专题4.2 化学电源-2016-2017学年高二化学暑假作业(选修4) 含解析

化学电源1．科学工作者为心脏病患者设计的心脏起搏器的电池是以Pt 和Zn为电极材料，依靠人体体液中含有的一定浓度的溶解氧、H＋和Zn2＋进行工作的。

该电池工作时，正极的电极反应式为( ) A．Zn－2e－===Zn2＋B．2H＋＋2e－===H2↑C．4OH－－4e－===O2↑＋2H2OD．O2＋4H＋＋4e－===2H2O解析：选D 正极得电子，体液中溶解的氧气得电子而发生还原反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，D项正确。

2．纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，如图所示，这种碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。

下列有关该纸电池的说法不合理的是( )A．Zn为负极，发生氧化反应B．电池工作时，电子由MnO2流向ZnC．正极反应：MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－D．电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)解析：选B Zn为负极，发生氧化反应，A项正确；电池工作时，电子由负极Zn流向正极MnO2，B项错误；正极上MnO2发生还原反应MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－，C项正确；电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)，D项正确。

3．某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。

下列说法正确的是( )A．电子由Zn电极流出，经KOH溶液流向正极B．正极反应式为2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2OC．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D．电池工作时OH－向负极迁移解析：选D 电子由电源的负极经导线流向正极，Zn极发生氧化反应，作负极，则K2FeO4作正极，所以电子从Zn极经导线流向K2FeO4极，故A错误；KOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO2－4＋8H2O ＋6e－===2Fe(OH)3＋10OH－，故B错误；电池总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，该电池放电过程中电解质溶液浓度增大，故C错误；电池工作时阴离子向负极移动，所以OH－向负极迁移，故D正确。

第二节化学电源知识点一一次电池 1．下列有关电池的说法不正确的是( ) A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极2．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。

航标灯的电源必须长效、稳定。

我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe 合金网为电极材料的海水电池。

在这种电池中( ) ①铝合金是阳极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应 A．②③ B．②④ C．①② D．①④ 3．锌锰干电池的两极分别为碳棒和锌皮，在放电时电池总反应方程式可以表示为Zn2＋＋＋2MnO＋2NH===Zn＋MnO＋2NH＋HO。

根据上述信息，下列结论正确的是( ) 242332＋A．放电时正极发生反应的物质为NH 4B．Zn为负极，碳为正极 C．工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极D．长时间连续使用该电池时，内装糊状物不会流出4．据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。

其电池反应为2Zn＋O===2ZnO，原料为锌、电解质和空气，则下列叙述正确的是2( ) A．锌为正极，空气进入负极反应2－＋B．负极反应为Zn－2e===Zn C．正极发生氧化反应 D．电解质可能是强酸知识点二二次电池充电5．Ni-Cd可充电电池，充电和放电时可以发生如下反应：Cd(OH)＋2Ni(OH) 22放电Cd＋2NiO(OH)＋2HO，由此可知，该电池的负极材料是( ) 2A．Cd B．NiO(OH)C．Cd(OH) D．Ni(OH) 226．市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。

它的负极材料是金属＋锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料。

这种锂放电离子电池的总反应式为Li＋2LiNiO2LiNiO，下列说法不正确的是( ) 0.3520.852充电－＋A．放电时，负极的电极反应式：Li－e===Li B．充电时，LiNiO既发生氧化反应又发生还原反应0.852C．该电池不能用水溶液作为电解质溶液＋D．放电过程中Li向负极移动7．铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO，电解质溶液为稀硫酸，工作2时该电池的总反应式为Pb＋PbO＋2HSO===2PbSO＋2HO。

课时作业(十八)[学业水平层次（A）]1．某同学在超市看到一种电池外壳的纸层包装，印有如图所示的文字。

下列有关说法错误的是()A．该电池不是可充电干电池B．该电池用过之后不可以随意丢弃，要集中回收处理C．该电池含有重金属元素D．该电池工作时，外电路中每通过0.2 mol e－，锌的质量理论上减少3.25 g【解析】电池工作时，锌失去电子，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，外电路每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上应减少6.5 g，所以D 项错误。

【答案】 D2．微型锂碘电池可用于植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。

这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I－。

下列有关说法正确的是()A．正极反应：2Li－2e－===2Li＋B．负极反应：I2＋2e－===2I－C．总反应是：2Li＋I2===2LiID．金属锂作正极【解析】该电池中Li的活泼性强，作负极，其反应为：2Li－2e－===2Li＋，B、D均错；正极反应为：I2＋2e－===2I－，A错；总反应为2Li＋I2===2LiI，C正确。

【答案】 C3．美国一个海军航空站曾安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600 ℃～700 ℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为：2H2＋O2===2H2O，负极反应为：2H2＋2CO2－3－4e－===2H2O＋2CO2，则下列推断中正确的是()A．正极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2OB．该电池的电极没有参加反应C．电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 molD．O2从正极通入，发生氧化反应【解析】由总反应式减去负极反应式得正极反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3，A项错。

燃料电池电极本身不参加反应，B项正确。

由总反应式知，电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为2 mol，C 项错。

4-2化学电源一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．下列说法错误的是()A．依据原电池的原理设计出了化学电源B．原电池是化学电源的雏形C．原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的负极材料的活泼性D．氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源【解析】电池的优劣，主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少或者输出功率的大小或者电池的可储存时间的长短，C错。

【答案】 C2．锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为：Zn(s)＋2MnO2＋2NH＋4===Zn2＋＋Mn2O3(s)＋2NH3↑＋H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是()A．Zn B．碳C．MnO2和NH＋4D．Zn2＋和NH3【解析】从所给的图中可见，Zn为电池的负极，碳棒为电池的正极，负极失电子变成Zn2＋，失去的电子被MnO2和NH＋4得到，生成了Mn2O3和NH3。

