专题1 第2单元 第2课时 化学电源-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案课件PPT（苏教版2019）

0 专题1　化学反应与 能量变化 第二单元　化学能与电能的转化 第2课时　化学电源 1.了解和学习电池的分类、优点及适用范围。2.了解几类化学电源的构造、原理。3.掌握原电池电极反应式及总反应方程式的书写。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 总结提升 03 学习理解 1．一次电池 (1)含义：发生_________反应的物质大部分被消耗后就不能再使用的电池。 (2)常见的一次电池有_______________、____________ 、_____________等。 2．二次电池 (1)含义：放电后可以_______使活性物质_________，可以_____________的电池。 (2)常见的二次电池有________________________________________________ ____________等。 氧化还原 普通锌锰干电池 碱性锌锰电池 银锌钮扣电池 再充电 获得再生 多次重复使用 铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池 学习理解 5 (3)铅蓄电池 ①负极：____； 正极：______； 电解质：_______。 Pb PbO2 H2SO4 学习理解 6 ②铅蓄电池的工作原理 学习理解 7 ③铅蓄电池的特点 铅蓄电池性能优良，_________，_________；但其_______低、笨重，废弃后会污染环境。 价格低廉 安全可靠 比能量 学习理解 8 工作原理示意图 放电 负极反应：______________________ 正极反应：______________________________ 总反应：______________________________ LixC6－xe－===xLi＋＋6C Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 LixC6＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋6C 注：锂离子电池由于Li的性质活泼所以不能用水溶液作电解质溶液。 (4)锂离子电池工作原理(以钴酸锂－石墨锂电池为例) 学习理解 9 3．燃料电池 (1)含义：利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将_______直接转化为_____的化学电池。 (2)工作特点：还原剂、氧化剂不是储藏在电池内，而是在工作时不断从外部输入，同时将电极反应产物不断排出电池。因此燃料电池能够连续不断地提供电能，且能量转换效率____。 (3)燃料电池种类很多，常见的有氢氧燃料电池。此外，__________________ ___________等都可以作为燃料电池的燃料。 化学能 电能 高 甲烷、甲醇、肼(N2H4)、氨 学习理解 10 (4)氢氧燃料电池 氢气、氧气分别在多孔金属电极上发生_____、_____反应。当电解质为KOH时，其电极反应式为： 负极：_________________________； 正极：_________________________； 总反应：2H2＋O2===2H2O。 氧化 还原 2H2＋4OH－－4e－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 学习理解 11 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)在垃圾分类中，废旧电池属于有害垃圾，应回收集中处理。(　　) (2)二次电池的放电过程，负极质量一定减小。(　　) (3)干电池在使用后，可再次充电使用。(　　) (4)原电池的负极材料一定参加反应。(　　) (5)锂离子电池放电时，Li＋移向正极区。(　　) (6)二次电池放电时的负极反应和充电时的阳极反应互为可逆反应。(　　) × √ × × √ × 学习理解 12 探究应用 知识点一　一次电池和充电电池 1．常见的一次电池 (1)碱性锌锰电池 负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 电池反应：2MnO2＋Zn＋2H2O===2MnOOH(氢氧化氧锰)＋Zn(OH)2 优点：克服了普通锌锰干电池的缺点，比能量大，能提供较大电流并连续 放电。 探究应用 14 (2)银锌钮扣电池 负极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 总反应：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag 优点：电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。 探究应用 15 2．充电电池的反应规律 (1)充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池，充电时是电解池。 (2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应分别在形式上互逆，即将正(负)极反应式改变方向即得阳(阴)极反应式。 (3)放电总反应和充电总反应在形式上互逆，但不互为可逆反应。 探究应用 16 3．原电池电极反应式的书写 (1)一般电极反应式的书写方法 探究应用 17 书写电极反应式需遵守离子方程式的书写要求，如难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物等均应写成化学式形式。电解质溶液中的离子若与电极反应生成的离子不能共存，则电解质溶液中的离子参与电极反应，应写入电极反应式。 (2)已知总反应式，书写电极反应式 ①分析化合价，确定正极、负极的反应物与反应产物。 ②在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。 ③根据元素守恒配平电极反应式。 ④复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式。 (3)充电电池电极反应式的书写 根据信息写出其放电时的电极反应式，充电时的反应为放电反应的逆过程。 探究应用 18 1．(江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．电池工作时，MnO2发生氧化反应 B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023 探究应用 19 解析：Zn为负极， 电极反应式为Zn－2e－＋2OH－=== ZnO＋H2O，MnO2为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O ===MnOOH＋OH－。