后，A池带正电荷，B池带负电荷D．取出盐桥，电流表指针不再偏转
[解析]　原电池电子从负极流向正极，A项错误；该电池负极为锌，电解质溶液是硫酸铜溶液，总反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B项正确；盐桥中阳离子移向B池，阴离子移向A池，起到平衡电荷的作用，故A池和B池中溶液仍然保持电中性，C项错误；取出盐桥后，不再是闭合回路，电流表指针不再偏转，D项正确。
(2)将镉(Cd)浸在氯化钴(CCl2)溶液中，发生反应的离子方程式为C2＋(aq)＋Cd(s)===C(s)＋Cd2＋(aq)，如将该反应设计为如图的原电池，则下列说法一定错误的是(　　)
A．Cd作负极，C作正极B．原电池工作时，电子从负极沿导线流向正极C．根据阴阳相吸原理，盐桥中的阳离子向负极(甲池)移动D．甲池中盛放的是CdCl2溶液，乙池中盛放的是CCl2溶液
[解析]　将该反应设计为原电池时，Cd作负极，电极反应为Cd－2e－===Cd2＋；C作正极，电极反应为C2＋＋2e－===C，盐桥中的阳离子向正极(乙池)移动。
作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流[若没有盐桥，当反应进行到一定时间后，负极的正电荷增多而导致电子(负电荷)难以流出，正极负电荷增多也会导致电子流入困难，从而电池电流减弱]盐桥导电利用的是阴、阳离子的定向移动，使电解质溶液保持电中性，从而使原电池能相对持续、稳定产生电流。盐桥不能用导线代替。
〔对点集训2〕　(1)(2022·山东滨州高三检测)(双选)如图所示为锌铜原电池。下列叙述中正确的是(　 　) A．盐桥的作用是传导离子B．外电路电子由锌片流向铜片C．锌片上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===ZnD．外电路中有0.2 ml电子通过时，铜片表面质量增加约3.2 g
[解析]　A项，“双液”原电池中，盐桥连接左、右两个烧杯中的溶液，传导离子，起到导电作用，正确：B项，锌的活动性强于铜，则锌片作负极，铜片作正极，在外电路中，电子由负极流向正极，则电子由锌片流向铜片，正确；C项，锌片是负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，错误；D项，铜片是正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，外电路中通过0.2 ml电子时，铜片上析出0.1 ml Cu，其质量为0.1 ml×64 g·ml－1＝6.4g，错误。
(2)根据下图，判断下列说法正确的是(　　)A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
[解析]　装置Ⅰ中，由于Zn比Fe活泼，所以Zn作原电池的负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；Fe作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由于正极有OH－生成，因此溶液的pH增大。装置Ⅱ中，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋；Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，正极由于不断消耗H＋，所以溶液的pH逐渐增大，据此可知A、B均错误，D正确；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C错误。
萃取精华：原电池装置中微粒移动方向电子从负极流出沿导线流入正极，电子不能通过电解质溶液。若有盐桥，盐桥中的阴离子移向负极区，阳离子移向正极区。若有交换膜，离子可选择性通过交换膜，如阳离子交换膜，阳离子可通过交换膜移向正极。
由此可判断这四种金属的活动顺序是(　　)A．a＞b＞c＞dB．b＞c＞d＞aC．d＞a＞b＞cD．a＞b＞d＞c[解析]　把四个实验从左到右分别编号为①、②、③、④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a＞b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b＞c；由实验③可知，d极溶解，则d作原电池负极，c作正极，活动性：d＞c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，活动性：d＞a。综上所述可知活动性：d＞a＞b＞c。
〔对点集训3〕　(2021·河北衡水高三检测)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。①完成原电池甲的装置示意图(见右图)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极________________。③甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是______，其原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________。
电池乙的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小　
[解析]　以Zn和Cu作电极为例分析，如果不用盐桥，则除了发生电化学反应外还发生Zn和Cu2＋的置换反应，反应放热，会使部分化学能以热能形式散失，使其不能完全转化为电能，而盐桥的使用，可以避免Zn和Cu2＋的直接接触，从而避免能量损失，提供稳定电流。
(2)(2022·山东日照期末校际联考)下图装置的盐桥内为KCl溶液与琼脂。某小组用该装置探究H2O2和Fe3＋在不同酸度时氧化性的强弱，闭合K后，电流计显示电子由石墨极流入铂极。
下列说法错误的是(　　)A．装置工作时，盐桥中阴离子向石墨极迁移B．转移0.05 ml电子时，左侧烧杯中FeCl3净增0.05 mlC．右侧烧杯中换为30%H2O2溶液和硫酸时，电子由铂极流入石墨极，此时铂极的电极反应：Fe2＋－e－===Fe3＋D．酸性较弱时，Fe3＋的氧化性比H2O2强；酸性较强时，H2O2的氧化性比Fe3＋强
[解析]　原电池中，阳离子向正极移动，依题意，石墨为负极，铂极为正极，盐桥中阳离子向铂极移动，阴离子向石墨极移动，故A正确；左侧烧杯中发生还原反应，氧化性：Fe3＋＞Fe2＋，因此Fe3＋＋e－===Fe2＋，所以转移0.05 ml电子时，左侧烧杯中FeCl3减少0.05 ml，故B错误；
