我国科学家设计了一种智能双模式海水电池，满足水下航行器对高功率和长

我国科学家设计了一种智能双模式海水电池，满足水下航行器对高功率和长续航的需求。负极为Zn，正极放电原理如图。下列说法错误的是（）

A．电池以低功率模式工作时，NaFe作催化剂

B．电池以低功率模式工作时，Na⁺的嵌入与脱嵌同时进行

C．电池以高功率模式工作时，正极反应式为：NaFe+e^-+Na⁺=Na₂Fe

D．若在无溶解氧的海水中，该电池仍能实现长续航的需求

答案

【解析】

A.根据图示可知：电池以低功率模式工作时，负极是Zn-2e^-=Zn²⁺，正极上是NaFe获得电子，然后与吸附在它上面的氧气即溶液中发生反应为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，从NaFe上析出，故NaFe的作用是作催化剂，A正确；

B.电池以低功率模式工作时，电子进入NaFe时Na⁺的嵌入；当形成OH^-从NaFe析出时，Na⁺从NaFe脱嵌，因此Na⁺的嵌入与脱嵌同时进行，B正确；

C.根据电池以高功率模式工作时，正极上NaFe获得电子被还原变为Na₂Fe，所以正极的电极反应式为：NaFe+e^-+Na⁺=Na₂Fe，C正确；

D.若在无溶解氧的海水中，由于在低功率模式工作时需要氧气参与反应，因此在该电池不能实现长续航的需求，D错误；

故合理选项是D。

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化学能与电能

原电池

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更新时间：2021-01-19

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我国科学家设计了一种智能双模式海水电池，满足水下航行器对高功率和长续航的需求。负极为Zn，正极放电原理如图。下列说法错误的是（）

A．电池以低功率模式工作时，NaFe作催化剂

B．电池以低功率模式工作时，Na⁺的嵌入与脱嵌同时进行

C．电池以高功率模式工作时，正极反应式为：NaFe+e^-+Na⁺=Na₂Fe

D．若在无溶解氧的海水中，该电池仍能实现长续航的需求

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【答案】

【解析】

B.电池以低功率模式工作时，电子进入NaFe时Na⁺的嵌入；当形成OH^-从NaFe析出时，Na⁺从NaFe脱嵌，因此Na⁺的嵌入与脱嵌同时进行，B正确；

C.根据电池以高功率模式工作时，正极上NaFe获得电子被还原变为Na₂Fe，所以正极的电极反应式为：NaFe+e^-+Na⁺=Na₂Fe，C正确；

D.若在无溶解氧的海水中，由于在低功率模式工作时需要氧气参与反应，因此在该电池不能实现长续航的需求，D错误；

故合理选项是D。

考点梳理:

根据可圈可点权威老师分析，试题“ ”主要考查你对原电池原理等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下：

◎ 原电池原理的定义

原电池：

1.定义：将化学能转化为电能的装置。
2.工作原理：
以铜-锌原电池为例〔 Cu-Zn -CuSO₄(aq) 〕
（1）装置图：

（2）原理图：

3.实质：化学能转化为电能。
4.构成前提：能自发地发生氧化还原反应。
5.电极反应：
负极：失去电子；氧化反应；流出电子
正极：得到电子；还原反应；流入电子
6.原电池正负极判断的方法：
①由组成原电池的两级材料判断，一般是活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断，电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向，在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
⑤X极增重或减重：X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电，反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极。
⑥X极有气泡冒出：发生可析出氢气的反应，说明X极为正极。
⑦X极负极pH变化：析氢或吸氧的电极发生反应后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，X极附近的pH增大，说明X极为正极。

◎ 原电池原理的知识扩展

将化学能转化为电能的装置。
(1)实质：化学能转化为电能。
(2)构成前提：能自发地发生氧化还原反应。
(3)电极反应：
负极：失去电子；氧化反应；流出电子
正极：得到电子；氧化反应；流入电子
(4)原电池正负极判断的方法：
①由组成原电池的两级材料判断，一般是活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断，电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向，在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
⑤X极增重或减重：X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电，反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极。
⑥X极有气泡冒出：发生可析出氢气的反应，说明X极为正极。
⑦X极负极pH变化：析氢或吸氧的电极发生反应后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，X极附近的pH增大，说明X极为正极。

◎ 原电池原理的知识拓展

原电池中的电荷流动:

在外电路(电解质溶液以外)，电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极，使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中)，阳离子(带正电荷)向正极移动，阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动，电性趋向平衡的闭合电路。

◎ 原电池原理的教学目标

1、了解原电池的概念和组成条件，理解原电池的化学原理。
2、掌握形成原电池的基本条件。
3、能正确规范书写电极反应方程式。
4、能根据典型的氧化还原反应设计原电池。

◎ 原电池原理的考试要求

能力要求：应用
课时要求：90
考试频率：必考
分值比重：4

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原电池

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下列各个装置中能组成原电池的是

A． B．

C． D．

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有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是(　　)

A．D>C>A>B B．D>A>B>C

C．D>B>A>C D．B>A>D>C

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对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是: ①锌片溶解了32.5g；②锌片增重了32.5g；③铜片上析出1gH₂；④铜片上析出1mol H₂；

A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④

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过量的锌粉与一定量的稀盐酸反应，为了减慢反应速率，但是又不影响生成的氢气总量，可以采取的措施是

A．升高温度 B．加入适量的水 C．加入少量CuSO₄溶液 D．加入浓度较大的盐酸

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将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸中，下列叙述正确的是

A．锌片是正极 B．电流方向从锌片流向铜片

C．氢气在锌片上产生 D．若锌片、铜片同时有气泡冒出，则说明锌片不纯

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