所以正极上的反应物为NH＋4和MnO2。

【答案】 C3．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的重大贡献。

下列有关电池的叙述正确的是( )A ．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B ．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C ．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D ．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅【解析】 锌锰干电池的碳棒为正极，电极本身不参与反应，A 错。

氢氧燃料电池是将化学能转化为电能，B 错。

太阳能电池的主要材料是单质硅，D 错。

【答案】 C4．利用生活中常见的材料可以制作出一些有实际应用价值的装置来，如废铝罐和碳棒、食盐水等材料制作用于驱动玩具的电池。

上述电池工作时，有关说法正确的是( )A ．铝罐将逐渐被腐蚀B ．碳棒上发生的反应为：O 2＋4e －===2O 2－C ．碳棒应与玩具电机的负极相连D ．该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻【解析】 该电池的负极是Al ，工作时铝将被腐蚀，A 对；正极上O 2得电子，但不会形成O 2－，B 错；碳棒是该电池的正极，与玩具电机正极相连，C 错；碳棒不参与反应，质量不会减轻，D 错。

课时训练20化学电源1.下列有关化学电源的说法中正确的是()A.化学电源只能将化学能转化为电能B.燃料电池能将全部化学能转化为电能C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可再充电使活性物获得再生D.一次电池包括干电池和蓄电池解析:化学电源工作时也有少量热量产生,故化学能也部分转化为热能,A项错误;任何电池的效率都不能达到100%,燃料电池的能量转化率为80%左右,B项错误;蓄电池并不是一次电池,故D项错误。

答案:C2.下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.锌银电池工作时,电子沿外电路从银电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰电池中,锌电极是负极解析:化学电池包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。

锂离子电池放电完全后经充电可再次使用,属于二次电池,A项正确;锌银原电池中锌较活泼,作负极,银作正极,故电子由锌流向银,B项错误;所有的化学电池都是将化学能转化成电能,作为燃料电池也不例外,C项正确;在锌锰电池中,较活泼的Zn失去电子生成Zn2+,作负极,D项正确。

答案:B3.普通锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为Zn(s)+2MnO2+2N Zn2++Mn2O3(s)+2NH3↑+H2O,在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是()A.ZnB.碳C.MnO2和ND.Zn2+和NH3解析:根据方程式可知:Zn为原电池的负极,碳棒为原电池的正极,负极失电子变成Zn2+,失去的电子被MnO2和N得到,生成了低价态的Mn2O3和不带电的NH3。

所以在正极上N和MnO2为反应物。

答案:C4.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。

有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为Zn+2OH--2e-Zn(OH)2、Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-。

根据上述电极反应,判断下列叙述中正确的是()A.在使用过程中,电池负极区溶液的pH增大B.在使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极C.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应D.Zn是负极,Ag2O是正极解析:根据原电池原理:负极失去电子发生氧化反应,正极得到电子发生还原反应,可以判断该原电池中Zn为负极,Ag2O为正极;根据电极反应可以得知负极区溶液的pH减小,故A、C两项错误;电子是从负极沿导线流入正极,故B项错误。

化学电源时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的电池反应是：Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，则负极上发生反应的物质是( )A．Ag B．Zn(OH)2C．Ag2O D．Zn1．解析：由题给总方程式得：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，故Zn为负极。

答案：D2．某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极2．解析：由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即a极是负极，充入O2的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电池内部阳离子即H＋移向正极，正极即b极的电极反应式应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故A项、B项错误，D项正确。

C项没有指明标准状况，故C项错误。

答案：D3．有人设计出利用CH4和O2反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。

电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法中正确的是( )①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－②负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－④电池放电时，溶液pH不断升高A．①②B．①③C．①④D．③④3．解析：CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4→CO2，严格地讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol e－发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1．下列有关化学电池的说法中正确的是()A．化学电池只能将化学能转化为电能B．燃料电池能将全部化学能转化为电能C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可再充电使活性物获得再生D．一次电池包括干电池和蓄电池解析：化学电池工作时也有少量热量产生，故化学能也部分转化为热能，A错误；任何电池的效率不能达到100%，燃料电池的能量转化率为80%左右，B错误；蓄电池并不是一次电池，故D错误。

答案： C2．锌锰干电池在放电时电池总反应方程式为Zn＋2MnO2＋2NH＋4===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O。

在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是()A．锌B．碳C．MnO2和NH＋4D．Zn2＋和NH3解析：锌锰干电池放电时的电极反应式为：负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：2MnO2＋2e－＋2NH＋4===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O，C正确。

答案： C3．(2016·全国卷Ⅱ)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－===AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑解析：Mg-AgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag ＋2Cl－，A项正确，B项错误；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，C项正确；Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。

答案： B4．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化成氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。

电池负极反应为()A．H2＋2OH－－2e－===2H2OB．O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．H2－2e－===2H＋D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析：该电池的特点：电解质溶液显酸性，故负极电极方程式中H2失去电子生成H ＋，C项正确。

