1、.第二節化學電源目標要求1.了解依據原電池原理開發的技術產品化學電池。2.了解一次電池、二次電池、燃料電池的基本構造、工作原理、性能和適用范圍。3.正確書寫原電池的電極反應式和電池反應方程式。一、化學電池化學電池是利用原電池原理，將化學能轉化為電能的裝置。二、常用電池1一次電池堿性鋅錳電池鋅銀電池電池結構負極：Zn正極：MnO2電解質溶液：KOH溶液負極：Zn正極：Ag2O電解質溶液：KOH溶液電極反應正極2MnO22e2H2O=2MnOOH2OHAg2O2eH2O=2Ag2OH負極Zn2e2OH=Zn(OH)2Zn2OH2e=Zn(OH)2總反應式Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(O

2、H)2ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag2.二次電池鉛蓄電池氫氧燃料電池電池結構負極：Pb正極：PbO2電解質溶液：H2SO4溶液負極：H2正極：O2電解質：酸性電解質電極反應正極PbO2(s)SO(aq)4H(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)O24H4e=2H2O負極Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H24e=4H總反應式Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)2H2O2=2H2O知識點一化學電池1堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為ZnMnO2H2O=Zn

3、OMn(OH)2下列說法中，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式為MnO22H2O2e=Mn(OH)22OHC電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D外電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質量理論上減少6.5 g答案C解析本題要求利用原電池的原理，分析堿性鋅錳電池：鋅為負極，在反應中失去電子，故A正確；電池工作時，電流由正極通過外電路流向負極，而電子定向移動方向與電流方向相反，故C錯誤；由電子守恒知D項正確；由該電池反應的總反應式和原電池的原理寫出正極反應式知B正確。2某新型可充電電池，能長時間保持穩定的放電電壓。該電池的總反應式為3Zn2K2FeO48H2O放電充電3

4、Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，以下說法不正確的是()A放電時負極反應式為Zn2e2OH=Zn(OH)2B放電時正極反應式為FeO4H2O3e=Fe(OH)35OHC放電時每轉移3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化D充電時陽極附近的溶液的堿性減弱答案C解析選項A，放電時，在堿性條件下，Zn失去電子為電池的負極：Zn2e2OH=Zn(OH)2；選項B，根據放電時總電池反應式減去負極反應式(電子數需相等)可得放電時正極反應式為FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH；選項C，放電時，K2FeO4被還原；選項D，充電是放電的逆向反應，所以充電時，陽極消耗OH，導致陽極附近的溶

5、液的堿性減弱。3生產鉛蓄電池時，在兩極板上的鉛、銻合金棚架上均勻涂上膏狀的PbSO4，干燥后再安裝，充電后即可使用，發生的反應是2PbSO42H2O放電充電PbO2Pb2H2SO4下列對鉛蓄電池的說法錯誤的是()A需要定期補充硫酸B工作時鉛是負極，PbO2是正極C工作時負極上發生的反應是Pb2eSO=PbSO4D工作時電解質的密度減小答案A解析鉛蓄電池放電時相當于原電池，Pb是負極，PbO2是正極，負極發生的反應是Pb失去電子生成Pb2，Pb2與溶液中的SO生成PbSO4沉淀，放電時消耗的硫酸與充電時生成的硫酸相等，在電池制備時，PbSO4的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說明H2SO4不

6、用補充；放電時，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物質的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小。知識點二燃料電池4固體氧化物燃料電池是以固體氧化鋯氧化釔為電解質，這種固體電解質在高溫下允許氧離子(O2)在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是()A有O2參加反應的a極為電池的負極Bb極的電極反應式為H22eO2=H2OCa極對應的電極反應式為O22H2O4e=4OHD該電池的總反應式為2H2O22H2O答案D解析因為電子從b電極流向a電極，所以b電極為負極，H2在該極發生氧化反應；a電極為正極，O2在該極發生還原反應。由此推斷該原電池的負極

