第六章 第一节 第3课时 化学电源-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（人教版 多选）

本高中化学讲义聚焦“化学电源”核心知识点，系统梳理一次电池（锌锰干电池构造与工作原理）、二次电池（铅酸蓄电池充放电特点）、燃料电池（氢氧燃料电池电极反应）的分类及特点，并衔接电极反应式书写方法，构建“原电池原理-具体电池实例-电极反应式书写”的学习支架。 该资料以核心素养为导向，通过“提示”引导学生基于电池总反应推导电极反应式，培养证据推理与模型认知能力。设置不同介质中氢氧燃料电池电极反应对比等例题，结合科学思维方法，课中辅助教师讲解书写技巧，课后帮助学生通过实例分析巩固知识，查漏补缺。

第3课时　化学电源 素养目标 1．知道一次电池、二次电池、燃料电池等化学电源的特点，结合原电池工作原理构建解答各类电池的思维模型。 2．能正确书写简单电池的电极反应式，培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 [对应学生用书P56] 知识点一　化学电源 1．一次电池——锌锰干电池 构造示 意图 工作原理 负极 __锌筒__ 锌被氧化，逐渐消耗 电解质 氯化铵 — 正极 __石墨棒__ __二氧化锰__被还原 特点 放电后__不能__充电 便于携带，价格低 2．二次电池 3．发展中的燃料电池 1．铅酸蓄电池常用作汽车电源，其结构如图所示。放电时其电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。 (1)负极材料是________，正极材料是________，电解质溶液是________。 提示　Pb　PbO2　H2SO4 (2)工作时，电解质溶液中的H＋移向________极。 提示　正 (3)工作时，电解质溶液中的硫酸浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。 提示　减小 (4)当铅酸蓄电池向外电路提供2 mol电子时，理论上负极板的质量增加________ g。 提示　96　负极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，外电路中转移2 mol电子，负极板增加1 mol SO的质量，即96 g。 2．氢氧燃料电池往往以KOH溶液或硫酸溶液作电解质溶液。 (1)若电解质溶液为稀硫酸，正极反应式为______________，负极反应式为________________________________________________________________________。 提示　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　2H2－4e－===4H＋ (2)若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为______________，负极反应式为________________________________________________________________________。 提示　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　2H2－4e－＋4OH－===2H2O (3)两种电解质溶液工作时溶液的pH如何变化？ 提示　产物为水，故碱性环境中pH减小，酸性环境中pH增大。 燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供。 1．(2025·江苏徐州高一段考)碱性锌锰电池的总反应为：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。下列说法正确的是(　　) A．Zn为正极，MnO2为负极 B．该电池为二次电池 C．负极的电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 D．工作时电子由MnO2经外电路流向Zn 解析　Zn的化合价升高，Zn为负极，电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Mn元素的化合价降低，MnO2为正极，A错误，C正确；碱性锌锰电池为一次电池，B错误；工作时电子由Zn经外电路流向MnO2，D错误。 答案　C 2．(2024·北京高一期中)燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如图，该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．a电极是该电池的正极 B．O2在b电极上发生氧化反应 C．电解质溶液中OH－向a电极移动 D．该装置实现了电能向化学能的转化 解析　通入燃料氢气的电极a是负极，通氧气的电极b是正极，O2在b电极上获得电子，发生还原反应，A、B错误；电解质溶液中OH－向负极(a极)移动，C正确；该装置是原电池，实现了化学能向电能的转化，D错误。 答案　C 3．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应如下： Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 总反应为Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag (1)Zn是________极，Ag2O发生________反应。 (2)电子由________(填“Zn”或“Ag2O”，下同)极流向________极，当外电路中通过1 mol电子时，负极消耗物质的质量是________ g。 (3)在银锌电池使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量________(填“增大”“减小”或“不变”)。 解析　(1)根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Zn作负极，Ag2O得电子，被还原，发生还原反应。 (2)发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即电子从Zn极经外电路流向Ag2O极，当外电路中通过1 mol电子时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。 (3)电池中KOH只起到增强导电性的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的物质的量不变。 