第二課時化學(xué)電源

［課標(biāo)要求］

1.知道化學(xué)電源的分類方法。

2,熟悉幾種常見化學(xué)電源和新型化學(xué)電源的組成。

3.了解常見化學(xué)電源和新型化學(xué)電源的工作原理，學(xué)會電極反應(yīng)式的書寫。

4.知道化學(xué)電源的廣泛應(yīng)用，及廢舊電池對環(huán)境的危害。

晨背?重點語句

1.銀鋅鈕扣電池的負(fù)極是Zn,正極是AgzO,電解質(zhì)溶液是KOH溶液；堿性

鋅鎰電池的負(fù)極是Zn,正極是M11O2,電解質(zhì)溶液是KOH溶液。

2.鉛蓄電池是最常見的二次電池，正極是PbO2,負(fù)極是Pb,電解質(zhì)溶液是

1tH2s04溶液。

<\3.氫氧燃料電池“兩類型”：

(1)酸性電解質(zhì)時：負(fù)極反應(yīng)式：2H2—4e一=4口+。

正極反應(yīng)式：C)2+4H++4e-=2H2。。

(2)堿性電解質(zhì)時：負(fù)極反應(yīng)式：2H2+4OHT—4e一=4%0。

*、正極反應(yīng)式：2H2O+O2+4e=4OH,

化學(xué)電源概述及一次電池

基礎(chǔ)?自主落實

1.化學(xué)電源概述

⑴化學(xué)電源的分類

「二次電池?普通鋅鎂電池、堿性鋅鎂電池、

鈕扣式銀鋅電池?

化學(xué)電源，

二次電池?鉛蓄電池?

I遜I電池?氫氧燃料電池?

(2)各類電池的特點

①一次電池：電池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)大部分被消耗后就不能再使用。

②二次電池：又稱充電電池或蓄電池，放電后可以再充電，可多次重復(fù)使用。

③燃料電池：利用燃料和氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)設(shè)計成電池，電極本身不參加反應(yīng)，燃料和氧化

劑不是全部儲藏在電池內(nèi)，而是在工作時不斷從外界輸入，同時將產(chǎn)物不斷排出，因此，能連續(xù)不斷地提

供電流.

(3)廢舊電池的回收

廢舊電池中含重金屬和酸堿等有害物質(zhì)，應(yīng)回收利用既減少污染，又節(jié)約資源。

2.一次電池

(1)銀鋅鈕扣電池

①基本構(gòu)造

浸了KOH溶液的隔板

②工作原理

負(fù)極反應(yīng)：Zn+2Opr—2<r=ZnO+H2O；

正極反應(yīng)：人箕20+2€一+&0=2/十+20H一;

電池反應(yīng)：Zn+AGO=ZnA+2AR。

⑵普通鋅銹干電池

①基本構(gòu)造

石墨棒

二輛化隹、炭黑、

氯化隹、M化鋅

鋅筒

②工作原理

負(fù)極反應(yīng)：Zn—2e—=Zn2+；

正極反應(yīng)：2Mli(h+2e一+2NH：=Mn2O3+2NH3+H2O;

2+

電池反應(yīng)：Zn+2MnO24-2NHj=Zn4-Mn2O34-2NH34-H2Oo

⑶堿性鋅鉉電池

①基本構(gòu)造

金屬外殼Zn粉

電解質(zhì)：KOH

MiiOg

金屬棒

②工作原理

負(fù)極反應(yīng)：Zn+20H一一2e—=Zn(OH”；

正極反應(yīng)：2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH—；

電池反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。

③性能優(yōu)點

堿性鋅缽電池比普通鋅鈦干電池性優(yōu)越，它的比能量大，能提供較大電流并連續(xù)放電。

［特別提醒］判斷某電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)時，除考慮在該電極上得(或失)電子的物質(zhì)外，還要考慮得(或

失)電子后形成的新物質(zhì)是否會和電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。

演練?題組沖關(guān)

1.普通鋅鎰干電池在放電時電池總反應(yīng)方程式可以表示為Zii+2MnO24-2NH；=

ZM++M112O3+2NH3+H2O。在此電池放電時，正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()