电池工作时，MnO2为正极，得到电子， 发生还原反应，A错误；电池工作时， OH－通过隔膜向负极 移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，C正确；由电极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为6.02×1023，D错误。 探究应用 20 2．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O=== Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是(　　) A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 探究应用 21 解析：该充电电池中活泼金属Fe失去电子，为负极，得到电子的Ni2O3为正极，因为放电时电极产物为氢氧化物，可以判断电解液为碱性溶液，A正确；由总反应可写出其负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B正确；充电时，阴极发生还原反应Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，所以电极附近溶液的pH增大，C错误；电池充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正确。 探究应用 22 知识点二　燃料电池 　 燃料电池电极反应的书写 (1)燃料电池的正、负极均为惰性电极，不参与反应。 (2)在电池负极反应的物质一定是可燃物，燃料失去电子发生氧化反应。 若负极通入的气体为含碳化合物CO、CH4、CH3OH等，碳元素均转化为＋4价的碳，在酸性溶液中生成二氧化碳气体，在碱性溶液中生成碳酸根离子，在熔融碳酸盐中生成二氧化碳，含有氢元素的化合物的电极反应最终都有水生成。 探究应用 23 探究应用 24 探究应用 25 探究应用 26 4．写出下列燃料电池的总反应式和电极反应式。 (1)酸性电解质溶液条件下的甲烷燃料电池 总反应式：______________________； 正极反应式：______________________； 负极反应式：___________________________ 。 (2)碱性电解质溶液条件下的甲烷燃料电池 总反应式：______________________________； 正极反应式：______________________； 负极反应式：_______________________________ 。 探究应用 27 (3)碱性电解质溶液条件下的甲醇(CH3OH)燃料电池 总反应式：___________________________________； 正极反应式：_________________________； 负极反应式：______________________________________ 。 探究应用 28 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 总结提升 30 1．电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是(　　) A．化学电源有一次电池、充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电 B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位质量的电极材料释放的电能大 C．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点 D．锂电池是一种高能电池，体积小、质量小，比能量大 随堂提升 总结提升 31 总结提升 32 解析：由甲醇提供质子(H＋)与O2反应可知，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D错误。 总结提升 33 4．锂－空气电池放电时的工作原理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．放电时Li＋由B极向A极移动 B．电池放电反应为4Li＋O2＋2H2O===4LiOH C．B电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．电解液a可以为氯化锂溶液 解析：在锂－空气电池中，A(金属锂)为负极，其反应式是4Li－4e－===4Li＋；B为正极，其反应式是O2＋4e－＋2H2O===4OH－；总反应式是4Li＋O2＋2H2O===4LiOH。原电池工作过程中，电解液中的Li＋(阳离子)由A极(负极)移向B极(正极)；金属锂能与水反应，电解液a中不能含有水。 总结提升 34 5．我国科学家研发了一种室温下可充电的Na­CO2电池，示意图如下。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中，下列说法错误的是(　　) A．充电时，阴极反应为：Na＋＋e－===Na B．充电时，电源b极为正极，Na＋向钠箔 电极移动 C．放电时，转移0.4 mol电子，碳纳米管 电极增重21.2 g D．放电时，电池的总反应为3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C 总结提升 35 解析：根据图中虚线箭头变化可知，充电 时，钠离子转化为钠单质，钠箔作阴极，阴极反 应为Na＋＋e－===Na， 故A正确；充电时，碳纳 米管作阳极， 电极反应式为2Na2CO3＋C－4e－ ===3CO2＋4Na＋，与阳极相连的电极b为正极，钠离子向钠箔电极移动，故B正确；放电时，碳纳米管发生反应：3CO2＋4e－＋4Na＋===2Na2CO3＋C，转移0.4 mol电子时，在碳纳米管电极会生成0.2 mol的Na2CO3和0.1 mol的C，增重m＝nM＝0.2 mol×106 g/mol＋0.1 mol×12 g/mol＝22.4 g，故C错误；放电时，根据图中实线箭头变化可知，电池的总反应为3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C，故D正确。 总结提升 36 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是(　　) A．利用电池外壳金属材料 B．防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染 C．不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品 D．回收其中的石墨 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 38 2．