4.1 化学反应与电能 原电池 讲义- 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

化学反应原理 第十讲 原电池（讲义） 学习要点： 考点01 原电池的基本概念 考点02 电池的分类 考点03 难点突破：如何判断原电池的负极 考点04 电极反应式的书写规则 考点05 电极反应式的书写专项练习 考点06 【拓展】新型化学电源 考点01 原电池的基本概念 1．原电池的构成条件 (1)定义：把 转化为 的装置。 (2)构成条件： ① （例：氢氧燃料电池中使用两个Pt电极）② 或 ③形成 ④ 注： 2．实验探究 电池名称 单液电池 双液电池(盐桥电池) 实验装置 实验现象 电流表变化 电极变化 微观探析 锌片的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液，电极质量 ； 电子通过 传递到铜片上形成电流，电流表指针偏转； 中的Cu2＋在铜片获得电子变成Cu沉积在铜片上，质量 。 化学用语 电极反应式 Zn片（ 极）： ( 反应) Cu片（ 极）： ( 反应) 电池总反应 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 能量转换 能转化为 能 3．原电池工作原理示意图 易错提示： (1) 原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是两个电极 ，也可以是 。 (2) “电子不下水，离子不上岸”， 。 (3) 什么是盐桥？ 。 (4) 盐桥有什么作用？ ①盐桥中的阴、阳离子定向迁移， ，形成原电池； ②避免 ，有利于最大限度地将化学能转化为电能。 【例1】锌铜原电池如右图所示，回答问题。 正极： 负极： 总反应： 该原电池正极为 ，负极为 电子从 电极经 流向 电极 H+向 电极移动 向 电极移动 【例2】下列装置是否可以构成原电池？ 【例3】 考点02：电池的分类 一、化学电源的分类 化学电源常分为以下三类： ①一次电池：也叫做 ，放电后不可再充电的电池。 例：锌锰干电池、锌银纽扣电池 ②二次电池：又称 或 ，放电后可以再充电而反复使用的电池。 例：铅酸蓄电池、锂电池 ③燃料电池：一种连续地将 和 的化学能直接转化为电能的化学电源。 例：氢氧燃料电池、甲醇燃料电池 二、例子 （1）一次电池 酸性锌锰干电池 ① 为负极， 为正极 电解质： ②写出负极电极反应方程式 负极反应式： 正极反应式： 总反应式： 碱性锌锰电池 ① 为负极， 为正极 电解质： 。 ②工作原理 负极反应式： 正极反应式： 总反应式： 注： 比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均有所提高，是普通锌锰干电池的升级换代产品。 锌银纽扣电池 ① 为负极， 为正极 电解质： 。 ②工作原理 负极： 正极： 总反应： （2）二次电池 铅酸蓄电池 ① 为负极， 为正极 电解质： 。 ②写出负极和正极反应方程式 负极： 正极： 总反应： ③放电过程中，负极质量 （填“增大”或“减小”，下同），H2SO4溶液的浓度 。 放电时，当外电路上有2 mol 通过时，溶液中消耗H2SO4 mol。 (3)充电反应原理(电解池原理) ①阴极(还原反应)反应式是 ； ②阳极(氧化反应)反应式是 。 ③充电一段时间电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 充电时，铅蓄电池正极与直流电源 相连，铅蓄电池负极与直流电源 相连。 锂电池 负极： 正极： 总反应： 注：C6和Li1-xCoO2可看作载体，负极反应可理解为 xLi－x===xLi＋ 正极反应可理解为 xLi＋＋x===xLi （3）燃料电池 ① 为负极， 为正极 注意：与 接触的电极为负极， 与 接触的电极为正极。 ②已知总反应为2H2+O2=2H2O。请写出酸性、中性、碱性条件下的负极和正极的电极反应方程式。 介质 电池反应2H2+O2=2H2O 酸性 负极H2 正极O2 中性 中性 负极H2 正极O2 碱性 负极H2 正极O2 注意：溶液中不存在O2-；酸性条件下不出现OH−；碱性条件下不出现H+。 难点突破：燃料电池的负极反应式的书写 考点03 难点突破：如何判断原电池的负极 1. 金属活泼性 一般情况下，若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性： 。 【例4】判断下列电池的负极是什么。 2.电子/离子的移动方向（看图说话） 电子 的一极为负极， 离子移向的一极为负极。 【例5】判断下列电池的负极。 该原电池负极为 ，正极为 ， 向 电极移动 正极： 负极： 总反应： 3.氧化还原反应（看方程式说话） 发生 反应的一极为负极，化合价 的一极为负极。 【例6】 【例7】 上述电池负极为 ，正极为 注意：1. ；2. 考点04 电极反应式的书写规则 负极反应式：还原剂-n e−=氧化产物 1.一般优先考虑电极本身失电子： 例如： （负极溶解，质量减小） 2.若电极不反应，从 中找 。 3.需考虑氧化产物能否继续反应！若氧化产物能与电解质溶液中的物质继续反应，则一并写入电极方程式。 