第二节化学电源1.了解常见化学电源的种类与其工作原理.2.熟练书写常见化学电源的电极反应式和总方程式. 3．知道废弃电池对环境的危害,设想处理废旧电池的办法.化学电源一、化学电池1．定义：将化学能转化为电能的装置.2．分类3．优点能量转化效率较高,供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池与电池组,使用方便,易于维护,并可在各种环境下工作.4．判断电池优劣的主要标准<1>比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位<W·h>/kg或<W·h>/L.<2>比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位W/kg或W/L.<3>电池可储存时间的长短.二、几种常见的化学电池1．一次电池<1>碱性锌锰电池①构造②组成正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH.③工作原理负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn<OH>2；正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO<OH>＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO<OH>＋Zn<OH>2.<2>锌银电池①构造②组成正极：Ag2O；负极：Zn；电解质：KOH.③工作原理负极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn<OH>2；正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn<OH>2＋2Ag.2．二次电池<以铅蓄电池为例><1>构造<2>组成正极：PbO2；负极：Pb；电解质：H2SO4.<3>工作原理铅蓄电池是最常见的二次电池,其电极反应分为放电和充电两个过程.①放电过程负极：Pb－2e－＋SO错误!===PbSO4<氧化反应>；正极：PbO2＋4H＋＋SO错误!＋2e－===PbSO4＋2H2O<还原反应>；总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O.②充电过程电化学上常把发生氧化反应的电极叫做阳极,发生还原反应的电极叫做阴极.阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO错误!<还原反应>；阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO错误!<氧化反应>；总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4.③铅蓄电池的充、放电过程Pb＋PbO2＋2H2SO4错误!2PbSO4＋2H2O.1．判断正误<正确的打"√",错误的打"×">.<1>化学电池是将电能转变成化学能的装置.< ><2>化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等.< ><3>化学电池供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小的电池,使用方便,易于维护.< ><4>废旧电池可以随意丢弃.< ><5>Zn具有还原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极材料.< ><6>铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加.< ><7>可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应.< ><8>锂碘电池的电池反应为2Li<s>＋I2<s>===2LiI<s>,则碘电极作该电池的负极.< >答案：<1>×<2>√<3>√<4>×<5>√<6>×<7>×<8>×2．人造卫星用到的一种高能电池——锌银电池,其电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn<OH>2,Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－.根据反应式判断氧化银是< > A．负极被氧化B．正极被还原C．负极被还原D．正极被氧化解析：选B.锌银电池放电时,Ag2O得到电子被还原为Ag,故Ag2O作电池的正极.化学电源电极反应式的书写1．一般电极反应式的书写2．复杂电极反应式的书写错误!＝错误!－错误!3．给出电极反应式,书写总反应式根据给出的两个电极反应式,写出总反应式时,首先要使两个电极反应式的得失电子相等,然后将两式相加,消去反应物和生成物中相同的物质即可.若原电池正、负两极产生的阴、阳离子能与电解质溶液中的离子发生反应时,要把后续反应一并写入电极反应式中.若反应式同侧出现不能共存的离子,如H＋和OH－、Pb2＋和SO 错误!,要写成反应后的物质,如H2O、PbSO4.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe<OH>2＋2Ni<OH>2.下列有关该电池的说法不正确的是< >A．电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为FeB．电池放电时,负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe<OH>2C．电池充电过程中,阴极附近溶液pH降低D．电池充电时,阳极反应为2Ni<OH>2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O[解析] 因为放电时的反应中有氢氧化物生成,故电解质溶液是碱性溶液,因为铁的化合价升高,镍的化合价降低,故铁是负极,氧化镍是正极,故A和B均正确；充电时的阴极反应为Fe<OH>2＋2e－===Fe＋2OH－,故此时阴极附近的pH增大,故C错误；根据所给的放电时的电池反应可推知D正确.[答案] C以上述例题分析,怎样判断电极附近溶液pH的变化？答案：判断电极附近溶液pH的变化,主要应看电极反应式,如该电池放电时的负极反应：Fe－2e－＋2OH－===Fe<OH>2,OH－被消耗,故负极附近pH减小,正极反应为Ni2O3＋2e－＋3H2O===2Ni<OH>2＋2OH－,生成OH－,故正极附近pH变大；充电时同理分析,阳极反应：2Ni<OH>2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O,阳极附近pH减小,阴极附近pH增大.错误!电极反应式和总方程式书写时的注意事项<1>正、负两极的电极反应式在得失电子相等时相加,即得总反应式.<2>写电极反应式时,一定要注意电解质是什么,其中阴、阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应.在碱性电解质中,电极反应式中不能出现H＋；在酸性电解质中,电极反应式中不能出现OH－.化学电源的综合考查1．Mg­H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器.该电池以海水为电解质溶液,示意图如图所示.该电池工作时,下列说法正确的是< >A．Mg电极是该电池的正极B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应C．石墨电极附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正极移动解析：选C.在原电池中活泼金属作负极,即Mg为负极,A错误；通入H2O2的一极为正极,在反应过程中发生还原反应,B错误；石墨电极的电极反应式为H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O,溶液pH增大,C正确；原电池中,电解质溶液中的阴离子向负极移动,D错误.2．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4,工作时的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O,下列结论正确的是< >A．Pb为正极被氧化B．电解质溶液的pH不断减小C．SO错误!向PbO2处移动D．电解质溶液的pH不断增大解析：选D.由题给电池反应式可以看出H2SO4不断被消耗,故pH不断增大,所以B不正确,D正确；由Pb元素化合价的变化,可以看出Pb是负极,所以A不正确；原电池工作时,整个电路中负电荷的流向是一致的,外电路中,电子由Pb极流向PbO2极；内电路中,阴离子<SO 错误!>移向Pb极,所以C不正确.3．在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO<OH>＋Zn<OH>2.下列有关该电池的电极反应,正确的是< > A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋B．负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn<OH>2＋2H＋C．正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnO<OH>D．正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO<OH>＋2OH－解析：选D.在书写碱性电池的电极反应式时,方程式中不得出现H＋.在碱性电池中,负极的Zn失去电子形成的Zn2＋应该与OH－结合为Zn<OH>2.燃料电池1．基本构造<以氢氧燃料电池为例>2．工作原理酸性电解质<H2SO4> 碱性电解质<KOH>负极反应2H2－4e－===4H＋2H2－4e－＋4OH－===4H2O正极反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应2H2＋O2===2H2O3.<1>连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能.<2>电极材料本身不参与氧化还原反应.<3>工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排除.4．燃料电池的优点<1>能量转换率高<超过80%>.<2>排放废弃物少,运行时噪音低.1．燃料电池的正、负两极必须是两种活泼性不同的金属或一种金属与一种能导电的非金属吗？答案：不一定,如氢氧燃料电池的正、负极均为Pt.2．除氢氧燃料电池外,其他燃料电池的负极反应物通常还有哪些？正极放电的是什么物质？答案：负极还可以是烃<如甲烷、乙烷等>、醇<如甲醇、乙醇等>、氨、煤气等可燃性气体或液体.正极放电的是氧气.3．燃料电池是一种新型电池,它利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能.氢氧燃料电池的基本反应如下：X极：错误!O2<g>＋H2O<l>＋2e－===2OH－；Y极：H2<g>＋2OH－－2e－===2H2O<l>.下列判断中,正确的是< >A．X是负极B．Y是正极C．Y极发生还原反应D．Y极发生氧化反应解析：选D.从电极反应式中可以看出,X极得电子发生还原反应,作正极；Y极失去电子发生氧化反应,作负极.常见燃料电池的电极反应和电池反应1．乙醇燃料电池<电解质溶液为KOH溶液>负极：C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO错误!＋11H2O；正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；总反应式：C2H5OH＋3O2＋4OH－===2CO错误!＋5H2O.2．甲烷燃料电池<固体电解质>一个电极通入空气,另一电极通入甲烷,电池的电解质为掺杂了Y2O3<三氧化二钇>的ZrO2<二氧化锆>晶体,它在高温下能传导O2－.该电池的电极反应式为负极：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O；正极：2O2＋8e－===4O2－；总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O.3．甲醇燃料电池<电解质溶液为H2SO4溶液>负极：2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O；总反应式：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O.<2017·锦州高二检测>燃料电池是燃料<如CO、H2、CH4等>跟氧气或空气发生反应,将此反应的化学能转化为电能的装置,电解质溶液通常是KOH溶液.下列关于甲烷燃料电池的说法中不正确的是< >A．负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO错误!＋7H2OB．正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－C．随着不断放电,电解质溶液碱性不变D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率高[解析] 甲烷燃料电池中,CH4作负极,发生氧化反应,电解质溶液为KOH溶液,故负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO错误!＋7H2O,A正确；O2作正极,发生还原反应,正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－,B正确；总反应式为CH4＋2O2＋2OH－===CO错误!＋3H2O,随反应的进行,不断消耗OH－,故c<OH－>减小,pH减小,C错误；燃料电池的能量转换率高,D正确.[答案] C若将KOH溶液改为稀硫酸,写出负极的电极反应式：______________________________________________________________________.答案：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋水溶液中的燃料电池1．将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CO和O2,即可产生电流,称为燃料电池,下列叙述正确的是< >①通入CO的电极为正极；②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；③通入CO的电极反应式是2CO＋O2＋4e－===2CO2；④负极的电极反应式是CO＋4OH－－2e－===CO错误!＋2H2O；⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动.A．①③⑤B．②④⑥C．④⑤⑥D．①②③解析：选B.据题意知,发生的反应为2CO＋O2===2CO2,反应产生的CO2处于KOH溶液中,又会转化为CO错误!,④正确,③错误.O2得e－被还原,作正极,①错误,②正确.溶液中离子移动情况受溶液<原电池内电路>中电流方向影响,内电路电流方向是由负极流向正极,阳离子的移动方向与电流方向相同,故在溶液<原电池内电路>中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,⑤错误,⑥正确.2．一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳.该电池负极发生的反应是< >A．CH3OH<g>＋O2<g>===H2O<l>＋CO2<g>＋2H＋<aq>＋2e－B．O2<g>＋4H＋<aq>＋4e－===2H2O<l>C．CH3OH<g>＋H2O<l>－6e－===CO2<g>＋6H＋<aq>D．O2<g>＋2H2O<l>＋4e－===4OH－解析：选C.