1、第 1 章 化學反應與能量轉化第 3 節 化學能轉化為電能一一電池第 2 課時化學電源課堂演練當堂達標課堂演練當堂達標1 .下列電池工作時，。2在正極放電的是()()IF1 |. 2A.鋅錳電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鎳鎘電池解析：鋅錳電池中，鋅在負極放電，MnO2在正極放電，A 項錯誤； 氫燃料電池中，氫氣在負極放電，氧氣在正極放電， B 項準確；鉛蓄 電池中，Pb 在負極放電，PbO2在正極放電，C 項錯誤；鎳鎘電池中，鎘(Cd)在負極放電，NiOOH 在正極放電，D 項錯誤。答案：B2. 種充電電池放電時的電極反應為：H2+ 2OH 2e =2 出 0;NiOOH + H2O +

2、e=Ni(OH)2+ OH。當為電池充電時，與外電源正 極連接的電極上發生的反應是()()A. H2O 的還原B. NiOOH 的還原C. H2的氧化D . Ni(OH)2的氧化解析：放電時為原電池反應，負極上失去電子，正極上得到電子； 充電時為電解反應，與外電源正極連接的電極為陽極，由放電時的電 極反應式知，陽極上發生的是 Ni(OH) )2的氧化反應，D 準確。答案：D3. 廢電池必須實行集中處理的問題被提到議事日程。其首要原因A. 為了利用電池外殼的金屬材料B. 防止汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染C .不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D.回收其中的石墨電極解析：廢電池中汞、鎘

3、和鉛等重金屬離子能對土壤和水源造成污 染，必須實行集中處理。答案：B4.紐扣電池的兩極材料分別為鋅和氧化銀，電解質溶液為 KOH 溶液。放電時兩個電極反應分別為： Zn 2OH 2e =Zn(OH)2、 Ag20+出 0 +2e_=2Ag + 2OH一，下列說法中，準確的是()()A .鋅是負極，氧化銀是正極B. 鋅發生還原反應，氧化銀發生氧化反應C. 溶液中 0H_向正極移動，K+、H+向負極移動D .在電池放電過程中，電解質溶液的酸堿性基本保持不變解析：由電極反應式可知 Zn 作負極，Ag20 作正極，A 準確；鋅 發生氧化反應， Ag20 發生還原反應， B 錯誤；溶液中的 0H 向負極

4、 移動，K+、H+向正極移動，C 錯誤；電池的總反應為：Zn + Ag20 + H20=Zn(0H)2+2Ag,電解質溶液為 K0H 溶液，因電池放電過程中 持續消耗水，使溶液中aOH)增大，D 錯誤。答案： A5.鉛蓄電池的兩極分別為 Pb、Pb02,電解質溶液為 H2SO4,工 作時的電池反應式為 Pb+ Pb02+ 2H2S04=2PbS04+ 2出0，下列結 論準確的是 ()A. Pb 為正極被氧化B. 溶液的 pH 持續減小C. so4 只向 PbO2處移動D .電解質溶液的 pH 持續增大解析：由題給電極反應式能夠看出 H2SO4持續被消耗，故 pH 持 續增大，所以 B 不準確，

5、D 準確；由 Pb 元素化合價的變化，能夠看 出 Pb 是負極，所以 A 不準確；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一)移向 Pb 極，所以 C 不準確。答案：D6. (1)根據氧化還原反應 2H：+ O：=2H：O ,設計成燃料電池，負 極通入的氣體應是 _ ，正極通入的氣體應是 _。(2)根據選擇電解質溶液的不同，填寫下表：電解質溶液H2SO4溶液KOH 溶液負極反應式正極反應式溶液的 pH 變化若把 H2改為 CH4, KOH 作電解質，則正極反應式為 _ 。解析：(1)氫、氧燃料電池中通可燃性

6、氣體(H2)的一極為負極，通 O2的一極為正極。若以 H2SO4溶液作電解質溶液，其電極反應式為：負極：2H24e_=4H+;正極：O2+ 4e_+ 4H+=2H2O。反應過程中生成水， 溶液中 QH+)減小，pH 增大。若以 KOH 溶液作電解質溶液，其電極 反應式為：負極：2H2+ 4OH_ 4J =4出。出。；正極：2出。出。+。2+ 4e =4OH_。反應過程中生成水，溶液中 c(OH)減小，pH 減小。（3）若把 H2改為 CH4, KOH 溶液作電解質溶液時其正極反應式不答案：(1)H2O2(2)見下表(3)2H20 + O2+ 4e_=4OH電解質溶液H2SO4溶液KOH 溶液負