4.检查，电荷守恒，根据条件平衡电荷（一般为 ）。 【例8】写出下述原电池的负极反应方程式。 ① ③ ② ④ 正极反应：氧化剂＋n e−=还原产物 1.一般优先考虑电极本身得电子。 2.若电极不反应，从 中找 。 气体放出 或 质量增大 或 （水中没有O2-） 3.需考虑还原产物能否继续反应！若氧化产物能与电解质溶液中的物质继续反应，则一并写入电极方程式。 4.检查，电荷守恒，根据条件平衡电荷（一般为 ）。 【例9】写出下述电池的正极反应方程式。 ① ③ ② ④ 考点05 电极反应式的书写专项练习 1.酸性锌锰干电池 总反应：Zn+2NH4Cl＋2MnO2===[Zn(NH3)2]Cl2 负极反应式： 正极反应式： 2.碱性锌锰干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 负极反应式： 正极反应式： 3.纽扣式锌银电池 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 负极反应式： 正极反应式： 4.锂电池 Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。 该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。 总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S 负极反应式： 正极反应式： 5.锂电池 总反应：LixC6 ＋Li1-xCoO2 LiCoO2＋C6 负极反应式： 正极反应式： 注：C6和Li1-xCoO2可看作载体，负极反应可理解为 xLi－xe－===xLi＋ 正极反应可理解为 xLi＋＋xe－===xLi 6.铅蓄电池 总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 负极反应式： 正极反应式： 7.镍镉电池 总反应为：Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2 负极反应式： 正极反应式： 8.镍氢电池 总反应为：LaNi5H6+6NiO(OH)LaNi5+6Ni(OH)2 负极反应式： 正极反应式： 9.高铁电池 总反应为：2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH 负极反应式： 正极反应式： 10.铁镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液) 总反应为：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 负极反应式： 正极反应式： 11.LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质) 总反应为：FePO4＋LiLiFePO4 负极反应式： 正极反应式： 12.氢氧燃料电池 总反应为：2H2+O2=2H2O (1)电解质是KOH溶液(碱性电解质) 负极反应式： 正极反应式： (2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质) 负极反应式： 正极反应式： (3)电解质是NaCl溶液(中性电解质) 负极反应式： 正极反应式： 13.甲烷燃料电池(铂为两极，正极通入O2和CO2，负极通入甲烷（CH4），电解液有三种) (1)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3) 负极反应式： 正极反应式： 总反应： (2)酸性电解质(电解质溶液为H2SO4溶液) 负极反应式： 正极反应式： 总反应： (3)碱性电解质(电解质溶液为KOH溶液) 负极反应式： 正极反应式： 总反应： 14.甲醇燃料电池(铂为两极，正极通入O2，负极加入甲醇（CH3OH）) (1)碱性电解质(电解质溶液为KOH溶液) 负极反应式： 正极反应式： 总反应： (2)酸性电解质(电解质溶液为H2SO4溶液) 负极反应式： 正极反应式： 总反应： 15.CO燃料电池(铂为两极，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气) (1)熔融盐(电解质为Li2CO3和Na2CO3的熔融盐) 负极反应式： 正极反应式： 总反应： (2)碱性电解质(电解质溶液为KOH溶液) 负极反应式： 正极反应式： 总反应： (3)酸性电解质(电解质溶液为H2SO4溶液) 负极反应式： 正极反应式： 总反应： 16. CH3CH2OH、酸性高锰酸钾电池（铂为两极，电解质H2SO4溶液） 负极反应式： 正极反应式： 总反应： 17. Fe的析氢腐蚀（酸性环境） 负极： 正极： 总反应： 18. Fe的吸氧腐蚀（弱酸性或中性） 电化学反应 负极(弱酸性)： 正极(弱酸性)： 总反应(弱酸性)： 负极(中性)： 正极(中性)： 总反应(中性)： 化学反应 Fe(OH)2被空气氧化： Fe(OH)3形成铁锈（Fe2O3·xH2O）： 19. 氯碱工业 阳极： 阴极： 总反应： 20. 