1.2.2 化学电源-【优化探究】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步导学案配套课件 鲁科版（2019）双选

第2节　化学能转化为电能 ——电池 第2课时　化学电源 优化探究 第1章　化学反应与能量变化 [课程标准要求]　了解常见化学电源的工作原理。 任务一　一次电池 任务二　二次电池 课时作业　巩固提升 任务三　燃料电池 任务一　一次电池 1.化学电源及其分类 (1)概念:化学电源是将　　　　能转化为　　　　能的实用装置。  (2)化学电源的分类 化学 电源 一次电池 可充电电池 (二次电池) 燃料电池 特点 只能　 　,  不能　   可反复　　 　　　　　  能量利用率高,可连续使用,污染轻 化学 电 放电 充电 充电和放电 2.一次电池 (1)概念:放电后　　　 　 　　的电池。一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫作　　电池。  不可再充电 干 (2)锌锰干电池   酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 示意图       酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 电极 负极材料:　　　,正极材料: 　 　　  负极反应物:　　　,正极反应物:　　 　　  电解质 溶液 　　　　　　　　混合液  　　　　溶液  锌 石墨棒 锌粉 二氧化锰 氯化铵和氯化锌 氢氧化钾   酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 电极 反应 总反应:Zn+2MnO2+2N===Mn2O3 +2NH3+H2O+Zn2+; ①负极: 　 ;  ②正极:2MnO2+2N+2e-=== Mn2O3+2NH3+H2O 总反应:Zn+2MnO2+H2O===ZnO+ 2MnOOH; ①负极: 　 ;  ②正极:2MnO2+2H2O+2e-=== 2MnOOH+2OH- Zn-2e-===Zn2+ Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O   酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池 优、缺点 制作简单、价格低廉,但新电池较易发生自放电而导致存放时间较短、放电后电压下降较快等 单位质量输出的电能多且储存时间长,适用于大电流和连续放电 1.碱性锌锰电池放电完毕后不可再充电。(　　) 2.碱性锌锰电池中,MnO2一端作正极,得电子发生还原反应。(　　) 3.酸性锌锰电池和碱性锌锰电池,只有电解液的酸碱性不同,性能无明显差别。(　　) √ √ × 1.太阳能电池是否属于化学电源? 提示:不是。太阳能电池是将太阳能转化为电能,而化学电源是化学能转化为电能。 2.手机电池是一次电池还是二次电池? 提示:二次电池。手机电池可充电,重复使用。 1.(2023·河北保定高二检测)锌锰干电池是生活中常用的电池,酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池的结构分别如图所示,下列说法错误的是(　　) A.锌锰干电池属于一次电池,用完不可随意丢弃 B.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池放电过程中锌均发生氧化反应 C.放电时,酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为2N+2e-===N2↑+4H2↑ D.放电时,碱性锌锰干电池正极反应为2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH- 答案:C 锌锰干电池属于一次电池,含有重金属离子,用完不可随意丢弃,A正确;酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池都是锌作负极,放电过程中锌均发生氧化反应,B正确;放电时,酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为2N+2MnO2+2e-===2NH3+H2O+Mn2O3,C错误;放电时,碱性锌锰干电池正极反应为2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-,D正确。 2.(双选)银锌纽扣电池的电池反应为Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。下列说法不正确的是(　　) A.锌作负极,发生氧化反应 B.正极为Ag2O,发生还原反应 C.电池工作时,电流从Zn经导线流向Ag2O D.正极反应为2H++2e-===H2↑ CD 锌失去电子,作负极,发生氧化反应,A正确;氧化银得到电子,为正极,发生还原反应,B正确;电池工作时,电流从正极(Ag2O)经导线流向负极(Zn),C错误;正极反应为Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-,D错误。 3.酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程中产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料。