专题6 第3单元 第2课时 化学电源-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一化学必修第二册教师用书（苏教版2019）

尊敬的评委老师大家好，我来自广西壮族自治区河池市宜州一中。今天演示的实验是简易氢氧燃料电池的制作，这是一个补充实验，相关内容在现行人教版教材第二册第89页新型燃料电池部分。之所以补充这个实验，主要有以下几个原因。第一，在我们平时的教学过程中，发现这部分内容理论性非常强，而课本上却没有安排相关的实验，导致很多学生对此印象不深，理解不透，甚至有学生认为燃料电池就是可燃物燃烧以后才产生的电流。而根据我们的初步了解，几乎没有老师在课堂上补充演示过这个实验。第二本实验可以激发学生强烈的学习兴趣，还可以培养学生理论联系实际的能力。因为在当今世界，能源危机已经成为一个炙手可热的话题，而燃料电池的开发与利用无疑是解决这一危机的一个重要途径。下面请看具体的实验操作。U型管中装有水，为了增强水的导电性，加速水的电解，我们在水中加有硫酸钠。为了让学生更好的了解电解水的反应原理，我们在U型管两端滴加了几滴酚酞。为了平衡气压和密封装置，我们在支管上套有小气球，单孔塞中插有碳棒。碳棒经淬火处理过后，可以吸附更多的气体，利于后面实验的进行。再将单孔塞插入U型管两端，在电解水之前，我们将导线与已取下电池的石英钟的正负极相连。请大家。观察指针。没有任何变化，说明此时没有电流。接下来我们将导线与直流电源的正负极相连。接通电源，开始电解。请大家注意观察。可以看到，在U型管两极的碳板上都出现了气泡。同时，在连接电源负极的炭棒周围的溶液慢慢的变成了红色。说明此时这一级碳棒附近，这位溶液中的氢氧根离子浓度增大，产生的气体是氢气，而另一级产生的是氧气。电解大约一分钟，当我们看到两级碳板上都附有大量的气泡时，可以关闭电源，停止电解。好，现在我们关闭电源，取下导线是此时在U型管两端分别封存了一定量的氢气和氧气，那么它们能否构成燃料电池呢？我们同样用实验来进行验证。现在再一次将导线与已取下电池的因中的正负极相连，请大家观察石英钟的指针走动了，与前面的现象有了非常明显的对比，说明此时已经产生了电流。为了让学生更进一步的加深理解，我们还可以将导线与灵敏电流计的正负极相连。请大家观察指针的偏转情况，很明显的可以看到电流计的指针发生了偏转。最后我们还可以将导线与已取下电池的音乐卡片的正负极相连。请大家听。音乐响起来了。好，那么从石英钟的指针走动，到电流计的指针偏转，再到音乐卡片的音乐响起，都说明由氢气和氧气组成的燃料电池确实产生了电。本实验我们采用最简单直观的方法，现场制取氢气和氧气，无需改变装置，直接转化为原电池，很好的做到了电解池和原电池的有机结合。同时本实验取材方便，操作简单，无污染，易于在课堂上进行实验演示，而且实验现象也非常的明显，便于学生的观察理解。我的实验到此结束，谢谢大家。各位评委，各位同事，大家下午好。我来自湖南道县五中黄石村。我讲的实验题目是乙酸乙酯的制取。大家都知道教材上乙酸乙酯制取实验有两个明显的不足之处。首先它的产率非常少，现象不明显。第二它容易发生倒吸发生倒吸。所以我从这两个方面来对这个实验进行改进。首先我加了一个回流装置，这个回流装置的作用是检查了乙酸和乙醇的反应时间，使乙酸和乙醇充分反应，所以它的产率大大减。 nullnull 第2课时　化学电源 ［核心素养发展目标］　1.了解一次电池、二次电池、燃料电池等化学电池的特点及在生活中的应用。2.掌握构成化学电源的基本要素，了解常见化学电源的工作原理。 一、一次电池、二次电池 1.一次电池(干电池) (1)特点：电池用过之后不能复原，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池 电池反应：Zn+2NH4Cl+2MnO2===Cl2+2MnO(OH)。 负极材料：锌；电极反应：Zn-2e-===Zn2+； 正极材料：石墨； 电解质：氯化铵。 思考1　锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来，使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。总反应：Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnO(OH)，负极的电极反应式：Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2。 2.二次电池(充电电池) (1)充电电池又称二次电池。其能量的转化关系是化学能电能。 (2)常见的充电电池 ①银锌纽扣电池 电池反应：Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag。 负极材料：锌；电极反应：Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2； 正极材料：氧化银；电极反应：Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-； 电解质溶液：KOH。 ②铅蓄电池 电池反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。 负极材料：Pb；电极反应：Pb+S-2e-===PbSO4； 正极材料：PbO2；电极反应：PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O； 电解质溶液：硫酸。 ③镍氢电池 电池反应：NiO(OH)+MHNiO+M+H2O。 负极材料：贮氢合金；电极反应：MH-e-+OH-===M+H2O； 正极材料：泡沫氧化镍；电极反应：NiO(OH)+e-===NiO+OH-； 电解质溶液：KOH。 思考2　锂电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视。科学家目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2===LiMnO2。写出负极的电极反应式：Li-e-===Li+；正极的电极反应式：MnO2+e-===Mn。 1.判断正误 (1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细(　　) (2)干电池放电之后可以再充电(　　) (3)充电电池可以无限制地反复充电、放电(　　) (4)二次电池充电时化学能转化为电能(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 2.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A.锌筒是原电池的正极 B.石墨电极上发生氧化反应 C.铵根离子流向石墨电极 D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒 答案　C 解析　锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨棒作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，A、B错误；原电池中阳离子向正极移动，故铵根离子流向石墨电极，C正确；电子经导线由负极锌筒流向石墨棒，D错误。 3.镍氢电池放电时的总反应是H2+NiO(OH)===Ni(OH)2，根据此反应判断，下列说法正确的是(　　) A.