电解精炼(粗铜含有Zn、Fe、Ni、Ag等杂质) 阳极（粗铜）： 阴极（纯铜）： 总反应： （主反应） 21. 镀件镀银（电解质AgNO3溶液） 阳极： 阴极（镀件）： 总反应： 22.电解CuCl2溶液 阳极： 阴极： 总反应： 电解质溶液复原，需要加CuCl2 23.电解HCl溶液 阳极： 阴极： 总反应： 电解质溶液复原，需要加 24.电解H2SO4溶液 阳极： 阴极： 总反应： 电解质溶液复原，需要加 25.电解NaOH溶液 阳极： 阴极： 总反应： 电解质溶液复原，需要加 26.电解Na2SO4溶液 阳极： 阴极： 总反应： 电解质溶液复原，需要加 27.电解CuSO4溶液 阳极： 阴极： 总反应： 电解质溶液复原，需要加 或 作业 1．(2024-2025高二上·浙江省慈溪中学、富阳中学等多校·期中)化学电源在生活中有广泛的应用，各种电池的示意图如图，下列有关说法正确的是 A．甲：电流由锌片经导线流向铜片 B．乙：负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．丙：锌筒作负极，发生还原反应，使用一段时间锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱，导电能力减弱 2．(2024-2025高二上·浙江省七彩阳光新高考研究联盟·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．甲中H+移向铜电极 B．乙中正极反应式为：Ag2O+2H++2e—=2Ag+H2O C．丙中锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱 3．(2024-2025高二上·浙江省六校联盟·期中) Na2O2是强氧化剂，也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是：2Na+O2=Na2O2，装置如图，其中电解液为NaPF6，可传导Na+。电池放电时，下列说法不正确的是 A．A电极为负极，发生氧化反应 B．向电极移动 C．外电路电流方向为 D．当转移电子时，消耗(标准状况)O2 4．(2024-2025高二上·浙江省台金七校联盟·期中)微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极 B．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 C．每生成2.8gN2，左右两侧溶液质量变化差7.2g D．理论上，图1中每生成1molCO2，图2中生成N2的体积是8.96L 5．(2024-2025高二上·浙江省衢州五校联盟·期中)钠离子电池具有原材料丰富、成本低廉及安全环保等突出优点。某钠离子电池结构如图正确的是 A．充电时，电极B应与外接直流电源的正极相连 B．充电时，外电路中每转移0.1mol电子，理论上硬碳的质量增加2.3g C．放电时，电子由电极B经导线流向电极A，再经电解质流回电极B D．放电时，正极电极反应式为 6．(2024-2025高二上·浙江省温州市十校联合体·期中)近年来钠离子电池备受关注。利用钠离子在电极间“脱嵌”实现充放电的原理如图所示，电池工作时总反应为，下列说法正确的是 A．若用该电池进行铜的电解精炼，粗铜应与硬碳极相连 B．充电时，电子由电源负极经硬碳、电解液、NaMnO2流向电源正极 C．放电时，当电路中转移电子时，正极质量减少 D．放电时，正极反应为Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2 【拓展】考点06 新型化学电源 类型一：电极反应和普通氧化还原反应串联 类型二：浓差电池 类型三：全氢电池 类型四：太阳能转化电池 第 1 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 类型五：液流储能电池 类型六：金属二次电池 第 19 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学反应原理 第十讲 原电池（答案） 学习要点： 考点01 原电池的基本概念 考点02 电池的分类 考点03 难点突破：如何判断原电池的负极 考点04 电极反应式的书写规则 考点05 电极反应式的书写专项练习 考点06 【拓展】新型化学电源 考点01 原电池的基本概念 1．原电池的构成条件 (1)定义：把化学能转化为电能的装置。 (2)构成条件： ①两个电极（例：氢氧燃料电池中使用两个Pt电极）②电解质溶液或熔融电解质 ③形成闭合回路④放热反应 注：导线连接两电极直接接触 2．实验探究 电池名称 单液电池 双液电池(盐桥电池) 实验装置 实验现象 电流表变化 指针偏转 电极变化 锌片逐渐溶解，铜片质量增加 微观探析 锌片的Zn失去电子形成Zn2＋进入溶液，电极质量减轻； 电子通过导线传递到铜片上形成电流，电流表指针偏转； 溶液中的Cu2＋在铜片获得电子变成Cu沉积在铜片上，质量增加。 