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1、第21讲电化学基础考纲导视基础反馈1.判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极()。(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()。(3)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()。(4)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(5)由Al、Cu、稀H2SO4组成的原电池中，负极反应式为Al3e=Al3()。(6)由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为Cu2e=Cu2()。2.在有盐桥的铜锌原电池中，电解质溶液的选择可
2、以是与电极材料不相同的阳离子吗？如 Zn 极对应的是硫酸锌，能不能是氯化铜或者氯化钠？答案：可以，如果该溶液中溶质的阳离子对应的金属单质比电极强的话没有问题。因为负极区发生的反应只是 Zn 的溶解而已。但是如果比电极弱的话，例如氯化铜，锌就会置换出铜，在表面形成原电池，减少供电量。使用盐桥就是为了避免这种情况。考点一原电池 化学电源【知识梳理】一、原电池化学能电能1概念：把_转化为_的装置。2构成条件。活泼性不同的电解质溶液(1)两个_电极。(2)将两个电极插入_中。(3)用导线连接电极形成_。(4)具有自发进行的_。氧化还原反应闭合回路3工作原理(以锌铜原电池为例)。ZnCu氧化反应还原反应
3、电极名称负极正极(1)电极材料(2)电极反应(3)反应类型电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极Zn2e=Zn2Cu22e=Cu二、化学电源1碱性锌锰干电池一次电池。负极反应 _正极反应 2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH电池反应 Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOHZn2OH2e=Zn(OH)22.铅蓄电池二次电池。Pb 2e=PbO2Pb+2H2SO4电极名称负极正极电极材料铅二氧化铅电极反应_PbO22e4H=PbSO42H2O电池反应 电解质溶液硫酸溶液优点铅蓄电池是二次电池，可多次充电，反复利用PbSO42PbS
4、O42H2O3.氢氧燃料电池(碱性介质)。电极名称负极正极电极材料氢气氧气电极反应_电池反应_电解质溶液氢氧化钾溶液优点_能量利用率高、无污染、原料来源广泛等2H24OH4e=4H2OO24e2H2O=4OH2H2O2=2H2O【考点集训】例1(2016 年新课标卷)MgAgCl电池是一种以海水为电A.负极反应式为Mg2e=Mg2B.正极反应式为Age=AgC.电池放电时Cl由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2答案：B解析：根据题意，电池总反应式为：Mg2AgCl=MgCl22Ag，正极反应为：2AgCl2e=2Cl2Ag，负极反应为：Mg2e=Mg2，A项正确
5、，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2，D项正确；答案选B。归纳总结原电池正、负极判断方法说明：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，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。例 2(2015 年新课标卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有A.正极反应中有 CO2 生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O思路指导：正极发生还原反应，化合价降低；负极发生氧化反
6、应，化合价升高。答案：A解析：根据图知，负极上C6H12O6失电子，正极上O2得电子和H反应生成水，负极的电极反应式为C6H12O66H2O24e=6CO224H，正极的电极反应式为O24e4H=2H2O，因此CO2在负极产生，A错误；葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，有电流产生，所以微生物促进了反应中电子的转移，B正确；通过原电池的电极反应可知，负极区产生了H，根据原电池中阳离子向正极移动，可知质子(H)通过质子交换膜从负极区移向正极区，C正确；该反应属于燃料电池，燃料电池的电池反应式和燃烧反应式相同，则电池反应式应该为C6H12O66O2=6CO26H2O，D正确。易错
7、警示在原电池中，外电路由电子定向移动导电，电子总是从负极流出，流入正极；内电路由离子的定向移动导电，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。料理论上能释放出的最大电能。例 3(2016 年浙江卷)金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4MnO22nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B.比较 Mg、Al、Zn 三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高D.在 M空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(
8、OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜C.M空气电池放电过程的正极反应式：4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)n解析：多孔电极的接触面积大，有利于氧气的吸收，A 项正确；根据信息提示，相同质量的 Mg、Al、Zn 完全反应，失答案：C为O2放电，电极反应式为：O22H2O4e=4OH，C项错误；不能采用碱性电解质，否则负极产生的Mg2与OH反应生成沉淀，采用阳离子交换膜时，正极产生的OH不能向负极移动，D项正确。归纳总结原电池原理的应用(1)比较不同金属的活动性强弱。根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极。(2)加快化学反应速
9、率。原电池可以加快化学反应速率。如锌和稀硫酸反应制取氢气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜，形成铜锌原电池，加快反应的进行速率。(3)设计制作化学电源。设计原电池时要紧扣原电池的四个条件。具体方法是：首先将氧化还原反应拆成两个半反应，即氧化反应和还原反应。结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。按要求画出原电池装置图。答案：C考点二电解池【知识梳理】一、电解原理电流阴阳两极氧化还原反应1电解：使_通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在_引起_的过程。2电解池。(1)概念：把电能转化为化学能的装置。(2)构成：直流电源、电极、电解质、闭合回路。(3)电极名称及电极反应式(如下图)。(4)电子和离子的移