锂/亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是目前世界上实际应用的电池系列中比能量最高的一种电池，也是无机电解质锂电池中研制最为成熟的一种电池，该电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．X为Li电极，发生还原反应 B．电池工作时，Li＋通过交换膜 C．四氯铝酸锂(LiAlCl4)的SOCl2溶液不含水 D．正极的电极反应式为2SOCl2＋4e－=== SO2↑＋S↓＋4Cl－ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 39 解析：电子从X极流出，说明X极是失去电子一极，作负极，发生氧化反应，电极反应式为Li－e－===Li＋。电子流入Y极，说明Y极是得到电子一极，作正极，发生还原反应，电极反应为2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S↓＋4Cl－。Li的性质较活泼，易与水反应，所以四氯铝酸锂(LiAlCl4)的SOCl2溶液不能含水。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 40 3．一种新型Na­CaFeO3充电电池，其工作原理 如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该电池有机电解质可以用Na2SO4溶液代替 B．放电时，Na＋通过钠离子交换膜向M极移动 C．放电时，N极电极反应式为2CaFeO3＋2e－＋2Na＋===2CaFeO2.5＋Na2O D．充电时，每生成1 mol Na，有机电解质的整体质量减小23 g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 41 解析：电池工作时，Na电极失电子产生Na＋， 透过钠离子交换膜移向CaFeO3电极，则M电极为负 极，N电极为正极。因为电极为Na，会与Na2SO4溶 液中的H2O反应，A、B错误；充电时，每生成 1 mol Na，同时也会有0.5 mol O2－消耗，所以有机电解质的整体质量减小23 g＋0.5 mol×16 g·mol－1＝31 g，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 42 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 43 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 44 解析：充电时N2在阴极得电子被还原，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 45 6．一种向外输出电能的同时，又能使水土中重金属离子Cd2＋变成沉淀而被除去的电化学装置，其工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．锌棒为该装置的正极 B．电子从锌棒经水土移向碳棒 C．碳棒附近Cd2＋转化为Cd而被除去 D．标准状况下，每消耗11.2 L O2，理论上最多能除去1 mol Cd2＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 46 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 47 7．微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．b为正极 B．X膜为阴离子交换膜 C．该装置能实现从海水中得到淡水，同 时去除有机物并提供电能 D．负极反应式为CH3COO－＋7OH－－8e－ ===2CO2↑＋5H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 48 解析：该装置工作时为原电池，a极为负极，发生失电子的氧化反应，因为环境为弱酸性，电极反应式应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 51 解析：由图示可知放电时，储有氢气的碳纳米管中H2失电子发生氧化反应：H2－2e－＋2OH－===2H2O，放电过程中，碳纳米管的质量不断减少，A错误；正极上NiOOH得电子发生还原反应：NiOOH＋e－＋H2O=== Ni(OH)2＋OH－，放电时正极附近溶液的pH增大，B错误；充电时阳极应发生氧化反应，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 52 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 53 解析：因为该电池为燃料电池，通入燃料气的一极为负极，通入空气或氧气的一极为正极，故电极a为负极，电极b为正极，A错误；电子不能通过内电路，是O2－在电池内部通过，B错误；固体氧化物中无OH－，只有O2－，电极反应为H2＋O2－－2e－=== H2O，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 54 11．与锂离子电池相比，镁离子电池因能量密度高、价格低廉而得到广泛关注。一种Mg­PTO充电电池示意图如图。该电池分别以PTO(结构如标注框内所示)材料和Mg为电极，以Mg(CB11H12)2溶液为电解质溶液。下列说法错误的是(　　) A．Mg电极为该电池的负极 B．放电时，正极区存在反应：Mg＋ MgPTO===Mg2PTO C．GO膜能阻止PTO进入左极室 D．充电时，外电路转移0.02 mol电子，Mg电极质量增加0.24 g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 55 解析：结合Mg转化为Mg2＋可得，Mg电极为负极，PTO电极为正极，A正确；放电时，正极区存在反应：Mg2＋＋PTO＋ 2e－===MgPTO、Mg2＋＋MgPTO＋2e－=== Mg2PTO，B错误；由题图知，GO膜能允许Mg2＋进入右极室，阻止PTO进入左极室，C正确；充电时，Mg电极为阴极，电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg，外电路转移0.02 mol电子，Mg电极上生成0.01 mol Mg，质量增加0.24 g，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 56 12．中科院福建物构所制备了一种新型的铋基有机复合框架(Bi­ZMOF)，Zn­CO2电池用其作电极能大大提高放电效率，电池结构如图所示。 已知：双极膜能在直流电场的作用下，将膜复合层 间的H2O解离成H＋和OH－并移向两极。下列说法错误的 是(　　) A．锌片为负极 B．放电时，Bi­ZMOF电极上发生的反应：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH C．该电池工作时，锌片上每消耗6.5 g锌，双极膜内将解离0.4 mol H2O D．