燃料电池中,负极燃料失电子发生氧化反应,正极氧气得电子发生还原反应,即负极反应中不可能有氧气参与.以熔融态固体为电解质的燃料电池3．一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率.现用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物作电解质,一极通CO气体,另一极通O2和CO2混合气体,其总反应为2CO＋O2===2CO2.则下列说法中正确的是< >A．通CO的一极是电池的正极B．负极发生的电极反应是O2＋2CO2＋4e－===2CO错误!C．负极发生的电极反应是CO＋CO错误!－2e－===2CO2D．正极发生氧化反应解析：选C.由电池反应2CO＋O2===2CO2可知,通CO的一极为电池负极,通O2的一极为电池正极,负极失电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应,负极的电极反应为2CO＋2CO 错误!－4e－===4CO2,正极的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO错误!.4．固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的.它以固体氧化锆­氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子<O2－>在其间通过.该电池的工作原理如图所示.其中多孔电极a、b均不参与电极反应.下列判断正确的是< >A．有O2放电的a极为电池的负极B．有H2放电的b极为电池的正极C．a极对应的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．该电池的总反应：2H2＋O2错误!2H2O解析：选D.根据该电池的工作原理图可知,被氧化的是H2,2H2－4e－＋2O2－===2H2O,b极为原电池的负极；被还原的是O2,O2＋4e－===2O2－,a极为原电池的正极；该电池的总反应为2H2＋O2错误!2H2O.重难易错提炼1.二次电池的充电过程就是下一节要学习的电解过程,要记住充电时"正接正、负接负".二次电池放电时负极反应与充电时阴极反应互为逆反应；正极反应与充电时阳极反应互为逆反应.2.燃料电池的电极材料为铂等惰性电极,正极反应一般是氧气发生的还原反应.3.原电池的正极材料本身一般不参与反应,但铅蓄电池正极材料二氧化铅参与了正极反应.4.原电池的电解质溶液不一定是水溶液,如Li­I2电池的电解质溶液是惰性非水有机溶剂<Li可与H2O发生反应>.5.书写燃料电池的电极反应式时,要注意电解质溶液的酸碱性.在碱性溶液中,电极反应式中不能出现H＋；在酸性溶液中,电极反应式中不能出现OH－.课后达标检测[基础巩固]1．对化学电源的叙述正确的是< >A．化学电源比火力发电对化学能的利用率高B．化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位C．化学电源均是安全、无污染的D．化学电源即为充电电池解析：选A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高,故A正确；火力发电居于人类社会现阶段总耗电量的首位,故B错误；部分废旧化学电源会引起重金属污染,故C错误；化学电源包括一次电池、充电电池、燃料电池等,故D错误.2．下列电池工作时,O2在正极放电的是< >A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池223．废电池必须进行集中处理的首要原因是< >A．为了利用电池外壳的金属材料B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中的石墨电极解析：选B.废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染,必须进行集中处理.4．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是< >A．电池Ⅰ中锌是正极B．电池Ⅱ是一次电池C．电池Ⅲ工作时,氢气发生还原反应D．电池Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向碳棒解析：选D.电池Ⅰ中锌是负极,铜是正极,A错误；电池Ⅱ为铅蓄电池,属于二次电池,B 错误；电池Ⅲ为氢氧燃料电池,H2在负极失去电子发生氧化反应,C错误；电池Ⅳ为锌锰干电池,锌为负极,碳棒为正极,电子由负极沿导线流向正极,D正确.5．燃料电池的基本组成为电极、电解质溶液、燃料和氧化剂.此种电池的能量转化率超过80%,产物污染小.下列有关燃料电池的说法错误的是< >A．燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器,原因之一是该电池的产物为水,经过处理之后可供宇航员使用C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH,该电池的负极反应为C2H5OH－12e－＋12OH－===2CO2↑＋9H2OD．碱性甲烷燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－解析：选C.C项,电解质为KOH,因此不可能生成二氧化碳,应该生成CO错误!,即负极反应为C2H5OH－12e－＋16OH－===2CO错误!＋11H2O,故C项错误.6．锌锰干电池在放电时,总反应方程式可以表示为Zn<s>＋2MnO2＋2NH错误!===Zn2＋＋Mn2O3<s>＋2NH3↑＋H2O,在此电池放电时正极<碳棒>上发生反应的物质是<> A．ZnB．碳C．MnO2和NH错误!D．Zn2＋和NH3解析：选C.Zn在负极上被氧化,剩余的物质将在正极上反应得到Mn2O3、NH3和H2O.要注意题中问的是正极上发生反应的物质,不要考虑成被还原的物质.7．如图是一种新型锂电池原理图,有关叙述正确的是< >A．a为电池正极B．外电路中电流从a流向bC．离子交换膜为阳离子交换膜D．b电极处,O2失电子生成OH－解析：选C.Li失电子,为电源负极,A项错误；电流方向与电子流动方向相反,故外电路中电流从b流向a,B项错误；由图示可知,Li＋可穿过离子交换膜,故为阳离子交换膜,C项正确；由图示可知,O2得电子生成OH－,D项错误.8．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋,其基本结构如图,电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O,下列有关说法正确的是< >A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：选D.a极通H2,H2失电子应在负极反应,所以a为负极,电子通过外电路由a极流向b极,A项错误；因为电解质显酸性,所以b极上的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O,B 项错误；C项没有告知是标准状况,转移0.1 mol电子消耗H2的物质的量是0.05 mol,但体积不一定是1.12 L,C项错误；阳离子向正极移动,所以H＋由a极通过固体酸电解质传递到b 极,D项正确.9．<2017·湖北重点中学联考>流动电池是一种新型电池,其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动,在电池外部调节电解质溶液,以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定.化工大学新开发的一种流动电池如图所示,电池总反应为Cu＋PbO2＋2H2SO4===CuSO4＋PbSO4＋2H2O.下列说法不正确的是< >A．a为负极,b为正极B．该电池工作时,PbO2电极附近溶液的pH增大C．a极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．调节电解质溶液的方法是补充CuSO4解析：选D.A项,根据电池总反应可得铜为负极,PbO2为正极,正确；B项,该电池工作时,PbO2电极上发生的反应为PbO2＋4H＋＋SO错误!＋2e－===PbSO4＋2H2O,消耗了溶液中的H＋,故溶液的pH增大,正确；C项,铜电极的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋,正确；D项,反应生成了CuSO4,消耗了H2SO4,故应补充H2SO4,错误.10．<2017·秦皇岛高二测试>根据氧化还原反应2H2＋O2===2H2O,设计成燃料电池.<1>负极通的气体应是____,正极通的气体应是____.<2>根据选择电解质溶液的不同,填写下表：<3>若把H2改为4解析：<1>氢氧燃料电池中通可燃性气体<H2>的一极为负极,通O2的一极为正极.<2>若以H2SO4作电解质溶液,其电极反应式为负极：2H2－4e－===4H＋；正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O.反应过程中生成水,溶液中c<H＋>减小,pH增大.若以KOH溶液作电解质溶液,其电极反应式为负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－.反应过程中生成水,溶液中c<OH－>减小,pH减小.<3>若把H2改为CH4,KOH溶液作电解质溶液时其正极反应式不变.答案：<1>H2O2<2>2211．镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用,它的充、放电反应如下：Cd＋2NiO<OH>＋2H2O错误!Cd<OH>2＋2Ni<OH>2请回答下列问题：<1>上述反应式中左边物质的总能量_____<填"大于""小于"或"等于">右边物质的总能量.<2>放电时负极发生反应的物质是____,放电时正极的反应式为____________________.解析：<1>原电池放电过程中将化学能转化为电能,即反应物总能量大于生成物总能量.<2>根据总反应式可知放电时：负极<Cd>反应式：Cd＋2OH－－2e－===Cd<OH>2,正极[NiO<OH>]反应式：2NiO<OH>＋2H2O＋2e－===2Ni<OH>2＋2OH－.答案：<1>大于 <2>Cd NiO<OH>＋H2O＋e－===Ni<OH>2＋OH－[能力提升]12．新型NaBH4/H2O2燃料电池<DBFC>的结构如图所示,该电池总反应方程式：NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O,有关的说法不正确的是< >A．电极B为正极,纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率B．放电过程中,Na＋从正极区向负极区迁移C．电池负极的电极反应为BH错误!＋8OH－－8e－===BO错误!＋6H2OD．在电池反应中,每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液,理论上流过电路中的电子为12 mol 解析：选B.A.根据图知,B电极上H2O2得电子生成OH－,所以B电极是正极,MnO2是催化剂,可以提高原电池的工作效率,故A正确；B.放电时,阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,所以Na＋从负极区向正极区迁移,故B错误；C.根据元素化合价变化知,负极上BH错误!失电子发生氧化反应,电极反应式为BH错误!＋8OH－－8e－===BO错误!＋6H2O,故C正确；D.在电池反应中,每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液,即物质的量为6 mol,根据H2O2＋2e－===2OH－知,理论上流过电路中的电子为6 mol×2＝12 mol,故D正确.13．Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan 菌种生成的硫化物作为微生物燃料电池的电解质,电池内部有质子通过,该系统不经任何维护可持续运行5年,该电池的负极反应式为S2－＋4H2O－8e－===SO错误!＋8H＋.有关该电池的下列说法中正确的是< >A．若有1.12 L氧气参与反应,则一定有0.2 mol电子发生转移B．质子由正极移向负极C．该电池的总反应式为S2－＋2O2===SO错误!D．正极的电极反应式为2O2＋8e－＋4H2O===8OH－解析：选C.未标明1.12 L氧气所处的压强和温度,不能确定氧气的物质的量,A项错误；质子由负极移向正极,B项错误；正极的电极反应式为2O2＋8H＋＋8e－===4H2O,D项错误.14．<2017·衡水高二调研>近年来AIST正在研制一种"高容量、低成本"锂­铜空气燃料电池.该电池通过一种复杂的"铜腐蚀现象"产生电力,其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu ＋2Li＋＋2OH－,下列说法不正确的是< >A．放电时,Li＋透过固体电解质向Cu极移动B．放电时,负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－C．通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2OD．整个反应过程中,铜相当于催化剂解析：选B.根据放电时的反应判断锂电极是负极,铜电极是正极.在电池内部阳离子移向正极,即Li＋透过固体电解质向Cu极移动,故A正确.负极发生失电子的氧化反应,故B错误.据图示和题干信息可知,通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时,正极生成铜,整个反应过程中,铜相当于催化剂,故C、D正确.15．锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池.该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2.回答下列问题：<1>外电路的电流方向是由____极流向____极.<填字母><2>电池正极反应式为____________________________________.<3>是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？____<填"是"或"否">,原因是____________________________________.解析：<1>Li失去电子为负极,MnO2为正极,电流从正极流向负极,即b流向a.<2>正极反应为MnO2得电子结合Li＋,生成LiMnO2.<3>Li与水反应,故不可用水代替混合有机溶剂.答案：<1>b a <2>MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2<3>否电极Li是活泼金属,能与水反应16．科研、生产中常涉与钠、硫与其化合物.<1>图A为钠硫高能电池的结构示意图.该电池的工作温度为320 ℃左右,电池反应为2Na＋x S===Na2S x,正极的电极反应式为____________________________________.M<由Na2O和Al2O3制得>的两个作用是__________________________________.与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_____倍.<2>熔融状态下,钠的单质和FeCl2能组成可充电电池<装置示意图如图B>,反应原理为2Na＋FeCl2错误!Fe＋2NaCl.放电时,电池的正极反应式为_______；充电时,_____<写物质名称>电极接电源的负极,该电池的电解质为_________.答案：<1>x S＋2e－===S错误!导电<或作电解质>和隔离钠与硫 4.5<2>Fe2＋＋2e－===Fe 钠β­Al2O3固体。

