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1、名校名 推荐第 2 课时化学电源知识点一化学电池1碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn MnO2H2O=ZnO Mn(OH)2下列说法中，错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为MnO2 2HO2eMn(OH)22OHC电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过 0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g答案 C解析本题要求利用原电池的原理，分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子，故 A 正确；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子定向移动方向与电流方向相反，故 C
2、错误；由电子守恒知 D 项正确；由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知 B 正确。2生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的 PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是放电2PbSO4 2H2OPbO2 Pb 2H2SO4下列对铅蓄电池的说法错误的是()A需要定期补充硫酸B工作时铅是负极，PbO2 是正极2C工作时负极上发生的反应是PbSO 2ePb SO44D工作时电解质的密度减小答案A解析铅蓄电池放电时相当于原电池，Pb 是负极， PbO 是正极，负极发生的反应是Pb2失去电子生成22 与溶液中的2生成 PbSO沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成
3、的Pb， PbSO44硫酸相等，在电池制备时，PbSO的量是一定的，制成膏状，干燥后再安装，说明H SO 不用补424充；放电时， H SO 被消耗， 溶液中的 H SO 的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。24243某新型可充电电池， 能长时间保持稳定的放电电压。 该电池的总反应式为3Zn 2K2FeO42放电3Zn(OH)23) 8H O充电 2Fe(OH) 4KOH，以下说法不正确的是 (A放电时负极反应式为Zn 2OH Zn(OH) 2e2B放电时正极反应式为2 4H2O 3eFeO4Fe(OH) 3 5OHC放电时每转移3 mol 电子，正极有 1 mol K 2FeO4
4、被氧化D充电时阳极附近溶液的碱性减弱答案C解析选项 A，放电时，在碱性条件下，Zn 失去电子为电池的负极： Zn2OHZn(OH)22e；选项 B，根据放电时总电池反应式减去负极反应式( 电子数需相等 ) 可得放电时正极反应式为2Fe(OH) 3D，FeO44H2O 3e5OH ；选项 C，放电时， K2FeO4 被还原；选项充电是放电的逆向反应，所以充电时，阳极消耗OH ，导致阳极附近溶液的碱性减弱。知识点二燃料电池4. 氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应式如下：- 1 -名校名 推荐负极： 2H 4OH 4H O4e22正极： O2H O 4
5、e4OH22当得到 1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为()A 1.8 molB 3.6 molC 100 molD 200 mol答案 D1.8 10 3 g解析n(H2O) 18 g mol 1 100 mol即每生成 1 mol HO则转移 2 mol eO时，转移2，当生成 100 mol H200 mol e 。KOH溶液中，向两极分别通入25将两个铂电极插入CH和 O，即可构成 CH 燃料电池。424已知通入 CH的一极，其电极反应式是：2CH 10OHCO 7H O 8e ；通入 O44322的另一极，其电极反应式是：O 2H O 4e，该电池放电时，下列有关叙述中，不正4
6、OH22确的是 ()A通入 CH的电极为负极4B正极发生氧化反应C燃料电池工作时溶液中的阴离子向负极移动D该电池使用一段时间后应补充KOH答案B解析根据原电池的工作原理和题给电极反应式可知：CH4 在负极上被氧化， O2 在正极上被还原，在内电路阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 由于反应过程中消耗 KOH生成 K2CO3，故该燃料电池工作一段时间应补充KOH。6固体氧化物燃料电池是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下图所示，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 参加反应的 a 极为电池的负极
7、B b 极的电极反应式为2H O HO 2e22C a 极对应的电极反应式为O2 2H2O 4e4OHD该电池的总反应式为高温2HO2=2H2O答案D解析因为电子从 b 电极流向 a 电极，所以 b 电极为负极， H2 在该极发生氧化反应； a电极为正极， O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池的负极反应式为H22H 2e ，正极电极反应式为12高温O2 2eO，则电池总反应式为 2H2 O2=2H2O。2练基础落实1下列对碱性锌锰电池的叙述不正确的是()A Zn 是正极， MnO2是负极B电解质是KOH溶液C Zn 发生氧化反应，MnO2发生还原反应D它的能量和储存时间比普通锌锰电池高-
8、2 -名校名 推荐答案A解析Zn 化合价升高，发生氧化反应，是负极，MnO2发生还原反应，是正极。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PbPbO2 2H2SO4=2PbSO4 2H2O，下列结论正确的是()A Pb 为正极被氧化B溶液的pH 不断减小2C SO4 只向 PbO2 处移动D电解质溶液的 pH 不断增大答案D解析由题给电极反应式可以看出H SO不断被消耗，故pH 不断增大，所以 B 不正确， D24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
9、 极流向2PbO2 极；内电路中，负电荷 (SO4和 OH ) 移向 Pb 极，所以 C 不正确。3据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池反应为 2Zn O2=2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极反应B负极反应为Zn2OH ZnO H2O 2eC正极发生氧化反应D电解液可以是强酸也可以是强碱答案B解析 2Zn O2=2ZnO， Zn 失电子， O2 得电子，即 Zn 为原电池负极， O2 在正极上反应，故 B 正确；若电解液为强酸， ZnO则不能存在，故 D 不正确。4一种燃料电池中发生的化学反应为