回答下列问题: (1)该电池的总反应的离子方程式为 　 。  2MnO2+Zn+2H+===2MnOOH+Zn2+ (1)该电池的正极为MnO2,发生还原反应,MnO2被还原生成MnOOH,电极反应为MnO2+H++e-===MnOOH,负极锌被氧化生成Zn2+,电池总反应的离子方程式为2MnO2+Zn+2H+===2MnOOH+Zn2+。 (2)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过　　　 　　分离回收。  (2)滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,根据溶解度的差异,可通过加热浓缩,溶液加热到一定程度时NH4Cl析出,而ZnCl2保留在水中,来达到分离的目的。 加热浓缩 (3)滤渣的主要成分是MnO2、碳粉和MnO(OH),欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法是　 。  (3)在空气中加热滤渣时,碳粉、MnOOH可被氧化,分别生成二氧化碳和二氧化锰,可以得到较纯的MnO2。 在空气中加热 任务二　二次电池 1.概念:二次电池又称　 　　　电池或　　　　电池,是一类放电后可以 　　　　　 　　的电池。  可充电 蓄 再充电而反复使用 2.铅蓄电池(一种最常见的二次电池) 构造 示意图   正 负 电解质溶液 稀硫酸 放电 反应 负极 　　　　　　　　　　　　　　　  (负极质量　　　　,稀H2SO4的浓度　　　　)  正极 　　　　　　　　　　　　　　　  充、放电时的电池反应 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O Pb+S-2e-===PbSO4 增大 减小 PbO2+S+4H++2e-===PbSO4+2H2O 特别提醒　(1)二次电池的充电过程与其放电过程相反。 (2)铅蓄电池的优缺点 ①优点:电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。 ②缺点:比能量低、笨重。 1.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生。 (　　) 2.给铅蓄电池充电时,其正极与外接电源的负极相连接,发生还原反应。 (　　) 3.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加。(　　) √ × × 铅蓄电池充、放电原理(如图所示) 1.生产铅蓄电池时,在两极板上的铅、锑合金上均匀涂上膏状的PbSO4,干燥后再安装,充电后即可使用,发生的反应是2PbSO4+2H2O PbO2+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.放电时铅是负极,PbO2是正极 C.放电时负极上发生的反应是Pb-2e-+S===PbSO4 D.放电时电解质的密度减小 A 2.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na⁃CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网作电极材料,电池的总反应为3CO2+4Na 2Na2CO3+C。下列说法错误的是 (　　) A.放电时,Cl向负极移动 B.放电时吸收CO2 C.放电时,正极反应为3CO2+4e-===2C+C D.放电时,负极反应为Na++e-===Na D 电池放电时,Cl向负极移动,A项正确;结合总反应可知放电时需吸收CO2,B项正确;放电时,正极CO2得电子被还原生成C单质,即电极反应为3CO2+4e-===2C+C,C项正确;放电时,负极发生氧化反应,即Na被氧化生成Na+,D项错误。 3. (双选)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述正确的是(　　) A.放电时负极反应:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 B.放电时正极反应:Fe+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH- C.放电时每转移3 mol电子,负极就有1 mol K2FeO4发生反应 D.放电时负极附近溶液的碱性增强 AB 由题中高铁电池的总反应可知,放电时,锌为电池的负极,失去电子发生氧化反应,高铁酸钾为电池的正极,高铁酸根离子在正极上得到电子发生还原反应。放电时,锌为电池的负极,碱性条件下,锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌,电极反应为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,故A正确;放电时,正极反应为Fe+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-,故B正确;由B项分析知,放电时每转移3 mol电子,正极就有1 mol K2FeO4发生反应,故C错误;放电时,负极反应为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,由电极反应可知,放电时负极消耗氢氧根离子,溶液的碱性减弱,故D错误。 任务三　燃料电池 1.燃料电池:一种连续地将　　　　和　　　　的化学能直接转化为 　　　　的化学电源。电极本身不包含　　　 　,只是一个催化转化元件。  燃料 氧化剂 电能 活性物质 2.氢氧燃料电池 (1)基本构造 (2)工作原理 电解质 稀H2SO4 KOH溶液 负极反应 H2-2e-===2H+ ____________________ 正极反应 __________________________ _____________________ 总反应 H2+O2===H2O H2-2e-+2OH-===2H2O O2+2e-+2H+===H2O O2+2e-+H2O===2OH- 3.燃料电池的优点 (1)将化学能转化为电能的转化率高(超过80%)。 (2)污染物少排放甚至零排放,被誉为 “绿色发电站”。 1.燃料电池的活性物质大量储存在电池内部。(　　) 2.燃料电池工作时,燃料发生氧化反应。(　　) 3.氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极,电极反应为O2+4H++4e-===2H2O。(　　) × √ √ 1.怎样书写燃料电池的负极反应?(以CH4碱性燃料电池为例说明书写负极反应的方法) 提示:负极为燃料,失电子,发生氧化反应。 如CH4碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应书写方法: 第一步　确定生成物 CH4 第二步　确定电子转移和变价元素原子守恒 H4-8e-―→+H2O; 第三步　依据电解质性质,用OH-使电荷守恒 CH4-8e-+10OH-―→C+H2O; 第四步　最后根据氢原子守恒配平H2O的化学计量数 CH4-8e-+10OH-===C+7H2O。 ; 2.从理论上讲,所有的燃烧反应均可设计成燃料电池,如乙醇、肼(N2H4) 等。请写出乙醇燃料电池的电极反应(碱环境和酸环境): 提示:(1)电解质溶液:KOH溶液 正极:3O2+6H2O+12e-===12OH-; 负极:C2H5OH+16OH--12e-===2C+11H2O; 总反应:C2H5OH+3O2+4OH-===2C+5H2O。 (2)电解质溶液:稀硫酸 正极:3O2+12H++12e-===6H2O; 负极:C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+; 总反应:C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O。 1.燃料电池的组成及分类 2.燃料电池电极反应书写的注意事项 (1)燃料电池的总反应相当于燃料的燃烧,书写总反应方程式时,若产物与电解质溶液能反应,电解质溶液要写在总反应方程式中。 (2)燃料电池正极反应的本质是O2+4e-===2O2-,产生的O2-的存在形式与电解质溶液的酸碱性和电解质的状态有密切的关系。 (3)书写燃料电池的电极反应,一定要注意电解液的酸碱性。碱性溶液的电极反应不能出现H+,酸性溶液的电极反应不能出现OH-。　 1.有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池,电池的总反应类似CH4在O2中燃烧,则下列说法不正确的是(　　) A.在标准状况下,每消耗5.6 L CH4,可以向外电路提供2 mol e-的电量 B.通入CH4一极的电极反应为CH4-8e-+10OH-===C+7H2O C.电池放电后,溶液pH减小 D.负极上O2得电子,电极反应为O2 +2H2O+4e-===4OH- D 甲烷碱性燃料电池中,通入CH4的一极为负极,CH4失去电子发生氧化反应,负极反应为CH4+10OH--8e-===C+7H2O,电子沿着导线流向正极,通入O2的一极为正极,正极上发生还原反应,正极反应为O2 +2H2O+4e- ===4OH-。由分析可知,负极反应为CH4+10OH--8e-===C+7H2O,理论上,在标准状况下,每消耗1 mol CH4,可以向外电路提供8 mol e-的电量,则在标准状况下,每消耗5.6 L CH4即0.25 mol CH4,可以向外电路提供2 mol e-的电量,A正确;由分析可知,通入CH4的一极的电极反应为CH4-8e-+10OH-===C+7H2O,B正确;由电极反应知,每转移8 mol e-,负极消耗10 mol OH-、正极产生8 mol OH-,根据得失电子守恒,则电池放电消耗氢氧根离子,放电后溶液pH减小,C正确;正极上O2得电子,发生还原反应,电极反应为 O2 +2H2O+4e-===4OH-,D错误。 2.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O2参加反应的电极a为电池的负极 B.电极b的电极反应为H2+2e-+O2-===H2O C.电极a的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH- D.该电池的总反应为2H2+O2===2H2O D 因为电子从电极b流向电极a,所以电极b为负极,H2在该电极失电子发生氧化反应;电极a为正极,O2在该电极得电子发生还原反应。由这种固体电解质在高温下允许O2-在其间通过可推断,该燃料电池正极反应为O2+2e-===O2-,负极反应为H2-2e-+O2-===H2O,则电池总反应为2H2+O2===2H2O。 3.“神舟七号”宇宙飞船的能量部分来自太阳能电池,另外内部还配有高效的MCPC型燃料电池,该电池可同时供应电和水蒸气,所用燃料为氢气,电解质为熔融的碳酸钾,已知该电池的总反应为2H2+O2===2H2O,负极反应为H2+C-2e-===CO2+H2O,则下列推断中正确的是(　　) A.电池工作时,C向负极移动 B.电池放电时,外电路电子由通入氧气的正极流向通入氢气的负极 C.正极的电极反应:4OH--4e-===O2↑+2H2O D.通入氧气的电极为正极,发生氧化反应 A A项,电池放电时,电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动,所以C向负极移动,正确;B项,电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,即电子从通入氢气的负极沿导线流向通入氧气的正极,错误;C项,正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应为O2+2CO2+4e-===2C,错误;D项,燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通入氧化剂的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,所以该燃料电池中,通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,正极上得电子发生还原反应,错误。 1.燃料电池的分析思路 2.燃料电池中正极反应的书写思路 根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,O2得到电子后化合价降低,首先变成O2-,O2-能否存在要看电解质环境。由于电解质溶液(酸、碱、盐)的不同,其电极反应也有所不同,表中为四种不同电解质环境中,氧气得电子后O2-的存在形式: 电解质环境 电极反应中O2-的存在形式 酸性电解质溶液 O2+4H++4e-===2H2O 碱性电解质溶液 O2+2H2O+4e-===4OH- 固体电解质(高温下能传导O2-) O2+4e-===2O2- 熔融碳酸盐(如熔融K2CO3) O2+2CO2+4e-===2C 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [A组　基础落实] 题组一　化学电源分类及一次电池 1.下列有关电池的说法错误的是(　　) A.手机中用的锂离子电池属于二次电池 B.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 C.锌铜原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极 D.铅蓄电池使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降 9 10 C 11 手机中用的锂离子电池是一类放电后可以再充电而反复使用的电池,属于二次电池,A正确;甲醇燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源,B正确;锌铜原电池工作时,锌为负极,铜为正极,电子沿外电路从负极锌流向正极铜,C错误;铅蓄电池使用一段时间后电解质硫酸产生消耗,酸性减弱,导电能力下降,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2.电池研发与生产生活领域的发展密切相关,下列有关电池的说法正确的是(　　) A.燃料电池的能量转化率可以达到100% B.手机、照相机和摄像机等电器所用的锂离子电池为二次电池 C.二氧化硅可以制成人造卫星的硅太阳能电池 D.原电池是一种将电能转化为化学能的装置 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 燃料电池可以将化学能转化为电能,但燃料电池的能量转化率不为100%,有部分化学能会转化为热能等其他形式的能,A错误;手机、照相机、摄像机等电器所用的锂离子电池在放电后可以再次充电,则其电池为可充电电池,是二次电池,B正确;硅具有半导体的性质,高纯硅为半导体材料,可以用高纯硅制造人造卫星的硅太阳能电池,C错误;原电池是一种将化学能转化为电能的装置,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 题组二　二次电池 3.如图所示是铅蓄电池构造图,下列说法不正确的是(　　) A.铅蓄电池是二次电池,充电时电能转化为化学能 B.电池放电时,H+移向Pb极 C.电池放电时,电子由Pb极通过外电路流向PbO2极 D.电池放电时,负极发生的反应是Pb-2e-+S===PbSO4 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 铅蓄电池充电时将电能转化为化学能,A正确;铅蓄电池放电时,负极上Pb失电子发生氧化反应,电极反应为Pb-2e-+S===PbSO4,电子由Pb极通过导线流向PbO2极,电解质溶液中的阳离子移向正极,即放电时溶液中的H+向正极PbO2移动,C、D正确,B错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 4.某大学开发出一种锂离子电池,在室温条件下可进行循环充放电,实现对磁性的可逆调控,如图电池一极为纳米Fe2O3,另一极为金属锂和石墨的复合材料,电解质只传导锂离子。下列说法错误的是(　　) A.该电池不能使用氯化锂水溶液作为电解质溶液 B.充电时,Fe2O3连接电源的正极,发生氧化反应 C.该电池正极的电极反应为Fe2O3+6Li++6e-===3Li2O+2Fe D.