7、極反應式2H2 4e =4H2H2+ 4OH 4e=4H2O正極反應式O2+ 4H + 4e =2H2OO2+ 2H2O + 4e=4OH溶液的 pH 變化變大變小課后作業知能強化課后作業知能強化（時間：40 分鐘分值：100 分）一、選擇題（本題包括 6 個小題，每小題 8 分，共 48 分。每小題 只有一個選項符合題意）1.電池在生產、生活中應用越來越廣泛。下列說法錯誤的是（）（）A. 化學電源有一次電池、可充電電池和燃料電池等， 一次電池只 能放電，不能充電B. 鉛蓄電池應用廣泛，主要優點是單位重量的電極材料釋放的電 能大C .燃料電池具有能量利用率高、可連續使用和污染輕等優點D .鋰電

8、池是一種高能電池，體積小、重量輕，比能量高解析：A 項，化學電源有一次電池、可充電電池和燃料電池等， 一次電池只能放電，不能充電反復使用，準確；B 項，鉛蓄電池應用廣泛， 主要優點是制作方便， 但質量重， 單位質量的電極材料釋放的 電能小，錯誤；C 項，任何可燃性燃料，只要把燃料失去電子的氧化反應和助燃劑的還原反應分開實行，都能夠設計成燃料電池，燃料電 池具有能量利用率高、可連續使用和污染小等優點，正日益成為備受 人們喜愛的電池，準確； D 項，鋰的原子量為 7，每產生 1 mol 電子， 消耗金屬的質量只有 7 g,所以相同質量時提供的能量要比其他電池高 得多。所以鋰電池是一種高能電池，具有

9、體積小、重量輕，比能量高 的優點,準確。答案：B2鋰電池是新型高能電池,它以質量輕、能量高而受到了普遍重視,當前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應為：Li MnO2=LiMnO2,下列說法準確的是 ( )C .鋰是負極，電極反應為： MnO2+ e =MnO2D .鋰是負極，電極反應為：Li 2e_=Li2+解析：在原電池中負極失去電子,被氧化,所以鋰作為負極；鋰 位于IA族，只能生成 Li答案： B3. 某種氫氧燃料電池的電解液為 KOH 溶液。下列相關該電池的 敘述不準確的是 ( )A .正極反應式為：。2+ 2H2O + 4e =4OHB.工作一段時間后，電解液中 KOH 的物質的

10、量不變C .該燃料電池的總反應方程式為：2H2+。2=2 出 0D .消耗 2.24 L H2( (標準狀況) )時，有 0 1 mol 電子轉移解析： 在氫氧燃料電池中, H2在負極上反應： 2H2+4OH4e =4出出0;。2在正極上反應：。2+ 2H20 +=40H_， 其總反應式 為：2H2+。2=2 出 0。工作一段時間后，電解液中 KOH 的物質的量 不變，A .鋰是正極，電極反應為:Li e =LiB.鋰是負極，電極反應為:Li e =Li但其濃度減小。消耗 0.1 mol 戰時，轉移電子的物質的量為 0.2 mol, D 項錯誤。答案：D4. 氫鎳電池是近年開發出來的可充電電池

11、，它能夠取代會產生鎘放電 污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應式是 H2+ 2NiOOH 充電2Ni（OH）2。根據此反應式判斷，下列敘述中準確的是（）（）A.電池放電時，電池負極周圍溶液的 pH 持續增大B.電池放電時，鎳元素被氧化C .電池充電時，氫元素被氧化D .電池放電時，H2在負極放電解析：根據電池反應可首先看出放電時，H2在負極被氧化，NiOOH在正極被還原，而充電時則是氫元素被還原，鎳元素被氧化。答案：D5. 乙醇燃料電池中采用磺酸類質子溶劑，在 200C左右時供電,電池總反應式為 C2H5OH + 3O2=2CO2+ 3H2O，電池示意圖如圖所示，下列說法中準確的是（）（）an質子