右侧烧杯中换为30%H2O2溶液和硫酸时，电子由铂极流入石墨极，此时铂极为负极，还原性：Fe2＋＞Fe3＋，因此铂极的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，故C正确；酸性较弱时，H2O2还原Fe3＋，氧化性：Fe3＋＞H2O2，当加入30%H2O2和硫酸后，酸性较强时，H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，根据同一反应中氧化剂氧化性强于氧化产物，得出氧化性强弱顺序：H2O2＞Fe3＋，故D正确。
[微点拨]　使用盐桥的目的是将两个半电池完全隔开，使副反应减至最低程度，可以获得单纯的电极反应，最大限度地将化学能转化为电能。负极半电池中：还原性强的材料作负极，失电子被氧化；正极半电池中：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原；外电路中：电子由负极经导线流向正极；内电路中：两极之间通过盐桥构成闭合回路。
〔对点集训4〕　(1)在Fe、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应为_______________________，正极反应为______________________，电池总反应为_____________________________。(2)由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，其正极反应为_________________________，负极反应为于______________________。
Fe－2e－===Fe2＋　
2H＋＋2e－===H2↑　
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　
Pb－2e－===Pb2＋　
(3)由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，其负极反应为_______________________。(4)与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，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_____________________________________________________。
Cu－2e－===Cu2＋　
[解析]　(1)Fe比Cu活泼，Fe为负极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋；Cu为正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。(2)由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原电池，正极为Cu，电极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋；负极为Pb，电极反应为Pb－2e－===Pb2＋。(3)由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，Al遇浓硝酸钝化，Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
[易错提醒]　原电池电极反应书写时的注意事项(1)负失氧、正得还。(2)注意溶液的酸碱性，视情况在电极反应方程式两边添加H＋、OH－、H2O等，使其符合电荷守恒和质量守恒。(3)注意电极反应产物是否与电解质溶液反应。(4)活泼金属不一定为负极，如镁、铝和氢氧化钠溶液组成的电池中，铝为负极。
1．一次电池只能使用一次，不能充电复原继续使用。(1)普通锌锰干电池总反应：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O负极：_______________________。正极：2NH＋2e－===2NH3＋H2↑、2MnO2＋H2===2MnOOH
Zn－2e－===Zn2＋　
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－　
Zn(OH)2＋2MnOOH　
2．二次电池(以铅酸蓄电池为例)：放电后能充电复原继续使用 (1)放电时的反应：(原电池)①负极反应：___________________________________________②正极反应：______________________________________________ ___________________________③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
(2)充电时的反应：(电解池)①阴极反应：________________________________________②阳极反应：_____________________________________________ ____________
[易错警示]　(1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。(2)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。(3)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。
3．燃料电池(1)氢氧燃料电池是将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置，目前最成熟的氢氧燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
2H2－4e－===4H＋　
2H2－4e－＋4OH－===4H2O　
O2＋4e－＋4H＋===2H2O　
O2＋4e－＋2H2O===4OH－　
①熔融的金属氧化物作介质传导O2－负极：H2－2e－＋O2－===H2O；正极：O2＋4e－===2O2－。
(2)以CO为燃料气，请分别写出电解质符合下列条件的正、负极的电极反应和总反应。
O2＋4e－＋4H＋===2H2O　2CO－4e－＋2H2O===2CO2＋4H＋　2CO＋O2===2CO2　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　
O2＋4e－===2O2－　2CO－4e－＋2O2－===2CO2　2CO＋O2===2CO2　
2CO＋O2===2CO2　
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应。(　　)[提示]　可充电电池的充电与放电不是在相同条件下发生的，故不是可逆反应。(2)碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长。(　　)[提示]　碱性锌锰电池MnO2是氧化剂参与电极反应。
(3)二次电池充电时，充电器的正极连接二次电池的正极。(　　)[提示]　充电时正极连接电源的正极，作阳极发生氧化反应。(4)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后将热能转化为电能。(　　)[提示]　燃料电池直接将化学能转化为电能。(5)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加。(　　)[提示]　铅蓄电池放电时，负极铅、正极二氧化铅均转变为硫酸铅，质量均增加。
(6)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移。(　　)[提示]　在原电池中阳离子在电解质溶液中移向正极。(7)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应。(　　)(8)铅蓄电池工作时，当电路中转移0.2 ml电子时，消耗的H2SO4为0.1 ml。(　　)(9)铅蓄电池工作时，当电路中转移0.1 ml电子时，负极增加4.8 g。(　　)
(10)多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料。(　　)(11)根据反应4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S设计的可充电电池是一种应用广泛的锂电池，可用水溶液作电解质溶液。(　　)(12)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(　　)
(14)碘可用作锂碘电池的材料，该电池反应为2Li(s)＋I2(s)=== 2LiI(s)，则碘电极作该电池的负极。(　　)[提示]　碘在反应中的化合价降低，发生还原反应，碘作正极。(15)负极材料不与电解质溶液反应就不能构成原电池。(　　)(16)若使反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋以原电池方式进行，可用锌、铁作电极材料。(　　)(17)固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H＋，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O，则电池工作时电子从通O2的一极通过外电路流向通H2的一极。(　　)
2．电子表和电子计算器中所用的是纽扣式的微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解液为KOH溶液。工作时电池总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2(1)工作时电流从__________极流向________极(两空均选填“Ag2O”或“Zn”)。(2)负极的电极反应式为_________________________________。(3)工作时电池正极区的pH________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(4)外电路中每通过0.2 ml电子，锌的质量理论上减少______g。
3．深度思考：(1)①氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________(填“减小”“增大”或“不变”，下同)，溶液的pH________。②氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将________，溶液的pH________。
(2)化学电源中电极反应式的书写：甲烷—氧气燃料电池(只需写出负极反应式即可)①___________________________________(碱性介质)②___________________________________(酸性介质)③___________________________________(熔融碳酸盐作介质)④___________________________________(熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O2－)
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋　
CH4－8e－＋4O2－===CO2＋2H2O　
(3)铝－空气海水电池：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负极：________________________________________正极：________________________________
4Al－12e－＋12OH－===4Al(OH)3　3O2＋6H2O＋12e－===12OH－　
(4)如图是甲烷燃料电池的工作原理示意图，根据燃料电池有关知识回答：a电极为燃料电池的________(填“正极”或“负极”)，其电极反应为________________________________；电池总反应为_____________________ __________________。
(5)Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：①电池的负极材料为_____，发生的电极反应为_______________。②电池正极发生的电极反应为_______________________________。
4Li－4e－===4Li＋　
2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑　
[提示]　分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。①负极材料为Li(还原剂)，4Li－4e－===4Li＋。②正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。
[方法点拨]　化学电源中电极反应的书写方法(1)拆分法：①写出原电池的总反应，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：(正极)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，(负极)Cu－2e－===Cu2＋。
(2)加减法：①写出总反应。如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。②写出其中容易写出的一个电极反应(正极反应或负极反应)。如Li－e－===Li＋(负极反应)。③利用总反应减去容易写出的一个电极反应，得到另一个电极反应，如LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极反应)。
微考点2　二次电池　　　　　(2022·经典习题汇编)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。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，
〔对点集训2〕　(2022·河北衡水高三检测)科学家近年发明了一种新型Zn－CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
萃取精华：二次电池的解题思路
二次电池电极反应式的书写方法①先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质。②写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)③在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。④充电的电极反应与放电的电极反应过程相反。
微考点3　燃料电池　　　　　 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，
(2)(2021·河北，9,3分)K～O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是　 (　　)A．隔膜允许K＋通过，不允许O2通过
B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9 g水
[解析]　由题图可知，a为负极、b为正极。放电时负极上K失去电子生成K＋，在正极上生成了KO2，故隔膜允许K＋通过，不允许O2通过，A项正确；a为负极，放电时电子由a极到b极，电流方向相反，充电时b极接电源正极作阳极，B项正确；产生1 Ah电量时，两极通过的电子数相等，设为a ml，则负极生成a ml K＋，正极生成a ml KO2，质量为71a g，正极消耗a ml氧气，质量为32a g，生成KO2和消耗O2的质量比值约为2.22，C项正确；
〔对点集训3〕　(1)(2022·河南濮阳模拟)(双选)氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600～700 ℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。
(2)(2022·河北衡水高三检测)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－xCO2＋LixC6===LiCO2＋C6(x＜1)。下列关于该电池的说法不正确的是(　　)A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6C．充电时，若转移1 ml e－，石墨(C6)电极将增重7x gD．充电时，阳极的电极反应式为LiCO2－xe－===Li1－xCO2＋xLi＋
[解析]　放电时，负极反应为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，正极反应为Li1－xCO2＋xe－＋xLi＋===LiCO2，A、B正确；充电时，阴极反应为xLi＋＋C6＋xe－===LixC6，转移1 ml e－时，石墨C6电极将增重7 g，C项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCO2－xe－===Li1－xCO2＋xLi＋，D项正确。
萃取精华：燃料电池题目的一般分析思路：
书写燃料电池电极反应的技巧(1)首先写出正极反应(一般参加反应的是O2)①酸性电解质溶液环境下电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。②碱性电解质溶液环境下电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。③固体氧化物电解质(高温下能传导O2－)环境下电极反应为O2＋4e－===2O2－。
本讲要点速记：1．原电池中的能量转化及本质(1)能量转化：化学能转化为电能。(2)反应本质：自发进行的氧化还原反应。
2．原电池中粒子的“移动方向”(1)外电路中电子移动方向：负极→正极。(2)外电路中电流方向：正极→负极。(3)电池内部离子移动方向：阴离子→负极，阳离子→正极。(4)盐桥中(含饱和KCl溶液)离子移动方向：K＋→正极，Cl－→负极。
3．判断原电池正负极的六种方法电极材料、电极现象、电子移动方向、离子移动方向、得失电子、电解质溶液。(1)负极：较活泼金属、氧化反应、电子流出、电流流入、阴离子移向的一极、不断溶解。(2)正极：不活泼金属或非金属、还原反应、电子流入、电流流出、阳离子移向的一极、电极增重。
4．化学电源中电极反应式书写的一般方法(1)明确两极的反应物。(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。(3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。(4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
注意：①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境中结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。
5．充电电池类题目的解答方法(1)电池放电时发生原电池反应，充电时发生电解池反应，在充电时电池的负极接电源的负极，即负极接负极后为阴极，正极接正极后为阳极。(2)充电时的阴极反应与放电时的负极反应、充电时的阳极反应与放电时的正极反应分别互为逆反应。
(3)阳极和负极都发生氧化反应，阴极和正极都发生还原反应。(4)充电电池放电时，电解质溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子从负极经导线流向正极；电池充电时，电解质溶液中的阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(5)电极附近溶液的pH的变化，根据电极反应进行分析。