化学用语 电极反应式 Zn片（负极）：Zn - 2eˉ = Zn2+(氧化反应) Cu片（正极）：Cu2+ + 2eˉ = Cu(还原反应) 电池总反应 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 能量转换 化学能转化为电能 3．原电池工作原理示意图 易错提示： (1) 原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是两个电极导线连接，也可以是两电极相接触。 (2) “电子不下水，离子不上岸”，电子只能走导线，离子只能走溶液。 (3) 什么是盐桥？装有含KCl饱和溶液的琼胶，胶体不移动，离子可在其中自由移动。 (4) 盐桥有什么作用？ ①盐桥中的阴、阳离子定向迁移，构成闭合回路，形成原电池； ②避免电极与电解质溶液直接反应，有利于最大限度地将化学能转化为电能。 【例1】锌铜原电池如右图所示，回答问题。 正极：2+2=↑ 负极：Zn-2= 总反应：Zn+2=↑ 该原电池正极为 Cu ，负极为 Zn 电子从 Zn 电极经 导线 流向 Cu 电极 H+向 Cu 电极移动 向 Zn 电极移动 【例2】下列装置是否可以构成原电池？ ③ ⑤ 【例3】 答案：C 考点02：电池的分类 一、化学电源的分类 化学电源常分为以下三类： ①一次电池：也叫做 干电池 ，放电后不可再充电的电池。 例：锌锰干电池、锌银纽扣电池 ②二次电池：又称 可充电电池 或 蓄电池 ，放电后可以再充电而反复使用的电池。 例：铅酸蓄电池、锂电池 ③燃料电池：一种连续地将 燃料 和 氧化剂 的化学能直接转化为电能的化学电源。 例：氢氧燃料电池、甲醇燃料电池 二、例子 （1）一次电池 酸性锌锰干电池 ① 锌筒 为负极， 石墨棒 为正极 电解质：NH4Cl ②写出负极电极反应方程式 负极反应式：Zn+2NH3－2e－===[Zn(NH3)2 正极反应式：MnO2＋＋e－===MnO(OH)＋NH3 总反应式：Zn+2＋2MnO2===[Zn(NH3)2 碱性锌锰电池 ① Zn 为负极， 石墨棒 为正极 电解质：KOH。 ②工作原理 负极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2； 正极反应式：MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－； 总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 注：碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均有所提高，是普通锌锰干电池的升级换代产品。 锌银纽扣电池 ① Zn 为负极， Ag2O 为正极 电解质：KOH。 ②工作原理 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag （2）二次电池 铅酸蓄电池 ① Pb 为负极， PbO2 为正极 电解质： H2SO4 ②写出负极和正极反应方程式 负极：Pb－2e－＋===PbSO4 正极：PbO2＋2e－＋＋4===PbSO4＋2H2O 总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O ③放电过程中，负极质量 增大 （填“增大”或“减小”，下同），H2SO4溶液的浓度 减小 。 放电时，当外电路上有2 mol 通过时，溶液中消耗H2SO4 2 mol。 (3)充电反应原理(电解池原理) ①阴极(还原反应)反应式是PbSO42===Pb＋； ②阳极(氧化反应)反应式是PbSO4＋2H2O2===PbO2＋＋4。 ③充电一段时间电解质溶液的pH 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)。 充电时，铅蓄电池正极与直流电源 正极 相连，铅蓄电池负极与直流电源 负极 相连。 锂电池 负极：LixC6－x=== xLi＋＋C6 正极：Li1-xCoO2＋xLi＋＋x===LiCoO2 总反应：LixC6 ＋Li1-xCoO2 LiCoO2＋C6 注：C6和Li1-xCoO2可看作载体，负极反应可理解为 xLi－x===xLi＋ 正极反应可理解为 xLi＋＋x===xLi （3）燃料电池 ① a电极 为负极， b电极 为正极 注意：与 燃料 接触的电极为负极， 与 O2 接触的电极为正极。 ②已知总反应为2H2+O2=2H2O。请写出酸性、中性、碱性条件下的负极和正极的电极反应方程式。 介质 电池反应2H2+O2=2H2O 酸性 负极H2 H2－2e－===2 正极O2 O2＋4e－＋4===2H2O 中性 中性 负极H2 H2－2e－===2 正极O2 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 碱性 负极H2 H2－2e－＋2OH－===2H2O 正极O2 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 注意：溶液中不存在O2-；酸性条件下不出现OH−；碱性条件下不出现H+。 