7、反應式為H22e=2H，正極電極反應式為O22e=O2，則電池總反應式為2H2O22H2O。5有位科學家說：“甲烷是21世紀的新燃料。”甲烷作為燃料的用途之一就是用于制作燃料電池。有科技工作者制造了一種甲烷燃料電池，一個電極通入空氣，另一個電極通入甲烷，電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導O2。以下判斷錯誤的是()A電池正極發生的反應：O24e=2O2B電池負極發生的反應：CH44O28e=CO22H2OC固體電解質里的O2的移動方向：由正極流向負極D向外電路釋放電子的電極：正極(即電子由正極流向負極)答案D解析因為放電時，電池正極發生還原反應(元素化合價降低)，負極發生氧化

8、反應(元素化合價升高)。所以正極反應式是O24e=2O2，負極反應式是CH44O28e=CO22H2O。由上述電池的正、負極反應式可以看出：正極反應“源源不斷”地產生O2，負極反應要持續進行，則需要“持續不斷”的O2供應，故電池內O2的移動方向是由正極流向負極。電池的負極發生氧化反應，失去電子，故外電路電子從負極流出，所以D錯誤。練基礎落實1鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質溶液為H2SO4，工作時的電池反應式為PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，下列結論正確的是()APb為正極被氧化 B溶液的pH不斷減小CSO只向PbO2處移動 D電解質溶液的pH不斷增大答案D解析由題給

9、電極反應式可以看出H2SO4不斷被消耗，故pH不斷增大，所以B不正確，D正確；由Pb元素化合價的變化，可以看出Pb是負極，所以A不正確；原電池工作時，整個電路中負電荷的流向是一致的，外電路中，電子由Pb極流向PbO2極；內電路中，負電荷(SO和OH)移向Pb極，所以C不正確。2微型紐扣電池在現代生活中有廣泛應用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH溶液，電極反應式為Zn2OH2e=ZnOH2OAg2OH2O2e=2Ag2OH總反應式為Ag2OZn=ZnO2Ag根據上述反應式，判斷下列敘述中正確的是()A在使用過程中，電池負極區溶液的pH增大B在使用過程中，電子由Ag2

10、O經外電路流向Zn極CZn是負極，Ag2O是正極DZn極發生還原反應，Ag2O極發生氧化反應答案C解析(1)根據電極反應式可知Zn失電子被氧化而溶解，Ag2O得電子被還原，故Zn是負極，Ag2O是正極，所以C正確；(2)負極(即Zn極)在反應時消耗OH，則負極區溶液的pH應減小，故A錯誤；(3)發生原電池反應時，電子由負極經外電路到正極，即電子從Zn極經外電路到Ag2O極，故B錯誤；(4)在原電池中，負極發生氧化反應，正極發生還原反應，故D錯誤。3有人設計出利用CH4和O2的反應，用鉑電極在KOH溶液中構成原電池。電池的總反應類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是()每消耗1 mol C

11、H4可以向外電路提供8 mol e負極上CH4失去電子，電極反應式為CH410OH8e=CO7H2O負極上是O2獲得電子，電極反應式為O22H2O4e=4OH電池放電后，溶液的pH不斷升高A B C D答案A解析CH4在鉑電極上發生類似于CH4在O2中燃燒的反應，即CH4CO2，嚴格地講生成的CO2還與KOH反應生成K2CO3，化合價升高，失去電子，是電池的負極，電極反應式為CH48e10OH=CO7H2O,1 mol CH4參加反應有8 mol e發生轉移，O2在正極上發生反應，獲得電子，電極反應式為O22H2O4e=4OH。雖然正極產生OH，負極消耗OH，但從總反應式CH42O22KOH=