10、：在酸性溶液中甲醇与氧气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) 2eB O2(g) 4H (aq) 4e 2H2O(l)C CH3OH(g) H2O(l)CO2(g) 6H (aq) 6eD O2(g) 2H2O(l) 4e 4OH (aq)答案C解析电能来源于化学能，CH3OH与 O2 的反应即为该电池的总反应：2CH3OH(g) 3O(g)=2CO (g) 4H O(l)。酸性溶液中，正极上 O 发生还原反应，即O(g) 4H (aq) 4e222222H2O(l)，电池总反应式减去正极反应式即得负极反
11、应式为CHOH(g) H O(l) CO(g)322 6H (aq) 6e。5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，锌电极是负极答案B解析锂离子电池可以充电后再次使用，属于二次电池，A 项正确；铜锌原电池中铜为正极，故外电路中电流为铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B 项错误；电池的实质是把化学能转化成电能， C 项正确； Zn 失去电子生成 Zn2 ，故作为负极， D 项正确。练方法技巧6燃料电池是燃料 ( 例如 CO、 H、 CH等 ) 跟氧气或空气反应，将此反应的化
12、学能转化为24电能的装置，电解质通常是KOH溶液。则下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是()A负极反应式为：27H2O 8eCH4 10OH CO3B负极反应式为：O2 2H2O 4e4OHC随着反应进行，电解质溶液碱性不变D该电池的总反应与甲烷燃烧的反应方程式相同，反应式为： CH4 2O=CO2 2H2O 答案 A- 3 -名校名 推荐解析本题考查燃料电池的反应原理、电极反应式的书写等知识。对于该燃料电池，负极 CH 失电子被氧化，其中产物之一应是CO，但在 KOH溶液中，一定会变为2CO 。故电极反42328e；正极 O2 得电子被还原，生成物应与电池中电解质溶液应为： CH4 10OH
13、CO3 7H2O相关。电极反应为：O 2HO4e4OH ；将两个电极反应式相加，即可得到总反应式为：22不断减小。CH 2OH2O2=CO3H O。可见随着反应的进行，电解质溶液中c(OH )4327一个完整的氧化还原反应方程式可以拆分，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。3222如 2Fe Cu=2Fe Cu，可以写成： 氧化反应： CuCu 2e；还原反应： 2Fe3 2e 2Fe2。(1) 根据以上信息将反应 NO拆分为两个“半反应式”：氧化反3NO2 H2O=2H 2NO3应式为 _ ；还原反应式为 _ 。(2) 已知某一反应的“半反应式”为2 7H2O8
14、e； O2 2HO4eCH4 10OHCO3，则总反应式为 _ 。4OH答案(1)2NO 2e22H O2NO4H23NO2 2H 2e NO H2O(2)CH23H O 2O2OH =CO432解析(1) 根据题目提供的信息，还原剂失去电子作负极，发生氧化反应；氧化剂得到电子作正极，发生还原反应。反应式为：氧化反应：2NO 2HO2NO 4H 2e ；还原反应：3NO2 2H 2e NO H2O。(2) 知道两个半反应，根据得失电子守恒，将两式相加，即可得总反应式。练综合拓展8科学家预言，燃料电池将是 21 世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或
15、碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1) 这种电池放电时发生的化学反应方程式：_ 。(2) 此电池的正极发生的电极反应：_ ，负极发生的电极反应：_ 。(3) 电解液中 H向 _极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4) 使用该燃料电池的另一个好处是_ 。答案(1)2CH 3OH 3O2=2CO 4H2O(2)3O 2 12H 12e 6H2O2CH3OH 2H2O2CO 12H 12e(3) 正 负极 (4) 对环境无污染解析(1) 燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下生成的CO2不与 H2SO4反应，故电池总反应式
16、为2CH3OH 3O2=2CO 4H2O。(2) 电池的正极 O2 得电子，由于是酸性环境，所以会生成 H2O，用电池总反应式减去正极反应式即可得出负极的电极反应式。(3)H 移向正极，在正极生成水。(4) 产物是 CO2和 H2O，不会对环境造成污染。9我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。则该电源负极材料为 _，正极材料为 _，正、负极反应分别为_ ，_ 。答案铝石墨3O2 6H2O 12e 12OH4Al 4Al 3 12e- 4 -名校名 推荐解析根据原电池构成的条件，活泼金
17、属做负极( 失去电子 ) ，发生氧化反应；惰性材料做正极 ( 得到电子 ) ，发生还原反应。在题目中，发生的反应是4Al 3O2=2Al2O3，所以铝被氧化而做负极，在正极上氧气得到电子被还原。类似于钢铁的电化学腐蚀。10铅蓄电池是典型的可充电型电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为：2放电Pb PbO24H 2SO42PbSO42H2O充电请回答下列问题( 不考虑氢、氧的氧化还原) ：(1) 放电时：正极的电极反应式是_ ；电解液中 H SO 浓度将变 _ ；电流方向从 _ 极流向 _ 极。当外电路通过 1 mol 电子24时，理论上负极板的质量增加_g。(2) 在完全放电耗尽PbO
18、2 和 Pb 时，若按如图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_、 B 电极上生成 _，此时铅蓄电池的正负极的极性将_。答案 (1)PbO 2e2PbSO 2H O 小 正负 48 (2)PbPbO 对换 4HSO24422解析解答本题要注意以下两点：(1) 原电池正极、电解池阴极发生还原反应，原电池负极、电解池阳极发生氧化反应。(2) 铅蓄电池完全放电后，电极材料为PbSO4。原电池中正极上得电子、负极上失电子。根据电池总反应式，正极反应为：PbO 2e22PbSO2H O。4H SO442负极反应为：2PbSO 2e质量增加Pb SO442 mol 96 g1 molm求得m48 g电解池里与电源正极相连的电极( 阳极 ) 上失电子、与电源负极相连的电极( 阴极 ) 上得电子。则阳极反应式为2 2e；阴极反应式为PbSO 2ePbPbSO 2H OPbO4H SO422442PbO 极 ( 阴极 ) 变成 Pb，原 Pb 极 ( 阳极 ) 变成 SO 。根据图示，电解一段时间后，原42PbO2，即正负极对换。- 5 -