一.选择题（每题10分，共60分） 1.下列冇关化学电池的说法不正确的是（ ） A. 化学电池是将化学能变成电能的装置B. 一次电池的活性物质消耗到一淀程度就不能使用了C. 二次电池乂称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，故可多次重复使用D ・燃料电池是将燃料燃烧所放；11的能量转化为化学能装置2. 一种光化学电池的结构如图所示，当光照在表面涂冇氯化银的银片上时，发 光昭 _生反应：AgCl （s ）上亠Ag （s ） + Cl （AgCl ）［CI （AgCl ）表示生成的氯原子吸附在氯化 银表面］,Cl （AgCl ）+J ——Cl （aq ）o 下列说法正确的是（ ）A. 光照时，外电路电流rflY 流向XB. 光照时，Pt 电极上发生的反应为2Cr-2e'=Cl 2TC. 光照时，C1 一向Ag 电极移动D. 光照时,电池总反应为 AgCl(s)+Cu\aq)^^Ag(s)+Cu 24 (aq)+cr (aq)3. 微型钮扌II 电池在现代生活中有广泛应用。

有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O 和Zn,电解质溶 液为 KOH,电极反应为：Zn+2OH-2e=ZnO+H 2O ； Ag 2O+H 2O+2e=2Ag4-2OH*。