12、K2CO33H2O可看出是消耗了KOH，所以電池放電時溶液的pH值不斷下降，故正確，錯誤。練方法技巧4鋅錳干電池在放電時，電池總反應方程式可以表示為Zn2MnO22NH=Zn2Mn2O32NH3H2O，此電池放電時，在正極(碳棒)上發生反應的物質是()AZn B碳 CMnO2和NH DZn2和NH3答案C解析根據原電池原理，鋅為負極，碳棒為正極，鋅應參加負極反應，而MnO2在反應中得到電子，應當在正極區發生反應，又由于NH移向正極，在正極發生反應生成NH3。本題考查原電池電極反應式的書寫，陽離子移動的方向。5氫氧燃料電池用于航天飛機，電極反應產生的水經冷凝后可作為航天員的飲用水，其電極反應式如

13、下：負極：2H24OH4e=4H2O正極：O22H2O4e=4OH當得到1.8 L飲用水時，電池內轉移的電子數約為()A1.8 mol B3.6 mol C100 mol D200 mol答案D解析n(H2O)100 mol2H2O4e2=2H2O即每生成1 mol H2O則轉移2 mol e，當生成100 mol H2O時，轉移200 mol e。6乙醇燃料電池中采用磺酸類質子溶劑，在200左右時供電，電池總反應式為C2H5OH3O2=2CO23H2O，電池示意圖，下列說法中正確的是()A電池工作時，質子向電池的負極遷移B電池工作時，電流由b極沿導線流向a極Ca極上發生的電極反應是C2H5O

14、H3H2O12e=2CO212HDb極上發生的電極反應是2H2OO24e=4OH答案B解析通入乙醇的一極(a極)為負極，發生氧化反應；通入氧氣的一極(b極)為正極，發生還原反應。電池工作時，陽離子(質子)向電池的正極遷移，A項不正確；電流方向與電子流向相反，電流由b極沿導線流向a極，B項正確；a極上乙醇應該失電子被氧化，所以C項不正確；因為電池中使用的是磺酸類質子溶劑，所以電極反應式中不能出現OH，D項不正確。練綜合拓展7科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑，美國已計劃將甲醇燃料電池用于軍事。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解質中直接加入純化后的甲醇，同

15、時向一個電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}：(1)這種電池放電時發生的化學反應方程式：_。(1) 此電池的正極發生的電極反應：_，負極發生的電極反應：_。(3)電解液中H向_極移動，向外電路釋放電子的電極是_。(4)使用該燃料電池的另一個好處是_。答案(1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O2CH3OH2H2O12e=2CO212H(3)正負極(4)對環境無污染解析(1)燃料電池的電池反應為燃料的氧化反應，在酸性條件下生成的CO2不與H2SO4反應，故電池總反應式為2CH3OH3O2=2CO24H2O。(2)電池的正極O2得電子，由于是酸性環境，所以會生成H2O，用

16、電池總反應式減去正極反應式即可得出負極的電極反應式。(3)H移向正極，在正極生成水。(4)產物是CO2和H2O，不會對環境造成污染。8氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍了一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩定。請回答：(1) 氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是_，在導線中電子流動方向為_(用a、b表示)。(2)負極反應式為_。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為_。(4)該電池工作時，H2和O2連續由外部供給，電池可連續不斷地提供電能。因此，大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：.2LiH22LiH.LiHH2O=

17、LiOHH2反應中的還原劑是_，反應中的氧化劑是_。已知LiH固體密度為0.82 g·cm3，用鋰吸收224 L(標準狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為_。由生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉化率為80%，則導線中通過電子的物質的量為_mol。答案(1)化學能轉變為電能a到b(2)2H24OH4e=4H2O或H22OH2e=2H2O(3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數，加快電極反應速率(4)LiH2O1/1 148或8.71×10432解析(1)電池是把化學能轉變為電能的裝置；在電池中，電子從負極經導線流向正極，而氫氧燃料電池中通入H2的一極是負極，故電子由a流動到b。(2)H2在負極失電子，因為電解質溶液是KO