A.和NHjB.ZM+和NH；

C.ZnD.碳棒

解析：選A在電池的正極上發(fā)生的是得電子的還原反應(yīng)，是電池總反應(yīng)中氧化劑發(fā)生的反應(yīng)。由普

通停候干電池的總反應(yīng)式可知，MnOz與NH：發(fā)生的反應(yīng)為正極反應(yīng)。

2.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅缽電池以氫氧化鉀溶液為

電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)式為Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O⑴=Zn(OH)2(s)+2MnOOH,下列說法錯誤的是

()

A.電池工作時，鋅失去電子

-

B.電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)4-2H2O(l)4-2e-=2MnOOH(s)+2OH(aq)

C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減少6.5g

解析：選C由所給的電池總反應(yīng)式可知，電池工作時，每有1molZn參加反應(yīng)，則會有2moi電

子從負(fù)極Zn經(jīng)外電路流向正極，并在正極發(fā)生反應(yīng)：2MnO2(s)+2H2。⑴+2e-=2MnOOH(s)+2OH-

(aq)o外電路每通過0.2mol電子，Zn的質(zhì)量減,少6.5g。

二次電池(鉛蓄電池)

基礎(chǔ)?自主落實

1.基本構(gòu)造

2.組成

負(fù)極：Pb,正極：PbO2,電解質(zhì)：硫酸。

3.工作原理

(1)放電過程(原電池反應(yīng))

負(fù)極：Pb+SO^-2e-=PbSO4：

+

正極：PbO24-4H+SOS-+2e"=PbSO4+2H2O；

+

電池反應(yīng)：PI)+PbO2+4H+2SOr=2PbSO44-2H2O.

⑵充電過程

陰極：PbSO4+2e-=Pb+SOr(發(fā)生還原反應(yīng))；

陽極：PbSO4+2H2O-2e—=PbO2+4H++SOr(發(fā)生電虺反應(yīng))；

總反應(yīng)：2Pbs。4+2H2O=Pb+PbO2+4tT+2SO「。

4.鉛蓄電池的優(yōu)缺點

⑴優(yōu)點：性能優(yōu)良、價格低廉、安全可靠，可多次充放電；生產(chǎn)生活中使用廣泛。

⑵缺點：比能量低，廢棄電池污染環(huán)境。

探究?思考發(fā)現(xiàn)

已知鉛蓄電池的充、放電過程：

Pb+Pb(h+2H2sCh放電，充電2PbSO44-2H2Oo

(1)鉛蓄電池放電時，正極區(qū)域溶液的pH是如何變化的？

提示：鉛蓄電池放電時，正極反應(yīng)式為PbO24-4H++SOr4-2e-=PbSO44-2H2O,反應(yīng)消耗H+,

故c(H+)下降，pH升高。

(2)鉛蓄電池放電時，兩極發(fā)生什么反應(yīng)？充電時兩極發(fā)生什么反應(yīng)？據(jù)此，在充電時，怎樣連接電源

的兩極？

提示：放電時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化

反應(yīng)；鉛蓄電池在充電時，負(fù)極接電源負(fù)極，正極接電源正極。

生成?系統(tǒng)認(rèn)知

1.二次電池在充電時，正、負(fù)電極上發(fā)生的反應(yīng)正好與放電時發(fā)生的反應(yīng)相反，因而充電時，二次

電池的正極應(yīng)與充電電源的正極用連接，電池的負(fù)極應(yīng)與充電電源的負(fù)極

相連接。

2「充電時發(fā)生的電極反應(yīng)和總反應(yīng)是放電時發(fā)生的反應(yīng)的逆過程。

「正極一還原反應(yīng)

(1)放電時，電極一

一負(fù)極一氧化反應(yīng)

[-陽極一氧化反應(yīng)

(2)充電時，電極

陰極一還原反應(yīng)

3.可充電電池復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫方法

第一步：先標(biāo)出放電(原電池)總反應(yīng)式中變價元素的化合價，確定電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目，指出參與

負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)。

如雷蓄電池中：

失去2e一,發(fā)生氧化反應(yīng)