难点突破：燃料电池的负极反应式的书写 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8 CH4－8e－＋10OH－===7H2O CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6 CH3OH－6e－＋8OH－===＋6H2O 考点03 难点突破：如何判断原电池的负极 1. 金属活泼性 一般情况下，若两种金属A、B与电解质溶液构成原电池，若金属A作负极，则金属活动性： A>B 。 【例4】判断下列电池的负极是什么。负极 负极 负极 负极 2.电子/离子的移动方向（看图说话） 电子 流出 的一极为负极， 阴 离子移向的一极为负极。 【例5】判断下列电池的负极。 该原电池负极为 Pt ，正极为 C ， 向 Pt 电极移动 正极：+5+8=+ 4H2O 负极：-= 总反应：5++8=5++4H2O 3.氧化还原反应（看方程式说话） 发生 氧化 反应的一极为负极，化合价 升高 的一极为负极。 【例6】 答案：C 【例7】 答案：B 上述电池负极为 Li ，正极为 Pt/C 注意：1.可以导电的材料才可以用作电极；2.电极不一定参与反应。 考点04 电极反应式的书写规则 负极反应式：还原剂-n e−=氧化产物 1.一般优先考虑电极本身失电子： 例如：Zn-2=（负极溶解，质量减小） 2.若电极不反应，从 溶液或空气 中找 还原剂 。 3.需考虑氧化产物能否继续反应！若氧化产物能与电解质溶液中的物质继续反应，则一并写入电极方程式。 4.检查，电荷守恒，根据条件平衡电荷（一般为, , H2O）。 【例8】写出下述原电池的负极反应方程式。 ①Al-3= ③Mg-2= ②Cu-2= ④Al-3+4=[Al(OH) 正极反应：氧化剂＋n e−=还原产物 1.一般优先考虑电极本身得电子。 2.若电极不反应，从 溶液或空气 中找 氧化剂 。 2+2=↑ 气体放出 或 +2=Cu 质量增大 或 O2+4→H2O/ （水中没有O2-） 3.需考虑还原产物能否继续反应！若氧化产物能与电解质溶液中的物质继续反应，则一并写入电极方程式。 4.检查，电荷守恒，根据条件平衡电荷（一般为, , H2O）。 【例9】写出下述电池的正极反应方程式。 ①2+2=↑ ③2+2=↑ ②++2= +H2O ④2H2O+2=↑+ 考点05 电极反应式的书写专项练习 1.酸性锌锰干电池 总反应：Zn+2NH4Cl＋2MnO2===[Zn(NH3)2]Cl2 负极反应式：Zn+2NH3－2e－===[Zn(NH3)2 正极反应式：MnO2＋＋e－===MnO(OH)＋NH3 2.碱性锌锰干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 正极：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ 3.纽扣式锌银电池 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－ 4.锂电池 Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。 该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2。 总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S 负极：Li－e－===Li＋ 正极：3SOCl2＋8e－===＋2S＋6Cl－ 5.锂电池 总反应：LixC6 ＋Li1-xCoO2 LiCoO2＋C6 负极：LixC6－xe－=== xLi＋＋C6 正极：Li1-xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2 注：C6和Li1-xCoO2可看作载体，负极反应可理解为 xLi－xe－===xLi＋ 正极反应可理解为 xLi＋＋xe－===xLi 6.铅蓄电池 总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 负极：Pb－2e－＋===PbSO4 正极：PbO2＋2e－＋＋4===PbSO4＋2H2O 7.镍镉电池 总反应为：Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2 负极：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2 正极：NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－ 8.镍氢电池 总反应为：LaNi5H6+6NiO(OH)LaNi5+6Ni(OH)2 负极：LaNi5H6－6e－＋6OH－===LaNi5＋6H2O 正极：NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－ 9.高铁电池 总反应为：2K2FeO4+3Zn+8H2O2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4KOH 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 正极：＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 10.