放电时,电池逐渐远离磁铁 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 金属锂与水反应,该电池不能使用氯化锂水溶液作为电解质溶液,A正确;金属锂和石墨的复合材料为放电时的负极,发生氧化反应,放电时Fe2O3为正极,充电时为阳极,连接电源的正极,发生氧化反应,B正确;Fe2O3为正极,发生反应为Fe2O3+6Li++6e-===3Li2O+2Fe,C正确;放电时,正极发生反应Fe2O3+6Li++6e-===3Li2O+2Fe,生成铁单质,电池逐渐靠近磁铁,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 5.新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车。电池总反应为FePO4+Li LiFePO4,电解质为含Li+的导电固体,且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li+自由通过而导电。该电池放电时Li+向　　　(填“正”或“负”)极移动,负极反应为Li-e-===Li+,则正极反应为 　 　 。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 正 FePO4+Li++e-===LiFePO4 11 电池总反应为FePO4+Li LiFePO4,放电过程构成原电池,电池放电时Li+向正极移动,总反应减去负极反应得到正极反应:FePO4+Li++e-===LiFePO4。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 题组三　燃料电池 6.氢氧燃料电池可以应用在宇宙飞船上,下列说法正确的是(　　) A.电池负极发生还原反应 B.电池可以连续使用 C.正极附近溶液的pH减小 D.消耗5.6 L氢气时转移的电子数为0.5NA 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 电池负极失去电子发生氧化反应,A错误;在氢氧燃料电池中,由于燃料及氧化剂在装置外,可以不断补充,因此该电池能够连续使用,B正确;由酸性氢氧燃料电池的正极反应:O2+2H++2e-===H2O可知,正极附近溶液的pH增大,C错误;未说明H2所处的外界条件,因此不能根据其体积大小确定其物质的量,也就不能计算反应过程中转移电子的数目,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 7.某新型燃料电池利用民用燃气为燃料,其工作原理如图所示,下列说法错误的是(　　) A.通入空气的电极为该电池的正极 B.电池工作时,电子由b极经电解质流向a极 C.CO在b极的反应为CO-2e-+O2-===CO2 D.相同状况下a极消耗1 L O2,理论上b极消耗2 L燃料 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 燃料电池中,通入空气的电极为该电池的正极,A正确;由A项分析可知,a极为正极,b极为负极,则电池工作时,电子由负极即b极经外电路流向正极即a极,B错误;CO在b极被氧化为CO2,电极反应为CO-2e-+O2-===CO2,C正确; H2、CO与O2发生反应生成H2O、CO2时,化学计量数之比均为2∶1,因此相同状况下a极消耗1 L O2的同时,理论上b极消耗2 L燃料,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 8.新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图,该电池总反应为NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O。下列有关说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 A.电池正极区的电极反应为B+8OH--8e-===B+6H2O B.电极B为负极,MnO2层的作用是提高原电池的工作效率 C.燃料电池每消耗3 mol H2O2,理论上电路中通过的电子数为6NA D.燃料电池在放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移 答案:C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 电池总反应为NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O,结合图示,电极A反应为B-8e-+8OH-===B+6H2O,电极A为负极,A错误;电极B反应为H2O2+2e-===2OH-,电极B为正极,MnO2能促进H2O2分解,则MnO2层的作用是提高原电池的工作效率,B错误;反应中H2O2中O元素的化合价由-1价降低为-2价,每消耗3 mol H2O2,理论上电路中通过电子的物质的量为6 mol,数目为6NA,C正确;燃料电池在放电过程中,阳离子Na+从负极区向正极区迁移,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 9. (双选)化学家正在研究尿素动力燃料电池,尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电,尿素燃料电池结构如图所示,下列有关描述正确的是(　　) A.电池工作时H+移向正极 B.该电池用的电解质溶液是KOH溶液 C.