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关键词 新 电池
一、考查新型电池电极的判断
例1 蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：
NiO2+Fe+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2，用该蓄电池进行电解M(NO3)x溶液时：
（1）此蓄电池放电时，负极发生的电极反应是 。
（2）电解时电解池的阳极(惰性)应连接 (填序号)。
A.NiO2 B.Fe
C.Fe(OH)2D.Ni(OH)2
（3）若此蓄电池工作一段时间后消耗0.36克水。电解M(NO3)x溶液时某一极增至mg，金属M的相对原子质量的计算式为(用m、x表示) 。
（4）此蓄电池电解含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100mL，当阴极质量不再改变时，阳极产生气体 L(标准状况)，此时将溶液加水稀释至1L，溶液的pH为 。
【解题指导】①可充电池“放电”时两极为正、负极，“充电”时两极为阴、阳极。一般性电池或燃料电池两极为正、负极。②新型电池中，相对于电解质溶液较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极；燃料电池中，还原剂(可燃物)进入负极，氧化剂(助燃物)进入正极。③依据电池总反应式，元素化合价升高、发生氧化反应的物质作负极，元素化合价降低、发生还原反应的物质作正极。
分析：本题涉及到电极判断、充电方法分析、化学计算等。（1）先判断负极材料，根据总反应式可知，铁元素化合价升高，显然，铁作负极。Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2。（2）电解时电解池的阳极应连接外接电源的正极，NiO2作正极。故选A。
其它几问答案：（3）50mx （4）0.168 2
二、考查电极反应式的书写
例2 固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是（ ）
A.电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e-=2O2-
B.固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过
C.若H2作燃料气，接触面上发生的反应为：H2+2OH--2e-=2H2O
D.若C2H4作燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O2--12e-=2CO2+2H2O
【解题指导】①若给出装置图示，先根据电源确定阴、阳两极，再确定阳极是否为活泼金属电极；然后根据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。需要注意：离子放电顺序与浓度有一定的关系，如镀锌，c(Zn2+)大于c(H+)，故Zn2+先放电。②若给出电池总反应式，先找出发生氧化反应和还原反应的物质，确定电极名称和反应物，再利用电子得失守恒分别写出两极反应式。还需要考虑：电极反应生成的物质是否能跟电解质溶液中的离子发生反应。③对于较复杂的电极反应，可以用总反应式减去较简单一极的电极反应式，得另一极的电极反应式。
分析：本题以新型燃料电池工作原理图示为命题内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据图示可知，电极b发生的电极反应式为O2+4e-=2O2-，为还原反应，则电极b为电池正极，A错误。题干告诉“固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过”，显然，固体氧化物的作用是让O2-在电池内部通过，B错误。该电池是“以固体氧化物作为电解质”的，不是碱性溶液作电解质，即电极反应式中不可能出现OH-，C错误。答案为D。
三、考查充电电池知识
例3 用铅蓄电池(总反应：Pb+PbO2+4H++2SO42-放电充电2PbSO4+2H2O)电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是（ ）
A.铅蓄电池放电时的正极反应是：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
B.电解苦卤水时，a电极首先放电的是Br-而不是Cl-，说明当其它条件相同时Br-的还原性强于Cl-
C.铅蓄电池充电时，A极应与外接电源负极相连
D.忽略能量消耗，当b极产生0.02g气体时，铅蓄电池中消耗0.01mol H2SO4
【解题指导】充电(二次)电池的放电过程相当于发生原电池反应，充电过程相当于发生电解池反应，两者的对应关系可用下列图示表示。
①放电过程的负极与充电过程的阴极对应，正极与阳极对应；②书写电极反应式时，负极与阴极的电极反应式对应相反，正极与阳极的电极反应式对应相反；③充电时，外接电源正极接充电电池的正(阳)极，外接电源负极接充电电池的负(阴)极。
分析：对于充电电池，要注意充、放电方向及对应的反应。铅蓄电池放电时的正极反应是：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，故A错误。a电极为电解池的阳极，溶液中的阴离子在此电极上放电，但按照还原性由强到弱的顺序进行，B正确。A极为铅蓄电池的正极，充电时，A极应与外接电源正极相连，C错误。b极发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑，当产生0.02g气体时，转移电子的物质的量为0.02mol，由总反应式可得：2H2SO4～2e-，进而可知铅蓄电池中消耗0.02mol H2SO4，D项错误。答案为B。
四、考查电池内离子移动情况
例4 下图中，图1为甲烷和O2构成的燃料电池，图2为电解MgCl2溶液的装置。用该装置进行实验，反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是（ ）
A.A处通入的气体为O2，B处通入的气体为CH4
B.电池内部K+向b极移动，OH-向a极移动
C.图1装置中发生的总反应为：CH4+2O2=CO2+3H2O
D.图1、图2中电解质溶液的pH均增大
【解题指导】首先要分清电池是放电还是充电，再判断出两极，进而确定离子的移动方向。原电池中，阳离子移