铁镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液) 总反应为：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2 负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 11.LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质) 总反应为：FePO4＋LiLiFePO4 负极：Li－e－===Li＋ 正极：FePO4＋e－＋Li＋===LiFePO4 12.氢氧燃料电池 总反应为：2H2+O2=2H2O (1)电解质是KOH溶液(碱性电解质) 负极：H2－2e－＋2OH－===2H2O 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质) 负极：H2－2e－===2 正极：O2＋4e－＋4===2H2O (3)电解质是NaCl溶液(中性电解质) 负极：H2－2e－===2 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 13.甲烷燃料电池(铂为两极，正极通入O2和CO2，负极通入甲烷（CH4），电解液有三种) (1)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3) 负极：CH4－8e－＋4===5CO2＋2H2O 正极：O2＋4e－＋2CO2===2 总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O (2)酸性电解质(电解质溶液为H2SO4溶液) 负极：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8 正极：O2＋4e－＋4===2H2O 总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O (3)碱性电解质(电解质溶液为KOH溶液) 负极：CH4－8e－＋10OH－===7H2O 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应：CH4＋2O2＋2OH－===H2O 14.甲醇燃料电池(铂为两极，正极通入O2，负极加入甲醇（CH3OH）) (1)碱性电解质(电解质溶液为KOH溶液) 负极：CH3OH－6e－＋8OH－===＋6H2O 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===＋6H2O (2)酸性电解质(电解质溶液为H2SO4溶液) 负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6 正极：O2＋4e－＋4===2H2O 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 15.CO燃料电池(铂为两极，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气) (1)熔融盐(电解质为Li2CO3和Na2CO3的熔融盐) 负极：CO－2e－＋===2CO2 正极：O2＋4e－＋2CO2===2 总反应：2CO＋O2===2CO2 (2)碱性电解质(电解质溶液为KOH溶液) 负极：CO－2e－＋4OH－===＋2H2O 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 总反应：2CO＋O2＋4OH－===2＋2H2O (3)酸性电解质(电解质溶液为H2SO4溶液) 负极：CO－2e－＋H2O ===CO2＋2 正极：O2＋4e－＋4===2H2O 总反应：2CO＋O2===2CO2 16. CH3CH2OH、酸性高锰酸钾电池（铂为两极，电解质H2SO4溶液） 负极：－4 === +4 阴极：+5+8=== + 4 总反应：5+4+12=== 5+4+11 17. Fe的析氢腐蚀（酸性环境） 负极：Fe－2e－=== Fe2＋ 正极：2H＋＋2e－=== H2↑ 总反应：Fe＋2H＋=== Fe2＋＋H2↑ 18. Fe的吸氧腐蚀（弱酸性或中性） 电化学反应 负极(弱酸性)：Fe－2e－ === Fe2＋ 正极(弱酸性)：O2＋4e－＋4H＋ === 2H2O 总反应(弱酸性)：2Fe＋O2＋4H＋ === 2Fe2＋＋2H2O 负极(中性)：Fe－2e－ === Fe2＋ 正极(中性)：O2＋4e－＋2H2O === 4OH－ 总反应(中性)：2Fe＋O2＋2H2O === 2Fe(OH)2 化学反应 Fe(OH)2被空气氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 Fe(OH)3形成铁锈（Fe2O3·xH2O）：2Fe(OH)3 === Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O 19. 