■H放電+2

Pb+PbO2+2H2S04---->2PbSO4+2H2O

I得到2e一,發(fā)生還原反應(yīng),

第二步：寫出一個比較容易書寫的電極反應(yīng)式，書寫時一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存。

如鉛蓄電池的負(fù)極反應(yīng)式為Pb4-SOF-2e"=PbSO4o

第三步：在電子守恒的基礎(chǔ)上，用總反應(yīng)式減去寫出的電極反應(yīng)式，即得另一極的反應(yīng)式。如鉛蓄電

池的正極反應(yīng)式可用總反應(yīng)式一負(fù)極反應(yīng)式得到，

即Pb+Pb(h+4H++2SOr-(Pb+SOH-2(T)=2PbSO4+2H2O-PbSO4，

整理得：Pb€h+4H++SOr+2e==PbSO4+2HM

演練?應(yīng)用體驗

1.銀鎘(Ni?Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某銀鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,

其充、放電按下式進行：

Cd+2NiOOH+2H2。放電，充電Cd(OH)2+2Ni(OH)2

有關(guān)該電池的說法正確的是()

-

A.充電時陽極反應(yīng)：Ni(OH)2-e_4-OH=NiOOH+H2O

B.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程

C.放電時負(fù)極附近溶液的堿性變?nèi)?/p>

D.放電時電解質(zhì)溶液中的0H一向正極移動

解析：選AC由總反應(yīng)可知，放電時，負(fù)極Cd發(fā)生氧化反應(yīng)：C(l-2e+2OH=Cd(OH)2,負(fù)極

堿性變?nèi)?，C項正確；正極反應(yīng)為2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH，放電時，OlT由正極向負(fù)

極移動，D項錯誤；充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B項錯誤；充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，即為Ni(OH)2+

OH--e-=NiOOH+H2O,A項正確。

2.2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是()

明犁卦聚合物

Li*O：水需詞電解質(zhì)

A.a為電池的正極

B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Lii-xMn2O4+xLi

C.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化

D.放電時，溶液中Li卡從b向a遷移

解析：選C鋰離子電池中，b電極為Li,放電時，Li失電子為負(fù)極，UM112O4得電子為正極，所以

a為電池的正極，A正確；充電時，Li卡在陰極得電子，UM112O4在陽極失電子，電池充電反應(yīng)為

LiMn2O4==LiirMn2O4+xLi,B正確；放電時，a為正極，正極上Lii-*MmCh中疑元素得電子，所以

鋰的化合價不變，C錯誤；放電時，溶液中陽離子向正極移動，即溶液中Li+從b向a遷移，D正確。

份血因過燃料電池

基礎(chǔ)?自主落實

1.氫軸燃料電池原理圖示

2.工作原理

通入可燃物（H2）的一極為電池的負(fù)極，通入。2的一極為電池的正極。

⑴酸性氫氧燃料電池（電解質(zhì)為H2s。4）

負(fù)極反應(yīng)：2H2-4廣=4不,

正極反應(yīng)：02+4不+40-=2%0,

總反應(yīng)：2H2+02=2%。。

⑵堿性氫氧燃料電池（電解質(zhì)為KOH）

負(fù)極反應(yīng)：2H2+4OH-44=4142。,

正極反應(yīng)：2H2O+6+4e==4OH，

總反應(yīng)：2H2+02=2%。。

3.電池特點

⑴能量轉(zhuǎn)換率高，污染小。

⑵工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷進行反應(yīng)，連續(xù)不斷地提供電能。

［特別提醒］

（1）燃料電池的兩個電極與其他電池不同，電極材料本身不參與電極反應(yīng)。

+

⑵酸性介質(zhì)中的燃料電池（氧化劑為Ch）的正極反應(yīng)式為O2+4H+4e=2H2O；

堿性介質(zhì)中的燃料電池（氧化劑為。2）的正極反應(yīng)式為Oz+2H2O+4e一==4OH，

探究?思考發(fā)現(xiàn)

1.用稀H2sO4作電解質(zhì)溶液時，甲烷燃料電池的正、負(fù)極反應(yīng)式如何書寫？并寫出總反應(yīng)式。

+

提示：總反應(yīng)式是甲烷燃燒的化學(xué)方程式CH4+2O2=CO2+2H2O,其中正極反應(yīng)式為2O2+8H

+?e==4H2（）o負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e一+2H2O=C（）2+8H+。