铋基有机复合框架在电池中主要起吸附CO2、催化CO2转化为HCOOH的作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 57 解析：该电池工作时，锌片上每消耗6.5 g (0.1 mol)锌，转移0.2 mol电子，双极膜内将解离0.2 mol H2O，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 58 二、非选择题 13．高铁电池是一种新型充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题： (1)高铁电池的负极材料是_____，放电时负极反应式为___________________ _________。 (2)放电时，正极发生______反应，正极反应式为________________________ ________________。放电时，____极附近溶液的碱性增强。 Zn 还原 正 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 59 14．(1)如图1为Al­Ag2O电池的原理结构示意图，这种电池可用作水下动力电源。该电池反应方程式为2Al＋3Ag2O＋2NaOH===2NaAlO2＋6Ag＋H2O，当电极上析出1.08 g Ag时，电路中转移的电子为_____ mol。 0.01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 60 (2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图2所示，其中作为电解质的无水LiCl­KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。 ①放电过程中，Li＋向_____(填“负极”或“正极”)移动。 ②负极反应式为_________________。 ③电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_____ g Pb。 正极 Ca－2e－===Ca2＋ 20.7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 61 (3)一氧化氮－空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图3所示，写出放电过程中负极的电极反应式：___________________________，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准状况下O2的体积为_____ L。 33.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 62 　　　　　　　　　　　　　 R 2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋4H＋＋2-,4)eq \a\vs4\al(2SO) Pb＋PbO2＋2H2SO4eq \o(,\s\up16(放电),\s\do16(充电))2PbSO4＋2H2O 电极反应式 放电 负极 ________________________ 正极 PbO2＋4H＋＋SOeq \o\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O 总反应 ________________________________________ 充电 阴极 ________________________ 阳极 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SOeq \o\al(2－,4) 总反应 ________________________________________ 充、放电总反应 ______________________________________ Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4 Pb＋PbO2＋4H＋＋2SOeq \o\al(2－,4)===2PbSO4＋2H2O PbSO4＋2e－===Pb＋SOeq \o\al(2-,4) (3)正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，氧气得到电子首先变为氧离子，即O2＋4e－===2O2－，根据电解质的不同，正极反应的书写分以下几种情况： ①在酸性溶液中，生成的氧离子与氢离子结合生成水，电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 ②在碱性溶液中，氧离子与水结合生成氢氧根离子，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 ③在熔融碳酸盐中，氧离子能与二氧化碳结合生成碳酸根离子，电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2COeq \o\al(2－,3)。 ④在固体氧化物中，熔融状态下能传导O2－，电极反应为O2＋4e－===2O2－。 3．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为2C2H6＋7O2＋8KOH===4K2CO3＋10H2O，下列有关此电池的推断正确的是(　　) A．负极反应为14H2O＋7O2＋28e－===28OH－ B．放电一段时间后，负极周围的碱性增强 C．每消耗1 mol C2H6，则电路中转移14 mol电子 D．放电过程中KOH的物质的量浓度不变 解析：负极上乙烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C2H6－14e－＋18OH－===2COeq \o\al(2－,3)＋12H2O，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，每消耗1 mol C2H6，则电路中转移14 mol电子，故A错误，C正确；放电过程中负极上氢氧根离子参加反应，导致其浓度降低，所以碱性减弱，故B错误；该反应中有水生成导致溶液体积增大，KOH参与反应导致其物质的量减少，所以KOH浓度降低，故D错误。 CH4＋2O2＋2OH－===COeq \o\al(2－,3)＋3H2O O2＋4H2O＋8e－===8OH－ CH4＋10OH－－8e－===COeq \o\al(2－,3)＋7H2O CH4＋2O2===CO2＋2H2O 2O2＋8H＋＋8e－===4H2O CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 2CH3OH＋3O2＋4OH－===2COeq \o\al(2－,3)＋6H2O 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－　 2CH3OH＋16OH－－12e－===2COeq \o\al(2－,3)＋12H2O 2．