电池放电时，电池负极周围溶液的碱性不断增大 B.电池放电时，镍元素被氧化 C.电池放电时，氢元素被还原 D.电池放电时，通入H2的一极是负极 答案　D 解析　电池放电时，负极反应式为H2-2e-+2OH-===2H2O，所以负极周围溶液的氢氧根离子减少，溶液的pH减小，A错误；电池放电时，正极反应式为NiO(OH)+H2O+e-===OH-+Ni(OH)2，镍元素被还原，B错误；电池放电时，H2是负极，氢元素化合价升高，被氧化，C错误、D正确。 4.氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上。其中一种氟离子电池的工作原理为3Mg+2BiF33MgF2+2Bi(MgF2为难溶盐)，电解质为熔融氟化物。下列说法正确的是(　　) A.放电时，负极的电极反应式为Mg-2e-+2F-===MgF2 B.放电时，电子从镁电极流出，经电解质流向正极 C.放电时，化学能完全转化为电能 D.放电时，F-向正极移动 答案　A 解析　放电时，Mg作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Mg+2F--2e-===MgF2，A项正确；放电时，电子从镁电极流出，经导线流向正极，B项错误；原电池是把化学能转化为电能的装置，但化学能不可能100%转化为电能，还有部分转化为热能等，C项错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故F-向负极移动，D项错误。 二、燃料电池、电解池 1.氢氧燃料电池 该电池反应式为 负极：H2+2OH--2e-===2H2O； 正极：O2+2H2O+4e-===4OH-； 总反应：2H2+O2===2H2O。 思考1　写出下列燃料电池的正、负极反应式和总反应。 (1)氢氧酸性燃料电池 负极：H2-2e-===2H+； 正极：O2+4H++4e-===2H2O； 总反应：2H2+O2===2H2O。 (2)CH4酸性燃料电池 负极：CH4+2H2O-8e-===CO2+8H+； 正极：O2+4H++4e-===2H2O； 总反应：CH4+2O2===CO2+2H2O。 (3)甲醇⁃空气碱性燃料电池 负极：CH3OH-6e-+8OH-===C+6H2O； 正极：O2+4e-+2H2O===4OH-； 总反应：2CH3OH+3O2+4OH-===2C+6H2O。 (4)铝⁃空气燃料电池(NaOH溶液为电解质溶液) 负极：Al+4OH--3e-===Al+2H2O； 正极：O2+2H2O+4e-===4OH-； 总反应：4Al+4OH-+3O2===4Al+2H2O。 特别提醒　燃料电池的正负极规律是通燃料的一极作负极，通氧气的一极作正极，即“氧必正，燃必负”。 2.电解池 将电能转化为化学能的装置。 (1)电解水制氢气和氧气 化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。 (2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (3)电解制取金属 ①电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：Al3++3e-===Al； 阳极反应式：2O2--4e-===O2↑； 总反应式：2Al2O34Al+3O2↑。 ②电解制备其他活泼金属 电解熔融的氯化钠、氯化镁、氯化钙可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。 思考2　电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3吗？ 提示　不可以，MgO熔点高，熔融需要的能量很高；AlCl3是共价化合物，熔融时不导电。 (4)通常条件下无法自发进行的化学反应可通过电解的方法实现。 1.判断正误 (1)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应(　　) (2)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能(　　) (3)氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高(　　) (4)活泼金属的冶炼常用电解法(　　) (5)原电池将化学能转化为电能，而电解池将电能转化为化学能(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 2.电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气，阳极的产物是(　　) A.烧碱 B.氯气 C.氢气 D.以上都不对 答案　B 3.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电流由a极流向b极 B.溶液中的OH-向b极移动 C.a极的电极反应式为2NH3-6e-===N2+6H+ D.b极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH- 答案　D 解析　氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，电流由正极流向负极，则电流由b极流向a极，A项错误；溶液中的阴离子移向负极，故OH-向a极移动，B项错误；a极通入氨气生成氮气，电解质溶液显碱性，则a极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O，C项错误；b极通入氧气，氧气得电子被还原，电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，D项正确。 4.某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液。下列有关这种燃料电池的说法正确的是(　　) A.该电池工作时，正极区域溶液pH上升 B.a电极为负极，发生还原反应 C.正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- D.该电池能够将化学能全部转化为电能且产物是水，属于环境友好电池 答案　A 解析　正极上的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O，氢离子浓度减小，该电池工作时，正极区域溶液pH上升，A正确；该装置为原电池，通入氢气的一极为负极，a电极为负极，失电子，发生氧化反应，B错误；b电极通入氧气，氧气发生得电子的还原反应，作正极，酸性条件下，正极上的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O，C错误；该电池能量转化率高，但不能全部转化，且产物是水，属于环境友好电池，D错误。 电极反应式的书写 　　　　 课时对点练　［分值：100分］ (选择题1~6题，每小题5分，7~11题，每小题8分，共70分) 题组一　一次电池、二次电池 1.银锌纽扣电池如图所示，其电池的总反应式为Zn+Ag2O+H2OZn(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Ag2O经导线流向Zn D.