10、动方向。阳极氧化2Cl2e=Cl2阴极还原Cu22e=Cu3两极放电顺序。方法技巧(1)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。(3)电解水溶液时，KAl3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al 等金属。二、电解原理的应用1电解饱和食盐水。(1)电极反应阳极：_阴极：_(2)总反应_(3)应用氯碱工业制_、_和_氢气氯气烧碱2Cl2e=Cl22H2e=H22NaCl2H2O 2NaOHH2Cl22.电镀或电解精炼铜。(1)两极材料待镀金属或精铜作_；镀层金属或粗铜作_(2)电极反应阳极：_阴极：_阴极阳极Cu2e=Cu
11、2Cu22e=Cu3.冶炼金属(以冶炼 Na 为例)。(1)电极反应阳极：_阴极：_(2)总反应_(3)应用冶炼_等活泼金属钠、镁、铝2Cl2e=Cl22Na2e=2Na2NaCl(熔融)2NaCl2【考点集训】例5(2016年新课标卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()。答案：B归纳总结电池中，与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除 Au、Pt、C 之外的电极)，则电极本身失去电子，发生
12、氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C 等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是S2IBrClOH含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是AgHg2Fe3Cu2H，与金属活动性顺序刚好相反。溶液中的离子移动方向符合：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，即阳离子向阴极区移动，阴离子向阳极区移动。例6(2015 年福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()。A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原D.
13、a电极的反应为3CO216H18e=C3H8O5H2O解析：该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，A 错误；a 与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H从阳极 b 极区向阴极 a 极区迁移，B 正确；电池总的方程式为6CO28H2O2C3H8O9O2，即生成9 mol的氧气，阴极有答案：B子两组(不要忘记水溶液中的H和OH)。解题模型电解电极反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳离(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。(4)分析电极反应，判断电极产
14、物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。例 7(1)在 298 K 时，1 mol CH4 在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量 890.0 kJ。写出该反应的热化学方程式：_。现有 CH4 和 CO 的混合气体 0.75 mol，完全燃烧后，生成 CO2 气体和 18 g 液态水，并放出 515 kJ 热量，则 CH4 和 CO 的物质的量分别为_、_mol。(2)利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入甲烷和氧气。通入甲烷气体的电极应为_极(填“正”或“负”)，该电极上发生
15、的电极反应是_(填字母代号)。(3)在下图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为：_；如果起始时盛有 1000 mL pH5 的硫酸铜溶液(25，CuSO4 足量)，一段时间后溶液的 pH 变为 1，此时可观察到的现象是_；若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填物质名称)，其质量约为_。11 mol，解析：(1)1 mol CH4 在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量 890.0 kJ，根据书写热化学方程式的要求写出热化学方程式即可。18 g 液态水的物质的量18 g18 gmol根据 H 原子守恒可知 n(CH4)1 mol240.5 mol
16、，故 n(CO)0.75 mol0.5 mol0.25 mol。(2)用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别充入甲烷和氧气，甲烷在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，在强碱溶液中度(忽略溶液体积的变化)，这需要加入0.05 mol Cu和0.05 mol O，即0.05 mol氧化铜或碳酸铜等，需要氧化铜的质量0.05 mol80 gmol14 g；需要碳酸铜的质量0.05 mol124 gmol16.2 g。答案：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.0 kJmol10.50.25(2)负b(3)4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=
17、O24H)石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅氧化铜(或碳酸铜)4 g(或6.2 g)规律总结电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。项目实验一实验二装置现象a、d 处试纸变蓝；b 处变红，局部褪色；c 处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n 处有气泡产生例 8(2016 年北京卷)用石墨电极完成下列电解实验。A.a、d处：2H2O2e=H22OHB.b处：2Cl2e=Cl2C.c处发生了反应：Fe2e=Fe2D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜解析：a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是