2.用KOH作電解質(zhì)溶液時，甲烷燃料電池的總反應(yīng)式與“1”中相同嗎？試分別寫出兩極的電極反應(yīng)

式,

提示：不相同；因為CO2與KOH溶液反應(yīng)生成K2c0.3,故總反應(yīng)式為CH4+2O2+

2OH-=COr+3H2O,其中正極反應(yīng)式為2O2+4%O+8e-=8OH,負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH-8e

■=COr+7H2Oo

生成?系統(tǒng)認(rèn)知

有機燃料電池電極反應(yīng)式書寫方法

電池的負(fù)極一定是可燃物，有機燃料中各元素的化合價變化遵循一般化合價規(guī)則，燃料失電子發(fā)生氧

化反應(yīng)，電池的正極多為氧氣或空氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，特別注意電解質(zhì)溶液酸堿性不同的區(qū)別“可

根據(jù)電荷守恒來配平電極反應(yīng)式。

如乙醇堿性（KOH溶液）燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫方法。

第一步：確定生成物。

乙醇燃燒生成CO2和HzO,其中CO2與KOH溶液反應(yīng)生成K2c03和H2O,故生成物為和h0。

第二步：確定價態(tài)的變化及轉(zhuǎn)移電子數(shù)。

乙醇（C2H6。）中碳元素的化合價為-2,CO「中碳元素的化合價為+4,故1mol乙醇完全反應(yīng)失去

2X［4—（―2）］=12mol電子。

第三步：列出表達式。

C2H5OH+口OH—-12e--口*-+□&。.

第四步：確定電極反應(yīng)式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。

由碳原子守恒確定COT的化學(xué)計量數(shù)為2,

由電荷守恒確定OH一的化學(xué)計量數(shù)為16o

（注：失去12個電子，相當(dāng)于帶12個單位正電荷）

再由氫原子守恒確定H2O的化學(xué)計量數(shù)為11,

-

故負(fù)極反應(yīng)式為C2H5OH+16OH-12e==2cor+11HQ。

演練?應(yīng)用體驗

1.臍（N2H4）?空氣燃料電池是一種環(huán)保型堿性燃料電池，電解質(zhì)為20%?30%的KOH溶液，電池總

反應(yīng)式為N2H4+02==刈+2匕0。下列關(guān)于該電池工作時說法中正確的是（）

A.溶液的pH保持不變

B.溶液中的陰離子向負(fù)極移動

C.正極的電極反應(yīng)式：O24-4H+4-4e-=2H2O

D.負(fù)極的電極反應(yīng)式：N2H44-4OH-4e-=4H2O+N2

解析：選BDA項，因為有水生成，溶液的pH會減小，錯誤；B項，原電池中，溶液中的陰離子

總是移向電池的負(fù)極，正確；C項，溶液介質(zhì)為堿性，正極的電極反應(yīng)式是O2+2H2O+4e-=4OH，

錯誤。

2.以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。關(guān)于該

敘述正確的是()

A.該電池能夠在高溫下工作

B.電池的負(fù)極反應(yīng)為C6H12O6-F6H2O-24e-=6CO2t+24H+

c.放電過程中，H+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移

D.在電池反應(yīng)中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況

氣體等L

解析：選BA項，高溫條件下微生物會變性，錯誤；B項，負(fù)極是葡萄糖失電子生成二氧化碳，正

確；C項，原電池內(nèi)部陽離子應(yīng)向正極移動，錯誤；D項，消耗1mol氧氣生成Imo】二氧化碳，標(biāo)準(zhǔn)狀

況下體積是22.4L,錯誤。

［三級訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)1

課堂?鞏固練

1.在堿性鋅銃干電池中，已知氫氧化鉀為電解質(zhì)，發(fā)生的電池反應(yīng)為Zn+2MliO2+2H2O=2MnOOH

+Zn(OHbo下列該電池的電極反應(yīng)正確的是()

