1、4.1.2 化學電源（學案）1能寫出電極反應和電池反應的方程式。2了解常見化學電池的種類及其工作原理。3理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。1寫出電極反應和電池反應的方程式。構成原電池的條件_知識點一、化學電源1、電極方程式的書寫一般來講，書寫原電池的電極反應式應注意如下四點：1準確判斷原電池的正負極如果電池的正負極判斷失誤，則電極反應式必然寫錯，這是正確書寫電極反應式的前提。一般而言，較活潑的金屬成為原電池的負極，但不是絕對的。如將銅片和鋁片同時插入濃硝酸中組成原電池時，銅卻是原電池的負極被氧化，因為鋁在濃硝酸中表面發(fā)生了鈍化。此時，其電極反應式為：負極：Cu-

2、2e- =Cu2+ 正極：2NO3-+4H+2e-=2NO2+2H2O又如將鎂鋁合金放入6mol/L的NaOH溶液中構成原電池時，盡管鎂比鋁活潑，但鎂不和NaOH溶液反應，所以鋁成為負極，其電極反應式為：負極：2Al+8OH-6e-=2AlO2-+4H2O 正極：6H2O+6e-=3H2+6OH-2高度注意電解質的酸堿性在正、負極上發(fā)生的電極反應不是孤立的，它往往與電解質溶液緊密聯(lián)系。如氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，在酸溶液中負極反應式為：2H2-4e-=4H+ 正極反應式為：O2+4H+4e-=2H2O;如是在堿溶液中，則不可能有H+出現(xiàn)，在酸溶液中，也不可能出現(xiàn)OH-。又于CH4、CH3O

3、H等燃料電池，在堿溶液中C元素以CO32-離子形式存在，而不是放出CO2。3牢牢抓住總的反應方程式從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應均可設計成原電池。而兩個電極反應相加即得總的反應方程式。所以，對于一個陌生的原電池，只要知道總反應方程式和其中的一個電極反應式，即可迅速寫出另一個電極反應式。4不能忽視電子轉移數(shù)相等在同一個原電池中，負極失去的電子數(shù)必等于正極得到的電子數(shù)，所以在書寫電極反應式時，要注意電荷守恒。這樣可以避免由電極反應式寫總反應方程式，或由總反應方程式改寫成電極反應式所帶來的失誤，同時，也可避免在有關計算中產生誤差。(1)一次電池：放電之后不能充電，內部的氧化還原反應是不可逆的

4、。干電池：一次電池中電解質溶液制成膠狀，不流動。堿性鋅錳電池 構成：負極是_，正極是_，電解質是KOH負極：_正極：_總反應式：_特點：比能量較高，儲存時間較長，可適用于大電流和連續(xù)放電。(2)二次電池鉛蓄電池放電電極反應負極：_；正極：_總反應式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)鎳一鎘堿性蓄電池負極：_；正極：_總反應式：Cd +2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2(3)燃料電池電池 電極反應 酸性電解質 堿性電解質 HH+，CCO2，水提供氧HH2O，CCO32-，OH提供氧氫氧燃料電池 負極 正極 總反應 甲烷燃

5、料電池 負極 正極 總反應 甲醇燃料電池 負極 正極 總反應 乙醇燃料電池 負極 正極 總反應 電池 電極反應 熔融碳酸鹽電解質固體氧化物電解質HH2O，CCO2，CO32提供氧HH2O，CCO2，O2提供氧氫氧燃料電池 負極 正極 總反應 甲烷燃料電池 負極 正極 總反應 甲醇燃料電池 負極 正極 總反應 乙醇燃料電池 負極 正極 總反應 除氫氣外，烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體，均可作燃料電池的燃料；除純氧氣外，空氣中的氧氣也可作氧化劑。燃料電池的能量轉化率高于80，遠高于燃燒過程（僅30左右），有利于節(jié)約能源。燃料電池有廣闊的發(fā)展前途。知識點二、析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進行

6、分析：類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應負極Fe2e=Fe2正極2H2e=H2O22H2O4e=4OH總反應式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍【練習】1氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應原理示意圖如圖。下列有關氫氧燃料電池的說法正確的是（）A該電池中電極b是正極，發(fā)生還原反應B外電路中電流由電極a通過導線流向電極bC該電池的總反應為2H2O2H2+O2D該電池工作時電能轉化為化學能【練習】2某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H+，其基本結構如圖，電池總反應可表示為：2H2+O22H2O，下列

7、有關說法正確的是（）AH+由b極通過固體酸電解質傳遞到a極Bb極上的電極反應式為：O2+2H2O+4e4OHC每轉移2mol電子，消耗4g的H2DH2O是正極的產物【練習】3氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應原理示意圖如圖。下列有關氫氧燃料電池的說法正確的是（）A該電池工作時電能轉化為化學能B該電池中電極b是負極C外電路中電子由電極b通過導線流向電極aD該電池是綠色環(huán)保電池【練習】4如圖是以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖。關于該電池的敘述不正確的是（）A該電池不能在高溫下工作B電池的負極反應為C6H12O6+6H2O24e6CO2+24H+C放電過程中，電子從正極區(qū)向負極區(qū)每轉移

8、1mol，便有1mol H+從陽極室進入陰極室D微生物燃料電池具有高能量轉換效率、原料較廣泛、操作條件溫和、有生物相容性等優(yōu)點，值得研究與推廣【練習】5某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H+，其基本結構圖，電池總反應可表示為：2H2+O22H2O，下列有關說法正確的是（）A電子通過外電路從a極流向b極Bb極上的電極反應式為：O2+4e+2H2O4OHC每轉移0.1mol電子，消耗1.12L的H2DH+由b極通過固體酸電解質傳遞到a極【練習】6一種新型燃料電池以二氧化硫和空氣為原料，工作原理如圖所示，下列說法不正確的是（）A電路中每通過1mol電子，有1mol H+從a電極遷移到b電

9、極B該電池實現(xiàn)了制備硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結合C該電池工作時，b極附近pH逐漸降低D相同條件下，放電過程中消耗的SO2和O2的體積比為2：1【練習】7某種氫氧燃料電池已經成功應用在城市公交汽車上，其電池構造如圖所示。下列說法正確的是（）A供電時的總反應為：2H2+O2H2OB多孔金屬a作負極，是電子流入的極C電池工作時，電解質溶液中OH移向a極D正極的電極反應為：O2+4e+4H+2H2O【練習】8將鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CH4和O2，即可產生電流，此裝置稱為甲烷燃料電池。下列敘述中正確的是（）通入CH4的電極為正極；正極的電極反應式為：O2+2H2O+4e4OH；放

10、電時溶液中的陽離子向正極移動；負極的電極反應式為：CH4+10OH8eCO32+7H2O；電子遷移方向：通入CH4的鉑電極通入O2的鉑電極電解質溶液通入CH4的鉑電極ABCD1鉛蓄電池是機動車上常用的化學電源，其兩極分別為Pb、PbO2，電解質溶液為硫酸，工作時反應為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O下列結論正確的是（）APb為負極，總質量減少B正極電極反應：PbO2+2e+4H+SO42PbSO4+2H2OC充電時，電解質溶液濃度不斷減小D放電時，溶液的pH不斷減小2一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：CH3CH2OH+H2O4eCH3COOH+4H+

11、下列有關說法不正確的是（）A檢測時，電解質溶液中的H+向正極移動B正極上發(fā)生的反應為：O2+4H+4e2H2OC電池反應的化學方程式為：CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2OD若有0.4mol電子轉移，則消耗4.48L氧氣3在第十三屆阿布扎比國際防務展上，采用先進的氫燃料電池系統(tǒng)的無人機，創(chuàng)造了該級別270分鐘續(xù)航的新世界記錄。下列有關氫燃料電池的說法正確的是（）A通入氧氣的電極發(fā)生氧化反應B堿性電解液中陽離子向通入氫氣的方向移動C正極的電極反應式為：O2+2H2O+4e4OHD放電過程中堿性電解液的濃度不斷增大4利用CH4和O2的反應，用鉑電極在KOH溶液中構成燃料電池。下列說法錯誤的

12、是（）A通入O2一極發(fā)生還原反應B負極的電極反應式為：CH48e+8OHCO2+6H2OC該電池總反應為：CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2ODKOH溶液需要定期補充5氫氧燃料電池已用于航天飛機，其工作原理如圖所示。關于該燃料電池說法不正確的是（）A該裝置可將電能轉化為化學能B供電時的總反應為：2H2+O22H2OCH2在負極發(fā)生氧化反應D電子從a電極經外電路流向b電極6下列關于甲烷空氣堿性燃料電池的說法不正確的是（）A通入甲烷的一極發(fā)生的是氧化反應B外電路中電子由正極通過導線流向負極C該電池中通入空氣的一極是正極D該電池的總反應：CH4+2O2+2KOH3H2O+K2CO37乙醇作為

13、可再生能源比化石能源具有較大的優(yōu)勢，如圖為乙醇燃料電池，該電池的總反應方程式為C2H5OH+3O22CO2+3H2O下列關于該電池敘述錯誤的是（）Aa極與用電器的正極相接B該裝置將化學能轉化為電能C負極反應式：C2H5OH4e+3H2O2CO2+12H+D該裝置的電解質溶液呈酸性8鉛蓄電池是全球使用最廣泛的化學電源，具有工作電壓平穩(wěn)、單體電池容量大、使用溫度廣等優(yōu)點，已知其工作時的方程式為Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）2PbSO4（s）+2H2O（l），下列有關鉛蓄電池說法正確的是（）A鉛蓄電池使用完后可以隨意丟棄B鉛蓄電池工作時，負極質量會減少C每生成2mol H2O，有1

14、mol PbO2被氧化D工作一段時間后，電解質溶液中的c（H+）減小9氫氧燃料電池的構造如圖所示。下列說法正確的是（）Aa是電池正極B電池工作時，H2在電池內部燃燒Cb電極的電極反應為O2+4e+4H+2H2OD電子由a沿導線流向b，再由b通過電解質溶液流回a【課前復習答案】能自發(fā)進行的氧化還原反應發(fā)生；活潑性不同的兩電極；形成閉合回路【知識點填空答案】Zn；MnO2；Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-；Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2；Pb2eSO42=PbSO4；PbO22e4HSO42=PbSO42H2O；Cd+2O

15、H2e=Cd(OH)2；2NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OHH2+2e-=2H+2H+2OH-=2H2OO2+4H+4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2O2H2+O2=2H2OCH4-8e-+2H2O=8H+CO2CH48e-+10OH-=CO32-+7H2OO2+4H+4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-CH4+2O2=CO2+2H2OCH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2OCH3OH-6e-+H2O=6H+CO2CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2OO2+4H+4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH

16、-2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2OC2H5OH-12e-+3H2O=12H+2CO2C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2OO2+4H+4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2OC2H5OH-+3O2+4OH-=2CO32-+5H2OH2+CO322e-=H2O+CO2H2+O22e-=H2OO2+4e-+2CO2=2CO32-O2+4e-=2O2-2H2+O2=2H2O2H2+O2=2H2OCH4+4CO328e-=2H2O+5CO2CH4+4CO328e-=2H2O+5CO2O2+4e-+2CO2=2CO32-O2+4e-=2O2-CH4+2O2=CO2+2H2OCH4+2O2=CO2+2H2OCH3OH+3CO326e-=2