氯碱工业 阳极：－2=== Cl 2 ↑ 阴极：2H2O+2=== H 2 ↑ + 2 总反应：2+2H2O Cl 2 ↑+ H 2 ↑ + 2 20. 电解精炼(粗铜含有Zn、Fe、Ni、Ag等杂质) 阳极（粗铜）：Zn－2=== Fe－2=== Ni－2=== Cu－2=== 阴极（纯铜）：＋2e－=== Cu 总反应：Cu（阳极） Cu（阴极）（主反应） 21. 镀件镀银（电解质AgNO3溶液） 阳极：Ag－e－=== Ag＋ 阴极（镀件）：Ag＋＋e－=== Ag 总反应：Ag（阳极）Ag（阴极） 22.电解CuCl2溶液 阳极：－2=== Cl 2 ↑ 阴极：＋2e－=== Cu 总反应：＋ Cu＋Cl 2 ↑ 电解质溶液复原，需要加CuCl2 23.电解HCl溶液 阳极：－2=== Cl 2 ↑ 阴极：2＋2e－=== H 2 ↑ 总反应：2＋ H 2 ↑＋Cl 2 ↑ 电解质溶液复原，需要加HCl 24.电解H2SO4溶液 阳极：2H2O－4=== O 2 ↑＋4 阴极：2＋2e－=== H 2 ↑ 总反应：2H2O 2 H 2 ↑＋O 2 ↑ 电解质溶液复原，需要加H2O 25.电解NaOH溶液 阳极：4－4=== O 2 ↑＋2H2O 阴极：2H2O＋2e－=== H 2 ↑＋2 总反应：2H2O 2 H 2 ↑＋O 2 ↑ 电解质溶液复原，需要加H2O 26.电解Na2SO4溶液 阳极：2H2O－4=== O 2 ↑＋4 阴极：2H2O＋2e－=== H 2 ↑＋2 总反应：2H2O 2 H 2 ↑＋O 2 ↑ 电解质溶液复原，需要加H2O 27.电解CuSO4溶液 阳极：2H2O－4=== O 2 ↑＋4 阴极：＋2e－=== Cu 总反应：2＋2H2O 2Cu＋O 2 ↑＋4 电解质溶液复原，需要加CuO或CuCO3 作业 1．(2024-2025高二上·浙江省慈溪中学、富阳中学等多校·期中)化学电源在生活中有广泛的应用，各种电池的示意图如图，下列有关说法正确的是 A．甲：电流由锌片经导线流向铜片 B．乙：负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．丙：锌筒作负极，发生还原反应，使用一段时间锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱，导电能力减弱 【答案】D 【解析】A．该装置中Zn易失电子作负极、Cu作正极，则放电时电流由正极铜锌片经导线流向负极即锌片，A错误；B．该装置中Zn易失电子作负极，负极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，Ag2O作正极，正极上Ag2O得电子和水反应生成Ag和OH-，B错误；C．该装置中Zn作负极、二氧化锰作正极，负极上Zn失电子发生氧化反应生成锌离子，使用一段时间锌筒会变薄，C错误；D．溶液导电能力与离子浓度成正比，根据以上分析知，电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O，消耗硫酸且生成水，使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱，同时导致溶液中离子浓度减小，所以溶液导电能力下降，D正确；故选D。 2．(2024-2025高二上·浙江省七彩阳光新高考研究联盟·期中)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．甲中H+移向铜电极 B．乙中正极反应式为：Ag2O+2H++2e—=2Ag+H2O C．丙中锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁使用一段时间后电解质溶液的酸性减弱 【答案】B 【解析】A．由图可知，甲为铜锌原电池，锌为原电池的负极，铜为原电池的正极，溶液中氢离子移向正极铜，故A正确；B．由图可知，乙为纽扣式银锌原电池，锌为原电池的负极，氧化银为原电池的正极，水分子作用下，氧化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—，故B错误；C．由图可知，丙为锌锰干电池，锌筒作负极，放电时，锌发生氧化反应被消耗，所以锌筒会变薄，故C正确；D．由图可知，丁为铅蓄电池，电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，反应中硫酸被消耗，溶液中离子浓度减小，电解质溶液的酸性减弱，故D正确；故选B。 3．(2024-2025高二上·浙江省六校联盟·期中) Na2O2是强氧化剂，也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是：2Na+O2=Na2O2，装置如图，其中电解液为NaPF6，可传导Na+。电池放电时，下列说法不正确的是 A．A电极为负极，发生氧化反应 B．向电极移动 C．外电路电流方向为 D．当转移电子时，消耗(标准状况)O2 【答案】D 【解析】由反应2Na+O2=Na2O2可知，反应中Na元素化合价升高，被氧化，O元素化合价降低，被还原，则Na为负极，石墨烯、空气为正极。