18、溶液中的H得到电子生成氢气，OH剩余造成的，故A 正确；b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的 OH和 Cl同时放电，故 B 错误；c 处为阳极，铁失去电子生成Fe2，故 C 正确；实验一中ac 形成电解池，db 形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极)，m 为电解池的阴极，另一球朝 m 的一面为阳极(n 的背面)，故相当于电镀，即 m 上有铜析出，D 正确。答案：B考点三金属的电化学腐蚀与防护【知识梳理】1金属的腐蚀。金属与周围的气体或液体物质发生_反应而引起损耗的现象。金属腐蚀的本质：_。(1)化学腐蚀：金属与接触的物质直接发生_而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀
19、：不纯的金属跟电解质溶液接触发生_反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。(3)两种腐蚀往往_发生，但_腐蚀更普遍，速度快，危害更重。氧化还原金属被氧化化学反应原电池同时电化学2电化学腐蚀的分类(以铁的腐蚀为例)。项目吸氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜_水膜_电极反应负极(Fe)_ _正极(C)_ _总反应 _普遍性_腐蚀更普遍Fe2e=Fe22Fe4e=2Fe2O24e2H2O=4OH呈中性或弱酸性2H2e=H2呈酸性吸氧Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)23.金属的防护方法。(1)加防护层，如_。(2)改变_，如将普通钢制成不锈钢。(3)电化学保护法。牺牲负极的正极保护法利用_原理，_极
20、被保护。如在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼的金属如锌，让被保护的金属作原电池的正极。外加电流的阴极保护法利用_原理，_极被保护。如用被保护的钢铁设备作阴极，惰性电极作阳极，外接直流电源。涂油漆、覆盖陶瓷、电镀、金属钝化等(合理即可)金属的内部结构原电池电解池正阴【考点集训】例9(2016 年天津津南模拟)在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，A.原理图可理解为两个串联电解装置B.溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色C.溶液中铁丝左端电极反应式为Fe2e=F
21、e2D.地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)答案：C解析：原理图可理解为两个串联的电解装置，A项正确。左侧铁棒为阳极，铁失电子生成Fe2，铁丝左侧为阴极，H在阴极放电生成氢气，同时有OH生成，Fe2与OH结合，产生少量白色沉淀，随后被氧化为灰绿色，B项正确、C项错误。例 10假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。A.当 K 闭合时，A 装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B.当 K 断开时，B 装置锌片溶解，有氢气产生C.当 K 闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D.当 K 闭合后，A、B 装
22、置中 pH 变大，C 装置中 pH 不变解析：当K 闭合时，B 装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为；B 装置中消耗 H，pH 变大，A 装置中电解饱和食盐水，pH 变大；C 装置中相当于在银上镀铜，pH 不变。当K 断开时，B 装置锌片直接与稀硫酸反应，锌溶解有氢气产生。答案：A例 11(2015 年重庆卷)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。(1)原子序数为 29 的铜元素位于元素周期表中第_周期。(2)某青铜器中 Sn、Pb 的质量分别为 119 g、20.7 g，则该青铜器中 Sn
23、和 Pb 原子数目之比为_。(3)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在 CuCl。关于CuCl 在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是_。A.降低了反应的活化能B.增大了反应的速率C.降低了反应的焓变D.增大了反应的平衡常数(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为_。(5)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”“b”或“c”)。环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为
24、_。若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。101，根据 NnNA 知，物质的量之比等于其个数之比，所以Sn、Pb 原子个数之比为 101。(3)催化剂改变反应路径，能降低反应活化能，但焓变不变，C 错误；对于指定反应，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，与催化剂无关，D 错误。(4)Ag2O 与有害组分 CuCl 发生复分解反应，则二者相互交换成分生成另外的两种化合物，这里生成 Cu2O。(5)根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu 失电子生成铜离子，发答案：(1)四(2)101(3)AB(4)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O(5)c2
25、Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl0.448思维模型盐桥原电池专题突破1.盐桥的组成和作用。(1)盐桥中装有饱和的 KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。(2)盐桥的作用：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。2单池原电池和盐桥原电池的对比。项目单池原电池盐桥原电池评价装置甲乙盐 桥 原电池：可避 免 锌与 硫 酸铜 直 接接触，更有 效 地将 化 学能 转 化为电能相同点正负极材料、电极反应、总反应相同 负极(Zn)：Zn2e=Zn2正极(Cu)：Cu22e=Cu总反应：ZnCu2=CuZn2(续表)项目单池原电池评价不同点实验装置不同盐桥原电池：可避免锌与硫酸铜直
26、接接触，更有效地将化学能转化为电能实验现象不同：图甲中锌片逐渐溶解，电极上有红色物质析出，铜片变粗；图乙中锌片逐渐溶解，铜片变粗能量转化形式不同：图甲中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2，会有一部分Zn与Cu2直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高；图乙中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2不直接接触，不存在Zn与Cu2直接反应的过程，化学能仅转化成电能，电流稳定，且持续时间长典例1(2016 年江苏缩迁泗洪模拟)如图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()。A.电极上发生还原反应，作原电池的负极B.电极的电极反应式为Cu2