甲电极反应:CO(NH2)2+H2O-6e-=== CO2↑+N2↑+6H+ D.电池工作时,理论每净化1 mol CO(NH2)2,消耗33.6 L O2 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 AC 11 A项,原电池中阳离子向正极移动,则电池工作时H+移向正极,正确;B项,该原电池是酸性电解质,质子交换膜只允许氢离子通过,错误;C项,负极上CO(NH2)2失电子生成二氧化碳和氮气,则负极反应:CO(NH2)2+H2O-6e-===CO2↑+N2↑+6H+,正确;D项,电池的总反应: 2CO(NH2)2+3O2===2CO2+2N2+4H2O,则每净化1 mol CO(NH2)2,消耗1.5 mol O2,则在标准状况下氧气为33.6 L,由于没说明是否处于标准状况,所以氧气的体积不能求算,错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 [B组　培优训练] 10.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。该电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。下列有关该电池的说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 A.右边的电极为电池的正极,b处通入的是氧气 B.左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇 C.电池的负极反应为CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+ D.电池的正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH- 答案:D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 根据该电池的构造示意图中电子以及质子的移动方向可知,右边的电极为电池的正极,b处通入的是氧气,故A正确;依据题图中电子流向分析,电子流出的一端是负极,所以题图中左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇,故B正确;负极上甲醇失电子发生氧化反应,依据题中该电池总反应和酸性环境得,该电池的负极反应为CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+,故C正确;正极上氧气得到电子生成O2-,在图中是酸性介质,电极反应产物应写成水的形式,该电池的正极反应为O2+4H++4e-===2H2O,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 11.回答下列问题: (1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图所示是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作　　极,发生的电极反应为　 　 。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 正 CO2+2H++2e-===HCOOH 11 (1)题图中装置没有外加电源,属于原电池装置,由H+通过质子交换膜移向电极b及CO2在电极b附近转化为HCOOH,发生还原反应,因此电极b作正极;结合得失电子守恒可知发生的电极反应为CO2+2H++2e-===HCOOH。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 (2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。 ①X电极为　　　极,Y电极的电极反应为　　　　　　　　　　　　。  ②Y电极生成1 mol Cl2时,　　　　　 mol Li+移向X电极。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 正 2Cl--2e-===Cl2↑ 2 11 (2)①由题图可知原电池装置X电极附近H+转化为H2,发生还原反应,则X电极为正极;Y电极为负极,电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑;②由电极反应2Cl--2e-===Cl2↑可知Y电极生成1 mol Cl2时,转移电子为2 mol,则有2 mol Li+移向X电极。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 (3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂,KOH溶液作电解质溶液。负极反应为 　　　　　　　　　　　　　　　,正极反应为 　 　 。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O O2+2H2O+4e-===4OH- 11 (3)燃料在负极失电子,即负极反应为N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O;氧气在正极得电子,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 $$