A．由分析可知，钠被氧化，A电极为负极，发生氧化反应，故A正确；B．b为正极，原电池工作时，阳离子向正极移动，故B正确；C．由分析可知，A电极为负极，B电极为正极，外电路电流方向为，故C正确；D．B极为正极，过氧化钠中氧显-1价，电极反应式为O2+2Na++2e-=Na2O2，当转移电子时，消耗0.1molO2，标准状况下的体积为2.24L，故D错误；故选D。 4．(2024-2025高二上·浙江省台金七校联盟·期中)微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图1所示，并利用此电池为电源模拟电化学降解，其原理如图2所示。下列说法正确的是 A．电池工作时，电流由A极经电解质溶液流向B极 B．电解过程中，阴极区溶液的pH不变 C．每生成2.8gN2，左右两侧溶液质量变化差7.2g D．理论上，图1中每生成1molCO2，图2中生成N2的体积是8.96L 【答案】C 【解析】如图I微生物燃料电池中微生物作用下葡萄糖氧化生成二氧化碳，发生氧化反应，为负极，氧气得电子，发生还原反应，为正极。A．由于通氧气的一极是原电池的正极，微生物一端为原电池的负极，电池工作时电流从正极经过外电路电子流向负极，负极经过电解质溶液流向正极，即电流由B极经电解质溶液流向A极，A错误；B．电解时阴极区发生反应为：2NO3-+10e-＋12H+=6H2O+N2↑，每转移10mol电子时，左侧10mol氢离子移向右侧，因此阴极区氢离子浓度减少，pH升高，B错误；C．每生成2.8gN2，即0.1molN2，转移1mol电子，有1mol氢离子通过质子交换膜从左边到右边，右边减小2.8g-1g=1.8g，左边阳极发生反应为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，左边减少0.5mol水，质量为9g，有左右两侧溶液质量变化差9g-1.8g=7.2g，C正确；D．未告知状态，不能通过物质的量确定气体体积，D错误；故选C。 5．(2024-2025高二上·浙江省衢州五校联盟·期中)钠离子电池具有原材料丰富、成本低廉及安全环保等突出优点。某钠离子电池结构如图正确的是 A．充电时，电极B应与外接直流电源的正极相连 B．充电时，外电路中每转移0.1mol电子，理论上硬碳的质量增加2.3g C．放电时，电子由电极B经导线流向电极A，再经电解质流回电极B D．放电时，正极电极反应式为 【答案】B 【解析】根据图示可知，充电时Na+向B电极移动，因此B电极为阴极，A电极为阳极；放电时，Na+向A极移动，故A极为正极，B极为负极。A．充电时，电极B为阴极，应与外接直流电源的负极相连，A错误；B．充电时Na+向B电极移动，外电路中每转移0.1mol电子，就有0.1molNa+嵌入，理论上硬碳的质量增加2.3g，B正确；C．电子不能通过溶液，C错误；D．放电时，正极得电子，电极反应式为，D错误；故选B。 6．(2024-2025高二上·浙江省温州市十校联合体·期中)近年来钠离子电池备受关注。利用钠离子在电极间“脱嵌”实现充放电的原理如图所示，电池工作时总反应为，下列说法正确的是 A．若用该电池进行铜的电解精炼，粗铜应与硬碳极相连 B．充电时，电子由电源负极经硬碳、电解液、NaMnO2流向电源正极 C．放电时，当电路中转移电子时，正极质量减少 D．放电时，正极反应为Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2 【答案】D 【解析】根据装置图中Na+移动方向可知，放电时，硬碳作负极，NaMnO2作正极；充电时，硬碳作阴极，NaMnO2作阳极。A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，若用该电池进行铜的电解精炼，则粗铜应与NaMnO2电极相连，A错误；B．充电时，该装置为电解池，电子不经过电解液，电解液通过阴、阳离子的定向移动导电，B错误；C．根据电池总反应可知，放电时，正极反应式为：Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2，则电路中转移1mol电子时，有1molNa+嵌入正极，正极质量增加23g，C错误；D．放电时，该装置为原电池，正极上Na1-xMnO2被还原生成NaMnO2，可传导离子为Na+，则正极反应为：Na1-xMnO2+xNa++xe-=NaMnO2，D正确；故选D。 【拓展】考点06 新型化学电源 类型一：电极反应和普通氧化还原反应串联 答案：B 答案：B 类型二：浓差电池 答案：D 类型三：全氢电池 答案：C 类型四：太阳能转化电池 答案：C 答案：B 第 1 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 类型五：液流储能电池 答案：A 答案：D 第 18 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 类型六：金属二次电池 答案：A 第 19 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $