2020高考化学考点剖析 原电池中正负极的判断(原卷版)

考点 原电池中正负极的判断

1.（2019全国Ⅰ卷）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/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，

氢化酶作用下发生反应H 2+2MV 2+

2H ++2MV +

C. 正极区，固氮酶催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3

D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

2.（2019全国Ⅲ卷）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)+H 2O(l)−−−→←−−−放充电电

ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。

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)+H 2O(l)

C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH −(aq)−2e −

ZnO(s)+H 2O(l)

D. 放电过程中OH −通过隔膜从负极区移向正极区

3．（2018课标Ⅲ）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2-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

D. 充电时，电池总反应为Li 2O 2-x =2Li+（1－

2

x

）O 2 4．（2016课标Ⅱ）Mg —AgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A ．负极反应式为Mg-2e -=Mg 2+ B ．正极反应式为Ag ++e -=Ag C ．电池放电时Cl -由正极向负极迁移

D ．负极会发生副反应Mg+2H 2O=Mg(OH)2+H 2↑

1．工作原理示意图(以铜锌原电池为例)

2．原电池电极的判断

3. 原电池的负极

一般，在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：

(1) “活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。

(2) 在大部分原电池反应中，金属活动性较强的一极作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，例如：

①冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应作负极。

②NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。

4. 原电池的设计

从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点：

⑴负极(还原性较强的物质)；

⑵正极是活动性较差的金属或能导电的非金属；

⑶电解质溶液：两电极浸入电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。

1、据组成原电池的两极材料判断

典例1（2018届福建省厦门市高三下学期第一次质量检查）某高性能电池的工作原理如图。其电池反应为

。下列说法不正确的是

A．放电时,b为正极

B．充电时,阴极反应为Sn+Na＋+e－=NaSn

C．放电时,负极材料Sn在很大程度上被腐蚀

D．充电时,PF6－向右迁移并嵌入石墨烯中

2、根据总反应方程式判断

典例2（2018届山东省潍坊市高三下学期一模考试）一种新型可逆电池的工作原理如下图所示。放电时总反应为:Al+3C n(AlCl4)+4AlCl4-4Al2Cl7-+3C n(Cn表示石墨)。

下列说法正确的是

A．放电时负极反应为: 2Al-6e-+7Cl-= Al2Cl7-

B．放电时AlCl4-移向正极

C．充电时阳极反应为: AlCl4-e-+C n=C n(AlCl4)

D．电路中每转移3mol电子，最多有1molC n(AlCl4)被还原

3、根据电子流动方向判断

典例3（2018届湖北省华大新高考联盟高三1月教学质量测评）我国科学家研制出“可充室温Na-CO2电池”(Rechargeable Room-Temperature Na-CO2 Batter-ies)现已取得突破性进展，其有望取代即将“枯竭”的锂电池，该电池结构如图所示。下列说法错误的是

A．电池工作时，正极发生反应：4Na++3CO2+4e-==2Na2CO3+C

B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.46 g

C．多壁碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2

D．电池中四甘醇二甲醚可用饱和食盐水代替实现Na+传导

4、根据电池中离子移动方向判断

典例4（2018届甘肃省天水市第一中学高三上学期第四次阶段）燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展，一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示，工作时产生稳定无污染的物质。下列说法正确的是

A．正极的电极反应式为: O2+2H2O +4e-=4OH-

B．负极上每消耗1molN2H4，会有2mol H+通过质子交换膜

C．M 极生成氮气且电极附近pH 降低

D．d 口流出的液体是蒸馏水

5、根据电极上通入的气体判断

典例5（2018届福建省福州第三中学高三下学期第一次校模拟考试）某化学小组拟设计微生物燃料电池将污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成环境友好的物质，工作原理如图所示(a、b均为石墨电极）。下列分析正确的是)

A．电子流动方向为a→导线→b

B．H+经质子交换膜由右向左移动

C．放电一段时间b极附近pH不变