某电池以K2FeO4和锌为电极材料，氢氧化钾溶液为电解质溶液。下列说法不正确的是(　　) A．锌为电池的负极 B．正极反应式为2FeOeq \o\al(2－,4)＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度增大 D．电池工作时OH－向负极迁移 解析：由于电解质溶液为KOH溶液，故正极反应式中不应出现H＋。正确的正极反应式为FeOeq \o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，故B错误。 3.甲醇燃料电池结构示意图如图。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电极后与氧气反应，电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是(　　) A．右电极为电池正极，左电极为电池负极 B．负极电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ C．b处通入空气，a处通入甲醇 D．正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 4．内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是(　　) A．放电时，a极产物X中的CO2均由CO放电产生 B．b极上电极反应式为O2＋CO2＋4e－===COeq \o\al(2－,3) C．电池放电时，b极电极电势高于a极 D．电池隔膜为阳离子交换膜 解析： 综合上述分析可知，放电时，a极产物X中的CO2可由CO、H2放电产生，A错误；b极上的电极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2COeq \o\al(2－,3)，B错误；电池放电时，b极(正极)电势高于a极(负极)，C正确；由电极反应式可知，正极产生COeq \o\al(2－,3)，负极消耗COeq \o\al(2－,3)，则该电池隔膜允许COeq \o\al(2－,3)通过，为阴离子交换膜，D错误。 5．以氨气代替氢气来研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为4NH3＋3O2eq \o(,\s\up16(放电),\s\do16(充电))2N2＋6H2O。下列有关说法错误的是(　　) A．氨燃料电池在充电时，N2在阴极得电子被氧化 B．氨燃料电池在放电时，负极反应为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O C．以氨气代替氢气的主要原因是氨气易液化、易储存 D．燃料电池的能量转化率一般比普通的电池高 解析：由题图可知，锌棒为该装置的负极，A错误； 原电池中电子由负极经导线流向正极，电子不能经过溶 液，B错误；碳棒电极作正极，电极反应为O2＋2H2O＋ 4e－===4OH－，然后水体中的Cd2＋与OH－结合转化为Cd(OH)2沉淀而除去，C错误；标准状况下，每消耗11.2 L O2即eq \f(11.2 L,22.4 L·mol－1)＝0.5 mol，理论上可产生2 mol OH－，根据Cd2＋＋2OH－===Cd(OH)2↓可知最多能除去1 mol Cd2＋，D正确。 8．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．该装置将电能转变为化学能 B．利用该技术不可捕捉大气中的CO2 C．该装置工作时，正极上的电极反应式为 2CO2＋2e－===C2Oeq \o\al(2－,4) D．该装置工作时，理论上每生成1 mol Al2(C2O4)3，电路中通过3 mol电子 9．某储氢的碳纳米管二次电池的工作原理如图，该 电池的电解质溶液为6 mol·L－1的KOH溶液。下列说法 正确的是(　　) A．放电过程中，碳纳米管的质量一直保持恒重 B．放电时正极附近溶液的pH减小 C．充电时阳极反应为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ D．该二次电池的工作原理为H2＋2NiOOHeq \o(,\s\up16(放电),\s\do16(充电))2Ni(OH)2 10．固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物为 电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)通 过，工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的说 法正确的是(　　) A．电极b为电池负极，电极反应为O2＋4e－===2O2－ B．固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过 C．若用H2作燃料气，接触面上发生的反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O D．若用CH2===CH2作燃料气，接触面上发生的反应为CH2===CH2＋6O2－－ 12e－===2CO2＋2H2O Zn＋2OH－－2e－=== Zn(OH)2 FeOeq \o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=== Fe(OH)3＋5OH－ NO＋2H2O－3e－===NOeq \o\al(－,3)＋4H＋ $$铜锌硫酸原电池。主要实验用品有稀硫酸溶液。电流表。烧杯。铜片、锌片等。向烧杯中加入稀硫酸溶液。溶液体积约占烧杯体积的3分之1左右。将芯片插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中，我们看到芯片上有气泡产生。再在烧杯里平行插入一块铜片，铜片上没有任何现象发生，这是什么原因？这是由于锌的金属活动性比氢强，铜的金属活动性比氢弱，所以硫酸中的氢可以被锌置换，而不能被铜置换。用导线将芯片与电流表的负极相连。铜片与电流表的正极相连。电流表上的指针发生偏转，说明有电流通过。这就是铜锌硫酸原电池装置。锌比铜活泼，用作原电池的负极，在反应中失去电子形成锌离子进入溶液，发生的是氧化反应。铜作为正极，电子经导线流入正极，稀硫酸溶液中的氢离子在正极得到电子而生成氢气，发生的是还原反应。这个实验的总反应方程式为。我们再来重点观察一下烧杯中锌片和铜片上的现象。用导线连接后，芯片逐渐溶解，铜片上产生较多气泡。电流表上的现象，电流表上的指针发生偏转。由于发生氧化还原反应而产生电流，这就是将化学能转化为电能的装置。原电池这个实验里我们应该注意以下几点，一、实验中使用的铜片的面积最好要大一点，便于学生观察。2、使用的芯片越纯越好，这样可以减少芯片上的气泡。3、电流表应选择好量程，使指针能有较大的偏转。