负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+ 答案　D 解析　Zn失电子发生氧化反应而作负极，故A正确；正极上Ag2O得电子发生还原反应，故B正确；原电池中电流从正极沿导线流向负极，该电池中Zn是负极、Ag2O是正极，所以放电时电流从Ag2O经导线流向Zn，故C正确；碱性条件下锌离子生成Zn(OH)2，所以负极电极反应式为Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2，故D错误。 2.铅蓄电池是一种典型的可充电电池，其放电时的电池总反应为Pb+PbO2+4H++2S===2PbSO4+2H2O，则下列说法不正确的是(　　) A.电池工作时，负极反应式：Pb-2e-===Pb2+ B.铅蓄电池是二次电池，放电时是化学能转化为电能 C.电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板 D.电池工作时，溶液中H+移向PbO2板 答案　A 解析　负极反应为Pb-2e-+S===PbSO4，故A错误。 3.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。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)===Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)，下列说法错误的是(　　) A.电池工作时，锌失去电子 B.电池正极上发生还原反应 C.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，锌的质量理论上减小6.5 g 答案　C 解析　由电池总反应可知，Zn失去电子生成Zn(OH)2，故A正确；MnO2为原电池的正极，发生还原反应，故B正确；原电池中，电子由负极通过外电路流向正极，故C错误；负极反应为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2，消耗1 mol Zn转移2 mol电子，若转移0.2 mol电子，消耗0.1 mol Zn，质量为6.5 g，故D正确。 4.如图是一种新型锂⁃空气电池示意图，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是(　　) A.金属锂为负极，发生还原反应 B.Li+由石墨烯电极通过固体电解质流向负极 C.当有22.4 L氧气反应时，负极消耗28 g锂 D.正极电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH- 答案　D 解析　金属锂失电子发生氧化反应，金属锂为负极，A错误； 阳离子向正极移动，Li+由负极通过固体电解质流向正极，B错误；没有明确是否为标准状况，22.4 L氧气的物质的量不一定是1 mol，C错误；根据图示，正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-，D正确。 题组二　燃料电池 5.一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe+2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A.Fe极为电池正极 B.KOH溶液为电池的电解质溶液 C.电子由多孔碳极沿导线移向Fe极 D.5.6 g Fe参与反应，导线中转移1.204×1023个电子 答案　B 解析　该电池中铁失去电子，为电池负极，A项错误；电子由Fe极沿导线移向多孔碳极，C项错误；根据电池反应3Fe+2O2===Fe3O4，可知，3 mol铁参与反应时转移8 mol电子，故5.6 g Fe参与反应，导线中转移1.605×1023个电子，D项错误。 6.(2023·四川广安华蓥中学期中)H2O2在强碱性溶液中主要以H形式存在。Al⁃H2O2燃料电池工作原理如图所示。正极反应式为H+2e-+H2O===3OH-。提示：电池效率等于电路上通过的电子数与负极失去电子数之比。下列说法错误的是(　　) A.Al极发生氧化反应 B.电流由Pt极经负载流向Al极 C.放电时，OH-向Al极迁移 D.若正极生成4.5 mol OH-，电路经过2.4 mol电子，电池效率为60% 答案　D 解析　观察图示知，Al⁃H2O2燃料电池中铝电极为负极，铂电极为正极。负极发生氧化反应，A项正确；电流由正极经外电路流向负极，B项正确；铂极为正极，铝极为负极，OH-向负极迁移，C项正确；正极反应式为H+2e-+H2O===3OH-，n(OH-)=4.5 mol，n(e-)=3 mol，电池效率η=×100%=80%，D项错误。 7.(2023·苏州高一期中)下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是(　　) A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B.干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C.铅蓄电池在工作中，负极每消耗1 mol铅，则H2SO4溶液中就转移2 mol电子 D.氢氧燃料电池中负极通入氢气发生氧化反应 答案　C 解析　干电池是一次电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，故B正确；铅蓄电池工作过程中负极每消耗1 mol铅，则线路中会转移2 mol电子，硫酸中无电子转移，故C错误。 8.若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式为Cu+2H+===Cu2++H2↑，则下列关于该装置的说法正确的是(　　) A.该装置可能是原电池，也可能是电解池 B.该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 C.该装置只能是电解池，且金属铜为该装置的阳极 D.该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 答案　C 解析　该反应不能自发进行，因此该反应必须在电解池中发生，使电能转化为化学能。Cu被氧化，故金属铜作阳极。 9.随着环保整治的逐渐推进，乙醇作为一种燃料逐渐走进人们的视野，如“乙醇汽油”“乙醇电池”等。如图是一种新型的乙醇电池的工作示意图，该电池总反应为C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O。下列有关该电池的说法正确的是(　　) A.a极为正极，b极为负极 B.负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+ C.反应中转移6 mol电子时，正极消耗33.6 L O2 D.该燃料电池工作一段时间后，酸性增强 答案　B 解析　依据质子(H+)向正极移动，可确定a极为负极，b极为正极，A项错误；在电池负极，C2H5OH在酸性电解质溶液中失电子，生成二氧化碳等，负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+，B项正确；正极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O，当反应中转移6 mol电子时，正极消耗1.5 mol O2，但由于温度、压强未知，所以O2的体积不一定是33.6 L，C项错误；由电池总反应C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O可知，该燃料电池工作一段时间后，H+的物质的量不变，但溶剂的质量增加，所以溶液的酸性减弱，D项错误。 