根据上述反应式, 判断下列叔述中不正确的是（ ）A. 在使用过程中，电池负极区溶液的pH 减小B. 使用过程中，电了由Ag2。

极经外电路流向Zn 极C. Zn 是负极，Ag2。

是正极D. Ag2O 电极发生还原反应，Zn 电极发生氧化反应4. （2016・宁波高三十校联考）册@凹）・空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%〜30%的K0H 溶液。

下列说法中，不正确的是（）A. 该电池放电时，通入册的一极为负极B. 电池每释放1 mol N?转移的电了数为4佩C. 通入空气的-•极的电极反应式是02+2H,0+4e _=40H _D. 电池工作一段时间后，电解质溶液的pH 将不变5. 美国科学家成功开发便携式I 古I 体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。

知识梳理加深外界条件的改变对化学平衡影响的理解以m A(g)＋n B(g) p C(g)ΔH＜0(m＋n＜p)为例：高温速率变化动方向跟踪练习1．下列关于化学反应的限度的叙述中，正确的是A. 任何化学反应的限度都相同B. 可以通过改变温度控制化学反应的限度C. 可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度D. 当一个化学反应在一定条件下达到最大限度时，反应速率也最大【答案】B【解析】在一定条件下的可逆反应经过移动的时间后，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度。