27、2e=CuC.该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子答案：C解析：该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2。电极上发生还原反应，作原电池的正极，反应式为2Fe32e=2Fe2，电极为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu2e=Cu2。盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递离子。应用 1某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池，盐桥中装有饱和 K2SO4 溶液。下列说法正确的是()。A.b 电极上发生还原反应B.外电路电子的流向是从 a
28、到 b解析：根据反应方程式判断 b 极是 FeSO4 发生氧化反应，为负极，A 错误；由上述分析可知，a 为正极，电子由负极流向正极，即从 b 流向 a，B 错误；原电池中阴离子向负极移动，答案：D易错警示电化学装置图常见失分点(1)不注明电极材料名称或元素符号。(2)不画出电解质溶液(或画出但不标注)。(3)误把盐桥画成导线。(4)不能连成闭合回路。思维模型原电池电极反应式的书写1.“加减法”书写电极反应式。(1)先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出电子的得失。(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式。(
29、3)在电子守恒的基础上正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，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。典例 2 LiSOCl2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 LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。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：_。答案：(1)锂Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO22.燃料电池电极反应式的书写。第一步：
30、写出电池总反应式。燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加和后的反应。例如：氢氧燃料电池的总反应式为：2H2O2=2H2O；甲烷燃料电池(电解质溶液为 NaOH 溶液)的反应式为：CH42O2=CO22H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O式式得燃料电池总反应式为：CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。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都是 O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，因此，我们只要熟记以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H4e=2H2O。(2)碱性电解质溶液环境下
31、电极反应式：(3)固体电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O24e=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电池的负极反应式。根据第一、二步写出的反应，可得：电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物 O2。O22H2O4e=4OH。典例 3如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若 C 为稀 H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且作负极，则 A 电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液 C 的 pH 将_(填“升高”“降低”或“基本不变”)。(
32、2)若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如上图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为_，B(正极)极材料为_，溶液C为_。(3)若 C为 CuCl2溶 液，Zn是 _极，Cu极 发 生_反应，电极反应为_。反应过程溶液中c(Cu2)_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形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2CH3OH3O2=2CO24H2O，则c电极是_(填“正极”或“负极”)，c 电极的反应方程式为_。若线路中转移 2 mol 电子，则上述 CH3OH 燃料电池，消耗的O2 在标
33、况下的体积为_L。解析：(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是H得电子生成氢气，电极反应式为2H2e=H2；溶液中H放电，导致溶液中H浓度减小，pH升高。(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3，如FeCl3溶液。(3)Zn比较活泼，在原电池中作负极，Cu作正极，正极发生还原反应，Cu2在正极得到电子变成Cu，电极反应为Cu22e=Cu，Cu2发生了反应，则c(Cu2)变小。(4)
34、根据图中的电子流向知c是负极，是甲醇发生氧化反应：CH3OH6eH2O=CO26H，线路中转移2 mol电子时消耗氧气0.5 mol，标况下体积为11.2 L。答案：(1)2H2e=H2升高(2)Cu石墨FeCl3溶液(3)负还原Cu22e=Cu变小(4)负极CH3OH6eH2O=CO26H11.2应用2(2016 年福建漳州模拟)一种微生物燃料电池的结构示意图如下图所示，关于该电池的叙述正确的是()。A.电池工作时，电子由a流向bB.微生物所在电极区放电时发生还原反应C.放电过程中，H从正极区移向负极区D.正极反应式为MnO24H2e=Mn22H2O答案：D解析：因为右侧产生CO2，说明微生物所在的电极区Cm(H2O)n失电子生成CO2，所以电池工作时电子由b经外电路流向a极，A项错误；微生物所在电极区放电时发生氧化反应，B项错误；放电时阳离子向正极移动，C项错误；放电时正极发生还原反应，D项正确。