10.热激活电池常用作火箭的工作电源，某种热激活电池以Ca和PbSO4为电极材料，以无水LiCl⁃KCl为电解质，电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca===CaCl2+Li2SO4+Pb。当电解质受热熔融后，电池即可瞬间放电。下列有关说法不正确的是(　　) A.PbSO4电极发生还原反应 B.负极的电极反应式为Ca-2e-===Ca2+ C.放电时，K+向负极移动 D.每转移1 mol电子，正极质量减少48 g 答案　C 解析　放电时，原电池电解质溶液中的阳离子移向正极。 11.“碳呼吸”电池工作原理如图所示，电解质溶液为含C2的盐溶液，电池总反应为2Al+6CO2===Al2(C2O4)3，下列有关说法正确的是(　　) A.Al作正极 B.C2由正极向负极迁移 C.该装置将电能转化为化学能 D.每生成1 mol Al2(C2O4)3，需要消耗134.4 L CO2 答案　B 解析　根据电池总反应2Al+6CO2===Al2(C2O4)3可知，Al的化合价升高，被氧化，故Al作负极，C元素的化合价降低，被还原，故通CO2的一极为正极，A项错误；原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，故C2由正极向负极迁移，B项正确；该装置是原电池，将化学能转化为电能，C项错误；通过电池总反应2Al+6CO2===Al2(C2O4)3可知，每生成1 mol Al2(C2O4)3，需要消耗6 mol CO2，其在标准状况下的体积为6 mol×22.4 L·mol-1=134.4 L，但题干未指明标准状况下，故无法求算消耗CO2的体积，D项错误。 12.(12分)(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，氧气从　　　(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的　　　　(填“正”或“负”)极。  (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2+2O2--4e-===2H2O B极：O2+4e-===2O2- 则A极是电池的　　　　极；电子从该极　　　　(填“流入”或“流出”)。   (3)若将(1)中燃料电池改为甲烷⁃空气燃料电池，工作时，负极反应式为　　　　　，  电池总反应式为　　　　　。  答案　(1)b　负　(2)负　流出 (3)CH4-8e-+10OH-===C+7H2O　CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O 解析　(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是负极，Y是正极，氧气应通入正极。 (2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。(3)甲烷⁃空气燃料电池，通甲烷的一极(X)为负极，通空气的一极(Y)为正极，电池总反应式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O，负极反应式为CH4-8e-+10OH-===C+7H2O。 13.(18分)(1)科研人员设想用如图甲所示装置生产硫酸。 ①该方法生产硫酸的总反应方程式为　　　　　　　　，b是　　　极，b电极反应式为　　　　，  生产过程中H+向　　　(填“a”或“b”)电极区域移动。  ②该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是　　　　(填字母)。  A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移 B.原电池装置一定需要两个活泼性不同的金属电极 C.电极一定不能参加反应 D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 (2)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的原电池如图乙所示，质子交换膜(只允许H+通过)左右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液。电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O，电极c为　　　　(填“正极”或“负极”)，电极c的反应式为　　　　　　　　。  当电池中有1 mol e-发生转移时，左右两侧溶液的质量之差为　　　　g (假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。  答案　(1)①2SO2+O2+2H2O===2H2SO4　正　O2+4e-+4H+===2H2O　b　②D　(2)负极　CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+　12 解析　(1)①根据装置图甲可知a电极通入SO2，SO2发生失去电子的氧化反应，O2从正极通入，因此上述生产硫酸的总反应方程式为2SO2+O2+2H2O===2H2SO4，b电极是正极，O2在酸性条件下得电子生成水，反应式为O2+4e-+4H+===2H2O，原电池中阳离子向正极移动，则生产过程中H+向b电极区域移动。②原电池反应的过程中一定有电子发生转移，A项错误；原电池装置不一定需要两个活泼性不同的金属电极，例如燃料电池等，B项错误；原电池中电极可以参加反应，例如铜、锌、稀硫酸组成的原电池中锌电极参加反应，C项错误；原电池中氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，D项正确。(2)根据装置图乙可知电子从电极c流出，则电极c是负极，电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O，所以CH3OH在负极发生失去电子的氧化反应转化为CO2，则电极c的反应式为CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+；当转移1 mol电子时，左侧质量减轻×12 g=2 g，还有1 mol H+通过质子交换膜进入右侧，质量减少1 g，正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O，右侧质量增加32 g×=8 g，加上转移过来的1 g H+，因此左右两侧溶液的质量之差为8 g+1 g+2 g+1 g=12 g。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 化学电源 第2课时 专题6　第三单元 <<< 核心素养 发展目标 1.了解一次电池、二次电池、燃料电池等化学电池的特点及在生活中的应用。 2.掌握构成化学电源的基本要素，了解常见化学电源的工作原理。 2 内容索引 一、一次电池、二次电池 二、燃料电池、电解池 课时对点练 3 一次电池、二次电池 > < 一 1.一次电池(干电池) (1)特点：电池用过之后_____复原，如锌锰干电池属于一次电池。 (2)锌锰干电池 电池反应：Zn+2NH4Cl+2MnO2===Cl2+2MnO(OH)。 负极材料：____；电极反应：_____________； 正极材料：______； 电解质：氯化铵。 一、一次电池、二次电池 不能 锌 Zn-2e-===Zn2+ 石墨 思考1　锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来，使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。总反应：Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+2MnO(OH)，负极的电极反应式：______________________。 Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 2.二次电池(充电电池) (1)充电电池又称二次电池。其能量的转化关系是化学能 电能。 (2)常见的充电电池 ①银锌纽扣电池 电池反应：Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag。 负极材料：____；电极反应：______________________； 正极材料：_______；电极反应：__________________________； 电解质溶液：______。 锌 Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2 氧化银 Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH- KOH ②铅蓄电池 电池反应：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。 负极材料：____；电极反应：____________________； 正极材料：______；电极反应：_________________________________； 电解质溶液：_____。 Pb PbO2 Pb+S-2e-===PbSO4 PbO2+4H++S+2e-===PbSO4+2H2O 硫酸 ③镍氢电池 电池反应：NiO(OH)+MH NiO+M+H2O。 负极材料：贮氢合金；电极反应：MH-e-+OH-===M+H2O； 正极材料：泡沫氧化镍；电极反应：_______________________； 电解质溶液：______。 NiO(OH)+e-===NiO+OH- KOH 思考2　锂电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视。科学家目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2 ===LiMnO2。写出负极的电极反应式：__________；正极的电极反应式：_________________。 Li-e-===Li+ MnO2+e-===Mn 1.判断正误 (1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 (2)干电池放电之后可以再充电 (3)充电电池可以无限制地反复充电、放电 (4)二次电池充电时化学能转化为电能 应用体验 × × × × 2.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是 A.锌筒是原电池的正极 B.石墨电极上发生氧化反应 C.铵根离子流向石墨电极 D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒 应用体验 √ 应用体验 锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨棒作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，A、B错误； 原电池中阳离子向正极移动，故铵根离子流向石墨电极，C正确； 电子经导线由负极锌筒流向石墨棒，D错误。 3.镍氢电池放电时的总反应是H2+NiO(OH)===Ni(OH)2，根据此反应判断，下列说法正确的是 A.电池放电时，电池负极周围溶液的碱性不断增大 B.电池放电时，镍元素被氧化 C.电池放电时，氢元素被还原 D.电池放电时，通入H2的一极是负极 应用体验 √ 应用体验 电池放电时，负极反应式为H2-2e-+2OH-===2H2O，所以负极周围溶液的氢氧根离子减少，溶液的pH减小，A错误； 电池放电时，正极反应式为NiO(OH)+H2O+e-===OH-+Ni(OH)2，镍元素被还原，B错误； 电池放电时，H2是负极，氢元素化合价升高，被氧化，C错误、D正确。 4.氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上。其中一种氟离子电池的工作原理为3Mg+2BiF3 3MgF2 +2Bi(MgF2为难溶盐)，电解质为熔融氟化物。下列说法正确的是 A.放电时，负极的电极反应式为Mg-2e-+2F-===MgF2 B.放电时，电子从镁电极流出，经电解质流向正极 C.放电时，化学能完全转化为电能 D.放电时，F-向正极移动 应用体验 √ 应用体验 放电时，Mg作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Mg+ 2F--2e-===MgF2，A项正确； 放电时，电子从镁电极流出，经导线流向正极，B项错误； 原电池是把化学能转化为电能的装置，但化学能不可能100%转化为电能，还有部分转化为热能等，C项错误； 放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故F-向负极移动，D项错误。 返回 > < 二 燃料电池、电解池 1.氢氧燃料电池 该电池反应式为 负极：____________________； 正极：____________________； 总反应：________________。 二、燃料电池、电解池 H2+2OH--2e-===2H2O O2+2H2O+4e-===4OH- 2H2+O2===2H2O 思考1　写出下列燃料电池的正、负极反应式和总反应。 (1)氢氧酸性燃料电池 负极：_____________； 正极：___________________； 总反应：_______________。 H2-2e-===2H+ O2+4H++4e-===2H2O 2H2+O2===2H2O (2)CH4酸性燃料电池 负极：________________________； 正极：___________________； 总反应：_____________________。 (3)甲醇⁃空气碱性燃料电池 负极：_____________________________； 正极：____________________； 总反应：_________________________________。 CH4+2H2O-8e-===CO2+8H+ O2+4H++4e-===2H2O CH4+2O2===CO2+2H2O CH3OH-6e-+8OH-===C+6H2O O2+4e-+2H2O===4OH- 2CH3OH+3O2+4OH-===2C+6H2O (4)铝⁃空气燃料电池(NaOH溶液为电解质溶液) 负极：_________________________； 正极：____________________； 总反应：_____________________________。 