A、化学反应不同，限度不同，选项A错误；B、可以改变外界条件控制化学反应的限度，选项B正确；C、化学反应的限度与反应时间无关，选项C错误；D、当化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等，反应未停止，选项D错误。

答案选B。

2．阿伏加德罗常数的值约6.02×1023mol－1，下列叙述中错误的是()①12.4 g白磷晶体中含有的P－P键数是0.6×6.02×1023②电解精炼铜时转移了6.02×1023个电子，阳极溶解32 g铜③7.8 g Na2S和Na2O2的混合物中含有阴离子数大于0.1×6.02×1023④2 mol SO2和1 mol O2混合在V2O5存在的条件下于密闭容器中加热反应后，容器内物质分子数大于2×6.02×1023⑤6.8 g熔融的KHSO4中含有0.1N A个阳离子⑥1.00 mol NaCl中，所有Na＋的最外层电子总数为10×6.02×1023A. ①②③④B. ③④⑤⑥C. ②③⑤⑥D. ③④⑥【答案】C3．工业上用CO生产燃料甲醇。

一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

一定条件下，将0.5mol CO和0.5mol H2在体积为2L的密闭容器中发生上述反应，则下列示意图合理的是【答案】A4．恒温下，在体积恒定的密闭容器中发生可逆反应：2SO2 (g)+ O 2(g) 2SO 3(g)，下列不能．．用来判断该反应达到平衡状态的是A. 容器中压强不再变化B. SO 2的体积分数不再变化C. 容器中混合物的密度不再变化D. 容器中各物质的浓度不再变化 【答案】C【解析】A 、反应物和生成物中气体的计量数之和不相等，容器中压强不变，证明达到了平衡状态，选项A 错误；B 、反应前后气体的体积有变化，二氧化硫的体积分数不变，说明达到了平衡状态，选项B 错误；C 、体积恒定，而参加反应的物质都为气体，气体质量始终不变，密度始终不变，不能用来判断该反应达到平衡状态，选项C 正确；D 、容器中各组分浓度不再变化，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，选项D 错误。

知识梳理一．电池的评价比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。

比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。

质量轻、体积小而输出电能多、功率大、可储存时间长的电池，更适合使用者的需要。

二．实用电池的特点1. 能产生比较稳定而且较高电压的电流；2. 安全、耐用且便于携带，易于维护；3. 能够适用于各种环境；4. 便于回收处理，不污染环境或对环境的污染影响较小；5. 能量转换率高。

三．几种常见的电池1. 一次电池：放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。

碱性锌锰电池构成：负极是锌，正极是MnO2，电解质是KOH负极：Zn+2OH－－2e－=Zn(OH)2；正极：2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2特点：比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电。

2. 二次电池⑴铅蓄电池放电电极反应：负极：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)；正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝PbSO4(s)+2H2O(l)总反应式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)充电电极反应：阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)；阴极：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq)总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)总反应方程式：Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l)说明：电池充电时，正负极分别和电源的正负极相连。

⑵ 镍一镉碱性蓄电池负极：Cd+2OH －－2e －=Cd(OH)2；正极：2NiO(OH)+2H 2O+2e －=2Ni(OH)2+2OH －总反应式：Cd +2NiO(OH)+2H 2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)23. 燃料电池跟踪练习1．以铅蓄电池为电源．将CO 2转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。

第4章电化学基础4.2 化学电源1．随着绿色环保理念的逐渐深入，电瓶车逐渐受到百姓的追捧。

电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，一种典型的可充电电池，电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2－4放电充电2PbSO4＋2H2O；则下列说法正确的是A．放电时：负极极板质量下降B．放电时：正极反应是Pb－2e－＋SO2－4＝PbSO4C．充电时：铅蓄电池的正极应与充电器电源的负极相连D．充电时：阳极区酸性增强【答案】D【解析】铅蓄电池在放电时，负极为Pb，电极反应为Pb－2e－＋SO2－4＝PbSO4，故极板质量增加，A、B项错误；铅蓄电池在充电时即是电解池的装置，与充电器电源负极相连的叫阴极，即它放电时的负极，阴极失去电子转移到充电器电源的阴极，C项错误；阳极反应为：PbSO4－2e－＋2H2O＝PbO2＋SO2－4＋H+，酸性增强，D项正确。

2．NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图，下列判断正确的是A．石墨电极Ⅱ为电池负极B．电池中NO3－从石墨电极I向石墨电极Ⅱ作定向移动C．石墨I电极发生的电极反应为NO2＋NO3－－e－＝N2O5D．每消耗1 mol NO2转移电子2 mol【答案】C【解析】以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池，在使用过程中石墨I电极为原电池的负极，NO2被氧化，N元素混合升高，应生成N2O5，电极方程式为NO2＋NO3－－e－═N2O5，石墨Ⅱ通入氧气，发生还原反应，为原电池的正极，电极方程式为O2＋2N2O5＋4e－＝4NO3－，以此解答该题。

【详解】石墨电极Ⅱ为电池正极，A项错误；石墨I电极为原电池的负极，原电池工作时，阴离子向负极移动，即NO3－从石墨电极Ⅱ向石墨电极I作定向移动，B项错误；石墨I电极为原电池的负极，NO2被氧化，N元素混合升高，应生成N2O5，电极反应为NO2＋NO3－－e－＝N2O5，C项正确；由石墨I电极反应为NO2＋NO3－－e－═N2O5可知，每消耗1 mol NO2转移1 mol电子，D项错误。