A.負(fù)極反應(yīng)為Zn—2e-=Zn2+

+

B.負(fù)極反應(yīng)為Zn4-2H2O-2e-=Zn(OH)24-2H

C.正極反應(yīng)為2MliO2+2H++2e-=2MnOOH

-

D.正極反應(yīng)為2MnO2-l-2H2O4-2e=2MnOOH4-2OH-

--

解析：選D該電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn-2e4-2OH=Zn(OH)2,正極發(fā)生還原反應(yīng)：2MnO2

+2e~+2H2O=2MnOOH+2OHoA、B、C均錯誤。

2.可用于電動汽車的鋁一空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，鋁合金為

負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是()

A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時，正極反應(yīng)都為Oz+ZHzO+de」一

4OH-

B.以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時，負(fù)極反應(yīng)為AI+4OIT—3e-=AlO?+2H2O

C.以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變

D.電池工作時，電子通過外電路從正極流向負(fù)極

解析：選AB電解質(zhì)溶液顯堿性或中性，該燃料電池的正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH,A

正確；以NaOH作電解質(zhì)時，負(fù)極電極反應(yīng)為AI-3e-+4OH-=AIO9+2H2O,B正確；將正、負(fù)極反

應(yīng)據(jù)電子守恒加和得出電池反應(yīng)為4Al+3O2+4OH-=4AIOf+2H2。，因消耗OFT同時生成H2O,溶液

中c(OlT)減小，pH減小，C錯誤；原電池工作時，電子通過外電路從負(fù)極流向正極，D錯誤。

3.銀氫電池是近年來開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的銀鎘電池。銀氫電池的總

反應(yīng)式是H2+2NiO(OH)放電，充電2Ni(OH)2c根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是()

A.電池放電時，電池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大

B.電池放電時，銀元素被氧化

C.電池充電時，氫元素被氧化

D.電池放電時，％在負(fù)極放電

解析：選D根據(jù)電池反應(yīng)可看出放電時，外在負(fù)極被氧化，NiO(OH)在正極被還原，而充電時則

是氫元素被還原，集元素被氧化。

4.Li-SOCL電池可用于心臟起搏器，該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCL-SOCL,電

池的總反應(yīng)可表示為4Li+2SOCI2=4LiCI+S+SO2,請回答下列問題：

(1)電池的負(fù)極材料為,發(fā)生的電極反應(yīng)為o

(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為o

(3)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是

解析：分析反應(yīng)的化合價變化，可得Li為還原劑，SOC12為氧化劑。先寫出簡單的負(fù)極反應(yīng)式Li-e

-=Li+,再用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式。

答案：（l）LiLi—e'=Li+

（2）2SOCb+4e-=4Cr+S+SO2

（3）Li能和氧氣、水反應(yīng)，且SOCL也與水反應(yīng)

全面練

一、單項選擇題

1.下列有關(guān)電池的說法不正確的是（）

A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池

B.銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極

C.甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

D.鋅鉆干電池中，鋅電極是負(fù)極

解析：選B手機用電池是可充電電池，A正確；銅鋅原電池，Cu為正極，Zn為負(fù)極，外電路中電

子由負(fù)極流向正極，B錯誤；燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C正確：鋅錢干電池，Zn為負(fù)極，D正確。

齊電

2.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可表示為2Ag+Zn（OH）2,%一

Ag2O4-Zn+H2O,在此電池放電時，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）

A.AgB.Zn（OH）2

C.AgzOD.Zn

解析：選D電池放電時遵循原電池原理，其負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素的化合價升高，負(fù)極材料為

Zn<>

3.鋰電池是新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池。

某種鋰電池的總反應(yīng)為Li+MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是（）

A.鋰是正極，電極反應(yīng)為Li-e——Li+

B.鋰是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li-e—==Li+

C.鋰是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2+e-=MnO]