特别提醒　燃料电池的正负极规律是通燃料的一极作负极，通氧气的一极作正极，即“氧必正，燃必负”。 Al+4OH--3e-===Al+2H2O O2+2H2O+4e-===4OH- 4Al+4OH-+3O2===4Al+2H2O 2.电解池 将___能转化为_____能的装置。 (1)电解水制氢气和氧气 化学方程式为____________________。 (2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气 化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑。 电 化学 2H2O 2H2↑+O2↑ (3)电解制取金属 ①电解熔融的氧化铝制备铝 阴极反应式：______________； 阳极反应式：_______________； 总反应式：_____________________。 Al3++3e-===Al 2O2--4e-===O2↑ 2Al2O3 4Al+3O2↑ ②电解制备其他活泼金属 电解熔融的_______、_______、_______可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。 氯化钠 氯化镁 氯化钙 思考2　电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3吗？ 提示　不可以，MgO熔点高，熔融需要的能量很高；AlCl3是共价化合物，熔融时不导电。 (4)通常条件下无法自发进行的化学反应可通过电解的方法实现。 1.判断正误 (1)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应 (2)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能 (3)氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高 (4)活泼金属的冶炼常用电解法 (5)原电池将化学能转化为电能，而电解池将电能转化为化学能 应用体验 √ × × √ √ 2.电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气，阳极的产物是 A.烧碱 B.氯气 C.氢气 D.以上都不对 应用体验 √ 3.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A.电流由a极流向b极 B.溶液中的OH-向b极移动 C.a极的电极反应式为2NH3-6e-===N2+6H+ D.b极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH- 应用体验 √ 应用体验 氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，电流由正极流向负极，则电流由b极流向a极，A项错误； 溶液中的阴离子移向负极，故OH-向a极移动，B项错误； a极通入氨气生成氮气，电解质溶液显碱性，则a极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-===N2+6H2O，C项错误； b极通入氧气，氧气得电子被还原，电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，D项正确。 4.某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30% H2SO4溶液作电解质溶液。下列有关这种燃料电池的说法正确的是 A.该电池工作时，正极区域溶液pH上升 B.a电极为负极，发生还原反应 C.正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- D.该电池能够将化学能全部转化为电能且产物 是水，属于环境友好电池 应用体验 √ 应用体验 正极上的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O，氢离子浓度减小，该电池工作时，正极区域溶液pH上升，A正确； 该装置为原电池，通入氢气的一极为负极，a电极为负极，失电子，发生氧化反应，B错误； b电极通入氧气，氧气发生得电子的还原反应，作正极，酸性条件下，正极上的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O，C错误； 应用体验 该电池能量转化率高，但不能全部转化，且产物是水，属于环境友好电池，D错误。 归纳总结 电极反应式的书写 返回 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D A C D B D C C 题号 9 10 11 答案 B C B 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)b　负　(2)负　流出 (3)CH4-8e-+10OH-===C+7H2O　CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O 12. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)①2SO2+O2+2H2O===2H2SO4　正　O2+4e-+4H+===2H2O　b　 ②D　(2)负极　CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+　12 13. 题组一　一次电池、二次电池 1.银锌纽扣电池如图所示，其电池的总反应式为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Ag2O经导线流向Zn D.负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Zn失电子发生氧化反应而作负极，故A正确； 正极上Ag2O得电子发生还原反应，故B正确； 原电池中电流从正极沿导线流向负极，该电池中Zn是负极、Ag2O是正极，所以放电时电流从Ag2O经导线流向Zn，故C正确； 碱性条件下锌离子生成Zn(OH)2，所 以负极电极反应式为Zn+2OH--2e-=== Zn(OH)2，故D错误。 答案 对点训练 2.铅蓄电池是一种典型的可充电电池，其放电时的电池总反应为Pb+PbO2 +4H++2S===2PbSO4+2H2O，则下列说法不正确的是 A.电池工作时，负极反应式：Pb-2e-===Pb2+ B.铅蓄电池是二次电池，放电时是化学能转化为电能 C.电池工作时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板 D.电池工作时，溶液中H+移向PbO2板 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 负极反应为Pb-2e-+S===PbSO4，故A错误。 答案 对点训练 3.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。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s) +2H2O(l)===Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)，下列说法错误的是 A.