12、交 換離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C . a 極上發生的電極反應是 C2H5OH + 3H2O + 12e =2CO2+12H+D. b 極上發生的電極反應是 2 出 0 +。2+ 4e =40H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 項不準確；電流方向與電子流向相反，電流由 b 極沿 導線流向 a 極，B 項準確；a 極上乙醇應該失電子被氧化，所以 C 項 不準確；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

13、 0H一，D項不準確。答案：B6.種新型熔融鹽燃料電池具有極大的發電效率。現用Li2CO3和 W2CO3的熔融混合物作電解質，一極通 CO 氣體，另一極通。2和 C02混合氣體，其總反應為 2C0 + O2=2CO2。則下列說法中準確的 是（）（）A .通 CO 的一極是電池的正極B.負極發生的電極反應是 02+ 2CO2+ 4e_=2CO3C .負極發生的電極反應是 C0 + C02 2e =2CO2D .正極發生氧化反應解析：由電池反應 2C0 + O2=2CO2可知，通 C0 的一極為電池 負極，通 02的一極為電池正極，負極失電子發生氧化反應，正極得電 子發生還原反應，負極的電極反應為

14、 2C0 + 2CO2 4e =4CO2,正 極的電極反應為。2+ 2CO2+ 4e=2CO3。答案：C二、非選擇題（本題包括 3 個小題，共 52 分）7. （16 分）鎘鎳可充電電池在現代生活中有著廣泛的應用， 它的充、放電反應如下：放電放電Cd+ 2NiOOH + 2H2O（OH ）a+2Ni（ OH）7充電充電請回答下列問題：(1) 上述反應式中左邊物質的總能量 _ (填“大于”“小于”或“等于” )右邊物質的總能量。(2)_ 放電時負極發生反應的物質是 _ ，放電時正極的反應式為為_。(3)鎘鎳廢舊電池必須實行回收并集中處理，最主要的原因是解析： (1)原電池放電過程中將化學能轉化為

15、電能，即反應物總能 量大于生成物總能量。(2) 根據總反應式可知放電時：負極( (Cd)反應式：Cd + 20H一 2e_=Cd(OH)2，正極(NiOOH)反應式：2NiOOH+2 出 0 + 2e =2Ni(OH)2+2OH 。(3) 廢舊電池中的鎳、鎘等重金屬離子對環境造成污染。答案：( (1)大于( (2)Cd NiOOH + 出。+ e=Ni(OH)2+ OH防止電池中的鎘、鎳等重金屬對土壤和水源造成污染8. (18 分)鎳鎘可充電電池，電極材料是 Cd 和 NiO(OH)，電解質 溶液是 KOH 溶液。放電時電極反應式為：負極：Cd+ 2OH 2eCd(OH)2；正極： 2H2O+

16、2NiOOH+2e=2Ni(OH)2+2OH。 請回答下列問題：(1)_ 當電池放電時，該電池的電池反應為 _； 此 時，電池負極周圍溶液的 pH 會持續 _(填“增大”或“減小” )。(2)_ 電池充電時， _ 元素被還原，_ 元素被氧化，陽極反應式可表示為 _ 。_(3)_電池放電時，當有 3.6 g 水參加反應，電池中所轉移的電子數目為_同時有_g Cd 參加反應。解析：(1)將正極和負極的電極反應式合并即得放電時的電池反應： Cd2H2O2NiOOH=Cd(OH)22Ni(OH)2，負極消耗 OH使溶液 的 pH減小。 (2)電池充電時的電極反應恰好與放電相反，即 Cd 元素 被還原，

17、 Ni元素被氧化，其陽極反應式為2Ni(OH)22OH2e=2 出 0 + 2NiO(OH)。(3)根據關系式 Cd2 出 02 mol e_,可確定 3.6 g水參加反應時轉移 0.2 mol e ,此時消耗的 Cd 為 0.1 mol,即 11.2g.答案：( (1)Cd + 2H20 + 2NiOOH=Cd(OH)2+ 2Ni(0H)2減小(2) Cd Ni 2Ni(OH)2+ 2OH2e=2NiOOH +2H2O(3) 0.2NA11.29(18 分) 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,同時向一個電極通入空氣。回答下列問題：(1) 這種電池放電時發生的化學反應方程式： _。(2) 此電池的正極發生的電極反應式： _,負極發生的電極反應式： _。_(3) 電解液中 H+向向_ 極移動,向外電路釋放電子的電極是(4)_ 使用