D.鋰是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li-2e-—Li2+

解析：選B在原電池中負(fù)極失去電子，被氧化，因此鋰作為負(fù)極，鋰只能生成Li+。

4.鉛蓄電池是最常見的二次電池，其電池總反應(yīng)可以表示為Pb+PbO2+2H2s。4充電2PbSO4+

2H2O,下列說法不正確的是（）

A.電池的電解液為酸性溶液，正極為PMh、負(fù)極為Pb

B.電池放電時，正極反應(yīng)為PbO2+2e—+SOr+4H+=PbSO4+2H2。

C.電池充電過程中，陽極附近溶液的pH升高

D.電池充電時，陰極反應(yīng)為PbSO4+2e-=Pb+SOr

解析：選CA項，鉛蓄電池放電時，該裝置是原電池，其中Pb失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以Pb是

負(fù)極，PbO2是正極，電解液為硫酸，正確；B項，放電時，正極上PbO?得電子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫

酸鉛，正確；C項，電池充電時，陽極反應(yīng)式為PbSO4+2H2O=PbO2+2e-+SOl-+4H+,酸性增強，

pH降低，錯誤；D項，正確。

5.最近，科學(xué)家研制出一種紙質(zhì)電池，這種“軟電池”采用薄層紙片作為載體和傳導(dǎo)體，在一邊附

著鋅，在另一邊附著二氧化鎰。電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,,下列說法不正確

的是（）

A.該電池Zn為負(fù)極，MnOz為正極

--

B.該電池的正極反應(yīng)為MnO2+e+H2O=MnOOH4-OH

C.導(dǎo)電時外電路電子由Zn流向M11O2，內(nèi)電路電子由MnOz流向Zn

D.電池工作時水分子和OH一都能通過薄層紙片

解析：選C電池反應(yīng)中Zn失電子、MnOz得電子，因此該電池負(fù)極為Zn,正極為MnO?。由電池

-

總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O即將正極反應(yīng)式MnO24-e+H2O=MnOOH

+OFT。電子只能由Zn經(jīng)外電路流向MnOz,而不能通過內(nèi)電路。

二、不定項選擇題

6.Mg-HzCh電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如下。該電池

工作時，下列說法錯誤的是()

隔膜

A.Mg電極是該電池的負(fù)極

B.溶液中向石墨電極移動

C.該裝置中電子從Mg電極流向石墨電極

D.HzOz在石墨電極上發(fā)生寂化反應(yīng)

解析：選BDMg.HzCh電池中，Mg是活潑金屬，作電池負(fù)極，A項正確；在負(fù)極，Mg失去電子生

成Mg2+,并不斷進入溶液中，所以溶液中的陰離子不斷往負(fù)極(Mg)移動，B項錯誤；Mg失去的電子經(jīng)

由外電路轉(zhuǎn)移到石墨電極，C項正確；H2O2在石墨電極上得到電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，D項錯誤。

7.不久前，美國一個海軍航空站安裝了一臺250kW的MCFC型燃料電池，該電池可同時供應(yīng)電和

水蒸氣，其工作溫度為600°C?700C,所用燃料為Hz,電解質(zhì)為熔融的K2c03，已知該電池的總反應(yīng)

為2H2+02=2%。，負(fù)極反應(yīng)為2H2+2COr-4e一=2%O+2CO2,則下列推斷中正確的是()

A.正極反應(yīng)為4OH—4e一=。2t+2%。

B.該電池的電極沒有參加反應(yīng)

C.電池供應(yīng)1mol水蒸氣，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4moi

D.O2從正極通入，發(fā)生還原反應(yīng)

解析：選BD該電池為氫氧燃料電池，負(fù)極是Hz發(fā)生氧化反應(yīng)，正極是02,發(fā)生還原反應(yīng)，D項

正確；燃料電池電極本身不參加反應(yīng)，B項正確；由總反應(yīng)式可知，電池供應(yīng)1mol水蒸氣，轉(zhuǎn)移的電子

數(shù)為2mol,C項錯誤；由總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式O2+2CO2+4e-==2CO「，A項錯誤。

8.鋅?銃堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+

2MnOOH,下列說法中錯誤的是()

A.電池工作時，鋅失去電子，鋅是負(fù)極

B.外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g

C.電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OHh

D.電池工作時，電子由負(fù)極流向正極，溶液中OFT向正極移動，K+、H+向負(fù)極移動

解析：選DA項，原電池工作時，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正確；B項，由Zn+2MnO24-

2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH可知，65gZn反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為2mol,則6.5gZn反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子，

正確；C項，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Zn—2e-+2OH-=Zn(OH)2,正確；D項，電

池工作時，電子由負(fù)極流向正極，溶液中K+、H+向正極移動，OFT向負(fù)極移動，錯誤。

三、非選擇題

9.航天飛機常采用新型燃料電池作為電能來源，燃料電池一般指采用Hz、CH4.CO、C2H5OH等可

燃物質(zhì)與。2—起構(gòu)成的電池裝置，它可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。我國發(fā)射的“神舟五號''載人飛船是

-

采用先進的甲烷電池為電能來源的，該電池以KOH溶液為電解質(zhì)，其電池反應(yīng)為CH44-2O24-2O1I

=COF+3H2O。

(1)負(fù)極上的電極反應(yīng)為。

(2)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的5.6L02時，有mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。

(3)開始放電時，正極附近溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

解析：⑴根據(jù)電池知CHLW—一COH,C元素的化合價由-4f+4,則有CHL

-

8e-*COr,由電荷守恒，左邊應(yīng)配10個OH,最后根據(jù)質(zhì)量守恒得：CH4+10OH~-

8e=COr4-7H2Oo

(2)正極反應(yīng)為2O2+4H2O+8e--8OH,5.6LO2的物質(zhì)的量為0.25mol,故得電子的物質(zhì)的量為

0.25molX4=1moL

(3)由于正極生成OH,故其附近的pH增大。

答案：(l)CH4+10OH--8e-=CO「+7H2O

(2)1(3)增大

10.(1)今有2H2+O2”暨2H2。反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，負(fù)極通的應(yīng)是_____,正極通的應(yīng)是

,電極反應(yīng)式：負(fù)極為,

正極為O

(2)若把KOH溶液改為稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式：負(fù)極為

正極為o

(3)如圖是某筆記本電腦用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電

子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應(yīng)，電池反應(yīng)為2cH3OH+3O2=2CO2+4H2O。

則c電極是(填“正極”或“負(fù)極”)。c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)

催化劑

(電極(■)

質(zhì)子交換膜

解析：⑴堿性條件下，負(fù)極反應(yīng)為2H2-4e-+4OH-=4H2O,正極反應(yīng)為02+4?一+2H2O=4OH

，(2)稀H2sO4作電解質(zhì)時，負(fù)極為2H2—4e-=4H+,正極反應(yīng)為O2+4H++4c-=2H2。。

(3)據(jù)圖知c電極流出電子，故為負(fù)極,CH3OH在負(fù)極失電子，電極反應(yīng)為CH3OH-6e-4-H2O=CO2

+6酎。

答案：⑴H2Ch2H2+4OH-4e=4H2。

_-

O24-2H2O4-4e=4OH

-+

(2)2H2-4C=4H

+

O2+4H+4e=2H2O

+

(3)負(fù)極CH3OH-6e+H2O=CO24-6H

提能練

一、單項選擇題

1.電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對人類的一項重大貢獻。

下列有關(guān)電池的敘述正確的是()

A.鋅鉆干電池工作一段時間后碳棒變細(xì)

B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

C.氫氧燃料電池工作時氫氣在負(fù)極被氧化

D,太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅

解析：選C鋅恁干電池中鋅為負(fù)極，被氧化而損耗，碳棒不變，A錯誤；電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變

為電能，B錯誤；氫氧燃料電池負(fù)極反應(yīng)為H2-2e-==2H+,C正確；太陽能電池采用硅材料制作，D錯

誤，

A.鋅欽電池B.氣燃料電池C.鉛常電池D.銀錦電池

解析：選B鋅錢電池中，鐸在負(fù)極放電，M11O2在正極放電，A項錯誤；氫燃料電池中，氫氣在負(fù)

極放電，氧氣在正極放電，B項正確；鉛蓄電池中，Pb在負(fù)極放電，PMh在正極放電，C項錯誤；集鎘

電池中，鎘(Cd)在負(fù)極放電，NiO(OH)在正極放電，D項錯誤。

3.通過NO傳感器可監(jiān)測NO的含量，其工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是()