作者简介：罗功举，高级教师，执教于湖北省枝江第一中学。
责任编辑 任占华
一、考查新型电池电极的判断
例1 蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：
NiO2+Fe+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2，用该蓄电池进行电解M(NO3)x溶液时：
（1）此蓄电池放电时，负极发生的电极反应是 。
（2）电解时电解池的阳极(惰性)应连接 (填序号)。
A.NiO2 B.Fe
C.Fe(OH)2D.Ni(OH)2
（3）若此蓄电池工作一段时间后消耗0.36克水。电解M(NO3)x溶液时某一极增至mg，金属M的相对原子质量的计算式为(用m、x表示) 。
（4）此蓄电池电解含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100mL，当阴极质量不再改变时，阳极产生气体 L(标准状况)，此时将溶液加水稀释至1L，溶液的pH为 。
【解题指导】①可充电池“放电”时两极为正、负极，“充电”时两极为阴、阳极。一般性电池或燃料电池两极为正、负极。②新型电池中，相对于电解质溶液较活泼的金属材料作负极，较不活泼的金属材料或非金属材料作正极；燃料电池中，还原剂(可燃物)进入负极，氧化剂(助燃物)进入正极。③依据电池总反应式，元素化合价升高、发生氧化反应的物质作负极，元素化合价降低、发生还原反应的物质作正极。
分析：本题涉及到电极判断、充电方法分析、化学计算等。（1）先判断负极材料，根据总反应式可知，铁元素化合价升高，显然，铁作负极。Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2。（2）电解时电解池的阳极应连接外接电源的正极，NiO2作正极。故选A。
其它几问答案：（3）50mx （4）0.168 2
二、考查电极反应式的书写
例2 固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是（ ）
A.电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e-=2O2-
B.固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过
C.若H2作燃料气，接触面上发生的反应为：H2+2OH--2e-=2H2O
D.若C2H4作燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O2--12e-=2CO2+2H2O
【解题指导】①若给出装置图示，先根据电源确定阴、阳两极，再确定阳极是否为活泼金属电极；然后根据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。需要注意：离子放电顺序与浓度有一定的关系，如镀锌，c(Zn2+)大于c(H+)，故Zn2+先放电。②若给出电池总反应式，先找出发生氧化反应和还原反应的物质，确定电极名称和反应物，再利用电子得失守恒分别写出两极反应式。还需要考虑：电极反应生成的物质是否能跟电解质溶液中的离子发生反应。③对于较复杂的电极反应，可以用总反应式减去较简单一极的电极反应式，得另一极的电极反应式。
分析：本题以新型燃料电池工作原理图示为命题内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据图示可知，电极b发生的电极反应式为O2+4e-=2O2-，为还原反应，则电极b为电池正极，A错误。题干告诉“固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过”，显然，固体氧化物的作用是让O2-在电池内部通过，B错误。该电池是“以固体氧化物作为电解质”的，不是碱性溶液作电解质，即电极反应式中不可能出现OH-，C错误。答案为D。
三、考查充电电池知识
例3 用铅蓄电池(总反应：Pb+PbO2+4H++2SO42-放电充电2PbSO4+2H2O)电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是（ ）
A.铅蓄电池放电时的正极反应是：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
B.电解苦卤水时，a电极首先放电的是Br-而不是Cl-，说明当其它条件相同时Br-的还原性强于Cl-
C.铅蓄电池充电时，A极应与外接电源负极相连
D.忽略能量消耗，当b极产生0.02g气体时，铅蓄电池中消耗0.01mol H2SO4
【解题指导】充电(二次)电池的放电过程相当于发生原电池反应，充电过程相当于发生电解池反应，两者的对应关系可用下列图示表示。
①放电过程的负极与充电过程的阴极对应，正极与阳极对应；②书写电极反应式时，负极与阴极的电极反应式对应相反，正极与阳极的电极反应式对应相反；③充电时，外接电源正极接充电电池的正(阳)极，外接电源负极接充电电池的负(阴)极。
分析：对于充电电池，要注意充、放电方向及对应的反应。铅蓄电池放电时的正极反应是：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，故A错误。a电极为电解池的阳极，溶液中的阴离子在此电极上放电，但按照还原性由强到弱的顺序进行，B正确。A极为铅蓄电池的正极，充电时，A极应与外接电源正极相连，C错误。b极发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑，当产生0.02g气体时，转移电子的物质的量为0.02mol，由总反应式可得：2H2SO4～2e-，进而可知铅蓄电池中消耗0.02mol H2SO4，D项错误。答案为B。
四、考查电池内离子移动情况
例4 下图中，图1为甲烷和O2构成的燃料电池，图2为电解MgCl2溶液的装置。用该装置进行实验，反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是（ ）
A.A处通入的气体为O2，B处通入的气体为CH4
B.电池内部K+向b极移动，OH-向a极移动
C.图1装置中发生的总反应为：CH4+2O2=CO2+3H2O
D.图1、图2中电解质溶液的pH均增大
【解题指导】首先要分清电池是放电还是充电，再判断出两极，进而确定离子的移动方向。原电池中，阳离子移
作者简介：罗功举，高级教师，执教于湖北省枝江第一中学。
责任编辑 任占华