电池工作时，锌失去电子 B.电池正极上发生还原反应 C.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，锌的质量理论上减小6.5 g √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由电池总反应可知，Zn失去电子生成Zn(OH)2，故A正确； MnO2为原电池的正极，发生还原反应，故B正确； 原电池中，电子由负极通过外电路流向正极，故C错误； 负极反应为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2，消耗1 mol Zn转移2 mol电子，若转移0.2 mol电子，消耗0.1 mol Zn，质量为6.5 g，故D正确。 答案 对点训练 4.如图是一种新型锂⁃空气电池示意图，其中固体电解质只允许Li+通过。下列说法正确的是 A.金属锂为负极，发生还原反应 B.Li+由石墨烯电极通过固体电解质流向负极 C.当有22.4 L氧气反应时，负极消耗28 g锂 D.正极电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH- √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 金属锂失电子发生氧化反应，金属锂为负极，A错误； 阳离子向正极移动，Li+由负极通过固体电解质流向正极，B错误； 没有明确是否为标准状况，22.4 L氧气的物质的量不一定是1 mol，C错误； 根据图示，正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为O2+4e-+2H2O ===4OH-，D正确。 答案 对点训练 题组二　燃料电池 5.一种直接铁燃料电池(电池反应为3Fe+2O2===Fe3O4)的装置如图所示，下列说法正确的是 A.Fe极为电池正极 B.KOH溶液为电池的电解质溶液 C.电子由多孔碳极沿导线移向Fe极 D.5.6 g Fe参与反应，导线中转移 1.204×1023个电子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 该电池中铁失去电子，为电池负极，A项错误； 电子由Fe极沿导线移向多孔碳极，C项错误； 根据电池反应3Fe+2O2===Fe3O4，可知，3 mol铁参与反应时转移8 mol电子，故5.6 g Fe参与反应，导线中转移1.605×1023个电子，D项错误。 答案 对点训练 6.(2023·四川广安华蓥中学期中)H2O2在强碱性溶液中主要以H形式存在。Al⁃H2O2燃料电池工作原理如图所示。正极反应式为H+2e-+H2O===3OH-。提示：电池效率等于电路上通过的电子数与负极失去电子数之比。下列说法错误的是 A.Al极发生氧化反应 B.电流由Pt极经负载流向Al极 C.放电时，OH-向Al极迁移 D.若正极生成4.5 mol OH-，电路经过2.4 mol电子，电池效率为60% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 观察图示知，Al⁃H2O2燃料电池中铝电极为负极， 铂电极为正极。负极发生氧化反应，A项正确； 电流由正极经外电路流向负极，B项正确； 铂极为正极，铝极为负极，OH-向负极迁移，C项 正确； 正极反应式为H+2e-+H2O===3OH-，n(OH-)=4.5 mol，n(e-)=3 mol，电池效率η=×100%=80%，D项错误。 答案 对点训练 7.(2023·苏州高一期中)下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是 A.上述电池分别属于一次电池、 二次电池和燃料电池 B.干电池在长时间使用后，锌 筒被破坏 C.铅蓄电池在工作中，负极每消耗1 mol铅，则H2SO4溶液中就转移2 mol 电子 D.氢氧燃料电池中负极通入氢气发生氧化反应 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 综合强化 干电池是一次电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 在干电池中，Zn作负极，被氧化，故B正确； 铅蓄电池工作过程中负极每消耗1 mol铅，则线路中会转移2 mol电子，硫酸中无电子转移，故C错误。 答案 综合强化 8.若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式为Cu+2H+===Cu2++H2↑，则下列关于该装置的说法正确的是 A.该装置可能是原电池，也可能是电解池 B.该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 C.该装置只能是电解池，且金属铜为该装置的阳极 D.该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 该反应不能自发进行，因此该反应必须在电解池中发生，使电能转化为化学能。Cu被氧化，故金属铜作阳极。 答案 综合强化 9.随着环保整治的逐渐推进，乙醇作为一种燃料逐渐走进人们的视野，如“乙醇汽油”“乙醇电池”等。如图是一种新型的乙醇电池的工作示意图，该电池总反应为C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O。下列有关该电池的说法正确的是 A.a极为正极，b极为负极 B.负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+ C.反应中转移6 mol电子时，正极消耗33.6 L O2 D.该燃料电池工作一段时间后，酸性增强 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 依据质子(H+)向正极移动，可确定a极为负极，b极为正极，A项错误； 在电池负极，C2H5OH在酸性电解质溶液中失电 子，生成二氧化碳等，负极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+，B项正确； 正极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O，当反应中转移6 mol电子时，正极消耗1.5 mol O2，但由于温度、压强未知，所以O2的体积不一定是33.6 L，C项错误； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由电池总反应C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O可知，该燃料电池工作一段时间后，H+的物质的量不变，但溶剂的质量增加，所以溶液的酸性减弱，D项错误。 答案 综合强化 10.热激活电池常用作火箭的工作电源，某种热激活电池以Ca和PbSO4为电极材料，以无水LiCl⁃KCl为电解质，电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca===CaCl2+ Li2SO4+Pb。当电解质受热熔融后，电池即可瞬间放电。下列有关说法不正确的是 A.PbSO4电极发生还原反应 B.负极的电极反应式为Ca-2e-===Ca2+ C.