蒋玲

一、原电池原理知识回顾

1.电极的判断

负极：失去电子的一极；正极：得到电子的一极。

2.反应原理

负极：失去电子，化合价升高，发生氧化反应，被氧化。

正极：得到电子，化合价降低，发生还原反应，被还原。

3.外电路

电子的流向：电子从负极通过导线流向正极，不能通过电解质溶液进行传递。

电流的方向：规定正电荷的移动方向，由正极通过导线流向负极。

4.电解质溶液中阴阳离子的流向

阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

5.电极方程式的书写思路

（1）根据化合价的变化找出失去电子和得到电子的电极及其反应物和生成物微粒。

（2）根据化合价变化与得失电子守恒规律写出初步的电极方程式。

（3）根据电池的介质条件和微粒存在的形式进行转化和配平。

二、考点例析

例1（2017届常州市一模）一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图1所示，图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。有关说法正确的是（）。

A.b电极为该电池的负极

B.b电极附近溶液的pH 减小

C.a电极反应式：C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+

D.中间室：Na+移向左室，Cl-移向右室

图1

试题剖析本题以新型微生物电池进行污水净化处理应用为载体考查了原电池原理，涉及原电池的电极判断、溶液中离子的移动方向、电极反应原理及电子反应式的书写等考点知识。由图示信息可知b电极上是由硝酸根离子生成N2，化合价降低，得到电子，发生还原反应，所以b电极为该电池的正极，故A错误；根据电极书写思路可寫出b电极的电极方程式为：2NO-3+10e-+6H2ON2+12OH-，产生了OH-，所以b电极附近溶液的pH 增大，故B错误；a电极为电池的负极，产物有CO2气体排出，可判断a电极室为酸性介质条件，可写出a电极反应式：C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+，故C正确；选项D考查了内电路电解质溶液中阴阳离子的移动方向，阳离子向正极移动，则Na+向右正极b电极室移动，阴离子向负极移动，则Cl-向左负极a电极室移动，故D错误。答案：C。

图2例2（2017届苏锡常镇一模）“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图2所示。下列说法正确的是（）。

A.该装置是将电能转变为化学能

B.正极的电极反应为：C2O2-4-2e-2CO2

C.每得到1mol草酸铝，电路中转移3 mol电子

D.利用该技术可捕捉大气中的CO2

试题剖析本题以“碳呼吸电池”是一种新型能源装置考查原电池定义、电极的判断和电极方程式的书写判断、电路中电子转移的数目和原电池的应用等知识。

由题意“碳呼吸电池”和图示信息可判断该装置为原电池装置，原电池是将化学能直接转化为电能的装置，故A错误；由金属铝转化成Al2（C2O4）3，化合价升高，失去电子，为负极，CO2转化为C2O2-4，碳元素从+4价变成+3价，化合价降低，得到电子，为正极，则可写出正极的电极方程式为：2CO2+2e-C2O2-4，另也可从电极的判断着手，正极是得到电子，而题中是失去电子，故B错误；1mol草酸铝中含有2mol的Al3+，则每得到1mol草酸铝，电路中应转移6mol电子，则C错误；该装置中是将CO2转化为C2O2-4，可应用于捕捉大气中的CO2，减缓温室效应，则D说法正确。答案：D。

图3

例3（2017届江苏六市二模）某酸性燃料电池（以甲醇为燃料，酸性介质）结构示意如图3所示。下列有关说法正确的是（）。

A.电池工作时，电子由A电极经外电路流向B电极

B.电池工作时，减少的化学能完全转化为电能

C.A电极发生的电极反应为：CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+

D.B电极每消耗1 mol O2，电池中减少4mol H+

试题剖析本题以甲醇为燃料的燃料电池为载体考查了原电池工作原理，能量转化关系、电极方程式的书写等知识考点。特别要注意正负极上电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，即使燃料和氧化剂相同，如果电解质溶液不同，电极反应式也不同。O2具有氧化性，由图示信息可知通O2的B电极为正极，则A电极为负极，外电路电子流向是从负极经导线流向正极，即电子由A电极经外电路流向B电极，故A正确；电池工作时，化学能主要转化为电能，但仍然有转化为其他形式的能，如热能，故B错误；题中已明确介质条件为酸性介质，A电极为负极，失去电子，甲醇燃烧后以CO2气体放出，则可写出A电极发生的电极反应为：CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+，C正确；要据电池总方程式2CH3OH+3O22CO2+4H2O，电池工作前后H+的总物质的量不变，则D错误。

答案：A、C。

（收稿日期：2017-01-10）endprint