NiO電極

@|o?-遷移、、j固體

電斛質(zhì)

Pt電極

A.該裝置實現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化

B.該電池的總反應(yīng)為2NO+O2=2NO2

2--

C.NiO電極的電極反應(yīng)式：NO4-O-2e=NO2

D.當(dāng)有2.24L的O2參與反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移了0.4mole1

解析：選DA項，裝置原理為原電池原理，是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，正確；B項，根據(jù)裝置

-2-

的工作原理，正極反應(yīng)：O2+4e=2O,負(fù)極反應(yīng)：2NO+2O2--4e--2NO2,兩式相加得2NO+

O2=2NO2,正確；C項，由B項的分析知，正確；D項，沒有說明在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，錯誤。

4.圖中是鎂一次氯酸鈉電池，電池反應(yīng)為乂&+。0一+1120==。-+\坨（0^21,下列說法正確的是

)

A.進料口A是次氯酸鈉溶液，出料口B主要成分是氯化鈉

B.惰性電極附近溶液的pH減小

+

C.鎂電極表面發(fā)生氧化反應(yīng)：Mg-2e"+2H2O=Mg（OH）2I+4H

D.Na卡向鎂電極方向移動，Mg（OH）2沉淀在兩電極之間產(chǎn)生

解析：選AA項，鎂?次氯酸鈉電池中，次氯酸鈉在正極得電子生成氯化鈉從出料口B排出；B項，

惰性電極反應(yīng)為CKT+2e-+H2O=C「+2OH-,溶液pH增大；C項，因正極反應(yīng)產(chǎn)生OH,溶液呈

堿性，不會生成H+;D項，Na+向正極（惰性電極）移動。

5.（江蘇高等）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（）

A.反應(yīng)CH4+H2O催上劑3H2+CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子

-_

B.電極A上Hz參與的電極反應(yīng)為H2+2OH-2e=2H2O

C.電池工作時，COT向電極B移動

D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2COz+4e—-2CO「

解析：選DA選項，甲烷中的C為一4價，一氧化碳中的C為+2價，每個碳原子失去6個電子，

因此每消耗1mol甲烷失去6moi電子，錯誤；B選項，熔融鹽中沒有氫氧根離子，因此氫氧根離子不能

參與電極反應(yīng)，電極反應(yīng)式應(yīng)為H2+CO+2COT—4e-=3CO2+H2。，錯誤；C選項，碳酸根離子應(yīng)向

負(fù)極移動，即向電極A移動，錯誤；D選項，電極B上氧氣和二氧化碳得電子生成碳酸根離子，正確。

二、不定項選擇題

6.將兩個粕電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CH4和02,即可產(chǎn)生電流，稱為甲烷燃

料電池，下列敘述正確的是（）

①通入CH4的電極為正極；②正極的電極反應(yīng)式是O2+2H2O+4e-=4OlT；③通入CH4的電極反

應(yīng)式是CH4+2O2+4e-=CO2+2H2。；④負(fù)極的電極反應(yīng)式是CH4+IOOH一一86一=€：0歹+7H2O;⑤

放電時溶液中的陽離子向負(fù)極移動；⑥放電時溶液中的陰離子向負(fù)極移動,

A.①③⑤B.②??

C.④⑤⑥D(zhuǎn).???

解析：選B據(jù)題意知，發(fā)生的反應(yīng)為CH44-2O2=CO2+2H2O,反應(yīng)產(chǎn)生的CO2,處于KOH溶

液中，又會轉(zhuǎn)化為COT,故④是正確的。②02得電子被還原，作正極。⑥溶液中離子移動情況受溶液(原

電池內(nèi)電路)中電流方向影響，內(nèi)電路電流方向是由負(fù)極流向正極，陽離子的運動方向與電流方向相同，

故在溶液(原電池內(nèi)電路)中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。

7.熔融碳酸鹽燃料電池，是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)隔膜、多孔

金屬陽極、金屬極板構(gòu)成的燃料電池，其電解質(zhì)是熔融態(tài)碳酸鹽。如圖是用

熔融碳酸鹽作電解質(zhì)，氫氣和氧氣形成的燃料電