放电时，K+向负极移动 D.每转移1 mol电子，正极质量减少48 g √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 放电时，原电池电解质溶液中的阳离子移向正极。 答案 综合强化 11.“碳呼吸”电池工作原理如图所示，电解质溶液为含C2的盐溶液，电池总反应为2Al+6CO2===Al2(C2O4)3，下列有关说法正确的是 A.Al作正极 B.C2由正极向负极迁移 C.该装置将电能转化为化学能 D.每生成1 mol Al2(C2O4)3，需要消耗134.4 L CO2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 根据电池总反应2Al+6CO2===Al2(C2O4)3可知，Al的化合价升高，被氧化，故Al作负极，C元素的化合价降低，被还原，故通CO2的一极为正极，A项错误； 原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，故C2由正极向负极迁移，B项正确； 该装置是原电池，将化学能转化为电能，C项错误； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 通过电池总反应2Al+6CO2===Al2(C2O4)3可知，每生成1 mol Al2(C2O4)3，需要消耗6 mol CO2，其在标准状况下的体积为6 mol×22.4 L·mol-1 =134.4 L，但题干未指明标准状况下，故无法求算消耗CO2的体积，D项错误。 答案 综合强化 12.(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向可知，氧气从　　(填“a”或“b”)口通入，X极为电池的　　(填“正”或“负”)极。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 b 负 氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是负极，Y是正极，氧气应通入正极。 答案 综合强化 (2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶 瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为 A极：2H2+2O2--4e-===2H2O B极：O2+4e-===2O2- 则A极是电池的　　极；电子从该极　 　(填“流入”或“流出”)。   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 负 根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。 流出 答案 综合强化 (3)若将(1)中燃料电池改为甲烷⁃空气燃料电池，工作时，负极反应式为____________________ ____________，电池总反应式为____________ ______________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 CH4-8e-+10OH-=== 甲烷⁃空气燃料电池，通甲烷的一极(X)为负极，通空气的一极(Y)为正极，电池总反应式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O，负极反应式为CH4-8e-+10OH-===C+7H2O。 C+7H2O CH4+2O2+ 2KOH===K2CO3+3H2O 答案 综合强化 13.(1)科研人员设想用如图甲所示装置生产硫酸。 ①该方法生产硫酸的总反应方程式为_________ ________________，b是　 极，b电极反应式为 　　　 　，生产过程中H+向____(填 “a”或“b”)电极区域移动。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2SO2+O2 +2H2O===2H2SO4 正 O2+4e-+4H+===2H2O b 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 根据装置图甲可知a电极通入SO2，SO2发生失去电子的氧化反应，O2从正极通入，因此上述生产硫酸的总反应方程式为2SO2+O2+2H2O=== 2H2SO4，b电极是正极，O2在酸性条件下得电子生成水，反应式为O2+4e-+4H+===2H2O，原电池中阳离子向正极移动，则生产过程中H+向b电极区域移动。 答案 综合强化 ②该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是　　(填字母)。  A.原电池反应的过程中可能没有电子发生转移 B.原电池装置一定需要两个活泼性不同的金属电极 C.电极一定不能参加反应 D.氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 D 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 原电池反应的过程中一定有电子发生转移，A 项错误； 原电池装置不一定需要两个活泼性不同的金属 电极，例如燃料电池等，B项错误； 原电池中电极可以参加反应，例如铜、锌、稀 硫酸组成的原电池中锌电极参加反应，C项错误； 原电池中氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，D项正确。 答案 综合强化 (2)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的原电池如图乙所示，质子交换膜(只允许H+通过)左右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L-1 H2SO4溶液。电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O，电极c为_____ (填“正极”或“负极”)，电极c的反应式为 　　　　 　　　　。 当电池中有 1 mol e-发生转移时，左右两侧溶液的质量之 差为　 g (假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 负极 CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+ 12 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 根据装置图乙可知电子从电极c流出，则电极c是负极，电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+ 4H2O，所以CH3OH在负极发生失去电子的氧化反应转化为CO2，则电极c的反应式为CH3OH- 返回 6e-+H2O===CO2+6H+；当转移1 mol电子时，左侧质量减轻×12 g=2 g，还 有1 mol H+通过质子交换膜进入右侧，质量减少1 g，正极反应式为O2+4H++ 4e-===2H2O，右侧质量增加32 g×=8 g，加上转移过来的1 g H+，因此左右 两侧溶液的质量之差为8 g+1 g+2 g+1 g=12 g。 答案 综合强化 本课结束 专题6　第三单元 <<< $$