知识梳理一． 电解使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。

在此过程中，电能转化为化学能。

二． 电解池 1．电解池的构成条件(1) 有与电源相连的两个电极。

(2) 两个电极插入电解质溶液(或熔融盐)中。

(3) 形成闭合回路。

2．电极名称及电极反应式以用惰性电极电解CuCl 2溶液为例：总反应方程式：CuCl 2=====电解Cu ＋Cl 2↑。

3．电解池中电子和离子的移动(1) 电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。

(2) 离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。

三． 电解产物的判断及有关反应式的书写 1．判断电解池的阴、阳极(1) 根据外接电源的正、负极判断：电源正极连接阳极；电源负极连接阴极。

(2) 根据电极产物判断：电极溶解、逸出O 2(或电极区变酸性)或逸出Cl 2的为阳极；析出金属、逸出H 2(或电极区变碱性)的为阴极。

2．分析电解质水溶液的组成找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H ＋和OH －)。

3．离子的放电顺序阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)）Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+>H +>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+ >Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K + 阳极：(1) 是活性电极时：电极本身溶解放电(2) 是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）： S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->NO 3->SO 42-(等含氧酸根离子)>F - 4．写出两极电极反应式(1) 阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。

(2) 阴极：溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。

2017高考化学人教版选修4一轮基础练习及解析：4.2化学电源第四章电化学基础第二节化学电源1．下列电池工作时，O2在正极放电的是（)A。

锌锰电池B。

氢燃料电池C。

铅蓄电池D。

镍镉电池2放电，A项错误；氢燃料电池中，氢气在负极放电,氧气在正极放电，B项正确；铅蓄电池中，Pb在负极放电，PbO2在正极放电，C项错误；镍镉电池中，镉(Cd）在负极放电，NiOOH在正极放电，D项错误。

答案：B2．一种充电电池放电时的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH －.当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( ）A．H2O的还原B．NiOOH的还原C．H2的氧化D．Ni（OH）2的氧化解析：放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反应,D正确.答案：D3．废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程.其首要原因是( )A．为了利用电池外壳的金属材料B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D．回收其中的石墨电极解析：废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。

答案：B4．纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液.放电时两个电极反应分别为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH）2、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag ＋2OH－，下列说法中,正确的是( ）A．锌是负极，氧化银是正极B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应C．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动D．在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变解析：由电极反应式可知Zn作负极，Ag2O作正极，A正确；锌发生氧化反应,Ag2O发生还原反应，B错误；溶液中的OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，C错误；电池的总反应为:Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH）2＋2Ag，电解质溶液为KOH溶液，因电池放电过程中不断消耗水，使溶液中c（OH）－增大，D错误。

知识梳理跟踪练习1．下图所示的装置中，与手机充电的能量转化形式相同的是（）A. 电解水B. 水力发电C. 太阳能热水器D. 干电池【答案】A2．下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是( )【答案】B【解析】A、B、C均是原电池，把化学能转化为电能。

硅太阳能电池把太阳能转化为电能，答案选B。

3．热电池是一种可长期储备电能的电池，高氯酸钾广泛用于热电池．铁和高氯酸钾反应提供的能量使盐熔化导电，从而激活电池．铁和高氯酸钾的热电池反应为KClO4(s)+4Fe(s)═KCl(s)+4FeO(s) △H，下列说法正确的是（）A. 正极反应式为KClO4(s)＋8e ＝KCl(s)＋4O2-(l)B. 在该热电池中，铁为负极，发生还原反应C. △H＜0且参与反应的高氯酸钾越多，其值越小D. 生成1mol FeO转移8mol电子【答案】A4．Al—Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。

电池工作时，下列说法错误的是A. 电子由Al电极通过外电路流向Ag2O/Ag电极B. 电池负极附近溶液pH升高C. 正极反应式为Ag2O+2e-＋H2O=2Ag+2OH-D. 负极会发生副反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑【答案】B【解析】A．铝为负极，被氧化，Ag2O/Ag为正极，原电池工作时，电子由Al电极通过外电路流向Ag2O/Ag 电极，故A正确；B．负极发生Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，则pH减小，故B错误；C．正极发生还原反应，电极方程式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，故C正确；D．由于电解质呈碱性，铝可与氢氧化钠溶液反应2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，故D正确；故选B。

5．氨硼烷(NH3·BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。

该电池工作时的总反应为： NH3·BH3+ 3H2O2= NH4BO2+ 4H2O.下列说法正确的是( )A. 负极附近溶液的PH增大B. 正极的反应式为：H2O2+ 2H++2e-=2H2OC. 电池工作时，BO2-通过质子交换膜向正极移动D. 消耗3.lg氨硼烷，理论上转移0.2mol电子【答案】B6．某化学小组构想将汽车尾气(NO、NO2)转化为重要的化工原料HNO3，其原理如图所示，其中A、B 为多孔导电材料。

第二节化学电源A组1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。

下列有关电池的叙述正确的是()A.原电池反应均是自发的氧化还原反应B.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化C.氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加解析:原电池反应中的能量变化是将化学能转化为电能,必须是自发的氧化还原反应,A项正确,C项错误;氢氧燃料电池中,H2发生氧化反应,在负极被氧化,B项错误;铅蓄电池放电过程中总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),生成物PbSO4附着在两电极上使正、负极质量增加,D项错误。

答案:A2.废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。

其首要原因是()A.为了利用电池外壳的金属材料B.防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极解析:废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染,必须进行集中处理。

答案:B3.下列有关锌锰干电池的说法中正确的是()A.锌外壳是负极,石墨棒是正极材料B.在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳C.电流从锌流到石墨棒上D.在电池内部阳离子从石墨棒向锌片移动解析:在锌锰干电池中,锌外壳是负极,石墨棒是正极,在外电路中电子从锌外壳流向石墨棒,电流的方向与电子的流向相反,电池内部,阳离子向正极石墨棒移动,故A正确,B、C、D错误。

答案:A4.锂电池是一种新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。

某种锂电池的总反应式为Li+MnO2LiMnO2,下列说法正确的是()A.Li是正极,电极反应为Li-e-Li+B.Li是负极,电极反应为Li-e-Li+C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-MnD.Li是负极,电极反应为Li-2e-Li2+解析:由总反应O2O2可知,锂元素在反应后化合价升高(0→+1),锰元素在反应后化合价降低(+4→+3)。