答案　(1)负　还原　(2)Zn　Ag2O　32.5 (3)不变 知识点二　电极反应式的书写 1．我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液，电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，可用作灯塔所需的电池。已知：海水呈弱碱性。 (1)铝板在该电池中作________极，电极反应式为_____________________________。 提示　负　4Al－12e－＋12OH－===4Al(OH)3 (2)铂电极作________极，电极反应式为____________________________________。 提示　正　3O2＋6H2O＋12e－===12OH－ 2．高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。 负极反应式为______________，正极反应式为______________。 提示　3Zn＋6OH－－6e－===3Zn(OH)2　2FeO＋8H2O＋6e－===2Fe(OH)3＋10OH－ 3．以镁片、铝片为电极，NaOH溶液为电解质溶液构成原电池，负极反应式为____________，总反应式为______________________。 提示　Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－　2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 1．电极反应式的书写 (1)原电池负极反应式的书写 ①较活泼金属作负极时，电极本身被氧化 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如Zn－2e－===Zn2+，Cu－2e－===Cu2+。 若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应为两反应合并后的反应。如铅酸蓄电池负极反应为Pb＋SO－2e－===PbSO4。 ②负极材料本身不反应 氢氧(酸性)燃料电池，负极反应为H2－2e－===2H＋；氢氧(碱性)燃料电池，负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O。 (2)原电池正极反应式的书写 书写时总的原则是首先根据元素化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒，其次确定该微粒得电子后生成什么物质。 如氢氧(酸性)燃料电池，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O 氢氧(碱性)燃料电池，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 2．一般电极反应式的书写思路 1．氢氧燃料电池在不同介质中的总反应相同，写出导电介质为固体电解质时的正、负极反应。 介质 电池反应：2H2＋O2===2H2O 负极 ________________ 正极 ________________ 负极 ________________ 正极 ________________ 答案　2H2－4e－＋2O2-===2H2O　O2＋4e－===2O2-　2H2－4e－===4H＋　O2＋4H＋＋4e－===2H2O 2．(1)科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。 ①上述生产硫酸的总反应式为________，b电极是________(填“正”或“负”)极，b电极反应式为________，a电极发生________(填“氧化反应”或“还原反应”)。 ②生产过程中H＋向________(填“a”或“b”)电极移动。 (2)将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极为负极，其电极反应式为__________，该燃料电池总反应式为____________，电池在放电过程中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 解析　(1)题给原电池中，二氧化硫失电子，发生氧化反应生成硫酸，所以通入二氧化硫的电极是负极，通入氧气的电极是正极，负极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，生产过程中H＋由a电极移向b电极。 (2)由CH4和O2构成的碱性燃料电池中，CH4发生失去电子的氧化反应，为负极，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，正极为通入氧气的一极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，燃料电池总反应式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。 答案　(1)①2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4　正　O2＋4H＋＋4e－===2H2O　氧化反应　②b　(2)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O　CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O　减小 [对应学生用书P59] 1．(2025·吉林长春期中)近年来，我国新能源产业蓬勃发展，下列说法错误的是(　　) A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点 C．铅酸蓄电池、锂离子电池等常见电池都是二次电池 D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置 解析　太阳能电池将光能(太阳能)直接转化为电能，而不是将化学能转化为电能，故选D。 答案　D 2．下列电池工作时，O2在正极得电子的是(　　) A B C D 锌锰电池 铅蓄电池 氢氧燃料电池 镍镉电池 解析　锌锰电池中，O2不参与反应，A错误；铅蓄电池中，O2不参与反应，B错误；氢氧燃料电池的总反应是2H2＋O2===2H2O，因而正极是O2得电子发生还原反应，C正确；镍镉电池中，O2不参与反应，D错误。 答案　C 3．(2025·湖北武汉期中)化学电源广泛应用于我们的生活中，以下是四种常见的化学电池(如图所示)。 图Ⅰ　锌锰电池 图Ⅱ　铅酸蓄电池 图Ⅲ　氢氧燃料电池 图Ⅳ　银锌纽扣电池 下列说法正确的是(　　) A．图Ⅰ所示电池工作时，MnO2作催化剂 B．图Ⅱ所示是一种常见的一次电池 C．图Ⅲ所示电池使用一段时间后，电解质溶液的碱性减弱 D．图Ⅳ所示电池工作过程中，外电路中电流由锌极流向氧化银极 解析　图Ⅰ锌锰电池工作时，MnO2是氧化剂，作正极，得电子发生还原反应，A错误；图Ⅱ铅酸蓄电池是可充电电池，属于二次电池，B错误；图Ⅲ氢氧燃料电池的产物为水，因此电池使用一段时间后，电解质溶液中KOH浓度降低，碱性减弱，C正确；图Ⅳ银锌纽扣电池中，锌作负极，Ag2O为正极，外电路中电子由锌极流向氧化银极，电流由氧化银极流向锌极，D错误。 答案　C 4．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 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。 答案　D 5．(2025·福建泉州段考)电池是人类生产和生活中重要的能量来源，电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。 (1)依据NaOH与HCl的反应原理设计原电池，你认为是否可行？________(填“是”或“否”)，理由是__________________________________________________________。 (2)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作电解质。负极是________(填“a”或“b”)电极，正极反应式为 ________________________________________________________________________。 (3)Li­SOCl2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LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题： ①电池的负极材料为________。 ②电池正极发生的电极反应为_____________________________________________。 ③SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________________________________________________，反应的化学方程式为_____________________________________________________。 解析　(1)NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池； (2)以肼(N2H4)为液体燃料的电池，a电极为负极，电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，b电极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－； (3)①Li在反应中价态升高失电子作负极；②C为正极，电极反应式为2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2；③用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成，故SOCl2与水反应生成SO2和HCl，反应方程式为SOCl2＋H2O===SO2＋2HCl，现象为出现白雾，有刺激性气体生成。 答案　(1)否　NaOH与HCl的反应不是氧化还原反应　(2)a　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (3)①锂　②2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2 ③出现白雾，有刺激性气体生成　SOCl2＋H2O===SO2＋2HCl [对应知能达标训练P30] [基础训练] 1．(2025·浙江宁波期中)电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　) A．碱性锌锰电池比普通锌锰电池的性能更好 B．氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化 C．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减少，正极质量增加 D．镍氢电池、锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池 解析　氢氧燃料电池工作时，通入氢气的电极为负极，被氧化，B错误；铅蓄电池在放电过程中，负极、正极上均生成硫酸铅，质量均增加，C错误；镍氢电池、锂离子电池是二次电池，锌锰干电池是一次电池，D错误；故选A。 答案　A 2．(2024·江苏扬州高一段考)锌­空气电池可用作电动车的动力电源，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该装置将电能转化为化学能 B．石墨为负极 C．电子经外电路由Zn电极流向石墨电极 D．氧气在石墨电极上发生氧化反应 解析　该装置为原电池，将化学能转化为电能，活泼电极Zn为负极，电子由Zn电极经外电路流向石墨电极，氧气在石墨电极上发生还原反应。 答案　C 3．(2025·浙江台州期中)汽车用铅酸蓄电池示意图如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．电池工作时，正极的反应式为PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O B．电池工作时，化学能转化为电能 C．该电池属于二次电池 D．电池工作时，电子由负极流出经过电解质溶液流向正极 解析　负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电极的反应式为PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O，A正确；铅酸蓄电池工作时，化学能转化为电能，B正确；铅酸蓄电池可反复放电、充电，该电池属于二次电池，C正确；电池工作时，电子由负极流出经过导线流向正极，D错误。 答案　D 4．(2024·河北邢台高一月考)镍氢电池因其高能量密度、高重量比能量、充电速度快等优点而被广泛用作动力电池，其装置示意图如图所示，放电反应为NiOOH ＋MH===Ni(OH)2＋M(M为储氢合金)。下列说法正确的是(　　) A．镍氢电池属于一次电池 B．MH中氢元素的化合价为－1 C．电解质溶液适合选用碱的溶液 D．放电时，电解质溶液中阳离子向MH电极附近迁移 解析　根据放电反应NiOOH ＋MH===Ni(OH)2＋M(M为储氢合金，因此H显0价)，可判断MH为电源的负极，NiOOH为电源的正极，放电时，电解质中阳离子移向正极，NiOOH、Ni(OH)2均会溶于酸，故电解质溶液适合选用碱的溶液，故选C。 答案　C 5．(2025·山东日照期中)碱性锌锰干电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，其剖面图如下。下列说法正确的是(　　) A．MnO2为正极材料 B．KOH是离子导体，不参与电极反应 C．负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2+ D．环境温度过低时，不利于电池放电 解析　碱性锌锰干电池为原电池，则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2MnO2－2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－，KOH参与了电极反应，A、B、C错误；环境温度过低，反应速率减慢，不利于电池放电，D正确。 答案　D 6．(2025·湖南期中)氢氧燃料电池已用于航天飞机，其工作原理如图所示。下列关于该燃料电池的说法错误的是(　　) A．电子从a电极经外电路流向b电极 B．通入氢气的一极为负极，发生氧化反应 C．放电时正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．理论上当转移4 mol电子时消耗22.4 L氧气 解析　由题干氢氧燃料电池装置图可知，电极a通入H2，发生氧化反应：H2－2e－===2H＋，则a为电池负极，电极b通入O2，发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则b电极为正极，故电子从a电极经外电路流向b电极；理论上当转移4 mol电子时消耗O2的物质的量为1 mol，但题干未告知O2所处的状态，无法计算其体积；故选D。 答案　D 7．如果将燃料燃烧设计成燃料电池就可避免NOx的生成，某种燃料电池的工作原理如图所示，a、b均为惰性电极。 (1)使用时，空气从________口通入(填“A”或“B”)；当外电路通过0.4 mol的电子时，消耗O2的体积________ L(标况下)。 (2)假设使用的燃料是甲烷(CH4)，a极的电极反应式为_____________________ ___________________________________________________。 解析　(1)由电子转移方向可知a为负极，发生氧化反应，应通入燃料，b为正极，发生还原反应，空气从B口通入，b为正极发生电极反应式为O2＋H2O＋4e－===4OH－，当外电路通过0.4 mol的电子时，消耗0.1 mol O2，标况下氧气的体积为V＝0.1 mol×22.4 L/mol＝2.24 L； (2)假设使用的燃料是CH4，则a为负极，电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。 答案　(1)B　2.24　(2)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O [能力提升] 8．(2024·东北育才中学高一期中)有一种被称为“软电池”的纸质电池，其总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法正确的是(　　) A．该电池中Zn作负极，发生还原反应 B．该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2 C．正极电极反应为：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ D．当6.5 g Zn完全溶解时，流经电解质溶液中的电子个数约为1.204×1023 解析　该电池中锌化合价升高，Zn作负极，发生氧化反应，A错误；锌是负极，MnO2得电子发生还原反应，MnO2是正极，放电时电流由MnO2经导线流向Zn，B错误；根据总反应式，正极电极反应为：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－，C正确；电子不下水，即电子不会流经电解质溶液中，D错误。 答案　C 9．(双选)(2025·山东滨州期中)科学家设计出质子(H＋)膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图，如下图所示。(注：质子膜只允许H＋通过)下列说法错误的是(　　) A．外电路中电流方向由电极a→b B．电路中每通过0.4 mol电子，理论上在电极a消耗4.48 L H2S C．电极b上发生的电极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区 解析　根据图知，该燃料电池中，a电极上H2S失电子生成S2和H＋，为负极，电极反应式为2H2S－4e－===S2＋4H＋，b电极为正极，正极上O2得电子和氢离子反应生成H2O，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，外电路中电流方向由电极b→a，A错误，C正确；电路中每转移0.4 mol电子，未说明气体的状态，无法计算H2S的体积，B错误；n(H2S)＝17 g÷34 g/mol＝0.5 mol，根据2H2S－4e－===S2＋4H＋知，每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区，D正确。 答案　AB 10．(2024·江苏扬州高一期中)肼(N2H4)­空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。下列说法中，正确的是(　　) A.该电池放电时，通入O2的一极为负极 B．电池每释放1 mol N2转移的电子数为6 mol C．电池工作一段时间后，电解质溶液中c(OH－)不变 D．通入空气的一极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 解析　肼(N2H4)­空气燃料电池，通入燃料的一极是负极，电极反应式为：N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，通入氧气的一极是正极，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A错误，D正确；电池每释放1 mol N2转移的电子数为4 mol，B错误；由电极反应式N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O、O2＋2H2O＋4e－===4OH－，电池工作一段时间后，会有水生成，电解质溶液中c(OH－)减小，C错误；故选D。 答案　D 11．(双选)(2025·海南海口期中)锂碘电池常用作心脏起搏器的电源，其工作原理如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．b极发生氧化反应 B．放电时，电子经过电解质流向a极 C．a极的电极反应式为I2＋2Li＋－2e－===2LiI D．b极有14 g Li参与反应，理论上电路中转移2 mol电子 解析　b极发生反应Li－e－===Li＋，b是负极，a极I2＋2Li＋＋2e－===2LiI，a是正极，A正确，C错误；放电时，电子由b极经过导线流向a极，电子不能进入溶液，B错误；b极发生反应Li－e－===Li＋，有14 g Li参与反应，理论上电路中转移电子×1＝2 mol，D正确。 答案　AD 12．(2024·江苏扬州高一期中)原电池和电解池都能实现能量的转换。回答下列问题： (1)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电、放电过程可表示为2Ag＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O，电池的放电过程是__________(填“①”或“②”)，Ag2O电极发生的反应是__________(填“氧化反应”或“还原反应”)。 (2)科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇(CH3OH)，同时向一个电极通入空气制得燃料电池，此电池的正极发生的电极反应为____________________________________________________________。 (3) ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是__________，欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的__________(填字母)。 A．NaOH B．Zn C．Fe D．NH3·H2O 解析　(1)①是自发反应，即放电反应；Ag2O电极得到电子转化为Ag，发生的反应是还原反应，作正极； (2)甲醇(CH3OH)的酸性燃料电池，通入空气的电极为正极，电极反应式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O； (3)若ZnCl2­NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会发生反应：Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，会加快锌的腐蚀；欲除去Cu2+，最好选用的试剂是Zn，不会引入新的杂质离子，故选B。 答案　(1) ①　还原反应　(2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O　(3)Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　B 13．(2025·山东泰安期中)原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。人们应用原电池原理制作了多种电池，广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，以满足不同的需要。请按要求回答下列问题： (1)新一代锂二次电池体系和全固态锂二次电池体系是化学、物理等学科的基础理论研究与应用技术的前沿。Li­CuO二次电池的比能量高、工作温度宽。Li­CuO二次电池中，放电时金属锂作________极。比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，可用来衡量电池的优劣，则Li、Na、Al分别作为电极时比能量由大到小的顺序为________。 (2)新型电池的开发与使用在现代社会中已很普遍，一种水煤气(主要成分为CO和H2)燃料电池的能量转化率较高，其工作原理如图。 ①负极反应式为H2－2e－===2H＋、_________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②电路中通过0.4 mol电子，电极消耗________ L(标准状况下)水煤气(CO∶H2＝1∶1)。 (3)CH3OH可作为燃料使用，使用CH3OH和O2组合设计的燃料电池的结构如图所示，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，质子(H＋)交换膜左右两侧的溶液均为等浓度的稀硫酸。 ①物质a为________(填化学式)。 ②电极d为________极(填“正”或“负”)，电极d上发生的电极反应式为________________________________________________________________________。 ③若电路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗O2在标准状况下的体积为________L。 解析　(1)设金属质量均为m，相同质量的Li、Na、Al作电极时转移电子的物质的量为、、×3，＞×3＞，则比能量由大到小的顺序为Li>Al>Na； (2)①负极反应物是H2和CO，介质是有机固体超强酸，因此，负极反应为H2－2e－===2H＋、CO－2e－＋H2O===CO2＋2H＋。②正极反应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，电路中通过0.4 mol电子，正极消耗0.1 mol O2，根据总反应式CO＋H2＋O2===CO2＋H2O可知消耗H2和CO共0.1 mol，因此标准状况下水煤气的体积为4.48 L。 (3)由图可知，H＋向正极移动，则电极d为正极，电极c为负极；①CH3OH在负极上失去电子生成CO2，则物质a为CH3OH；②电极d为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；③4 mol电子转移，消耗O2 1 mol，当有2 mol电子转移时，消耗O2为0.5 mol，标况下的体积为0.5 mol×22.4 L/mol＝11.2 L。 答案　(1)负　Li>Al>Na　(2)①CO－2e－＋H2O===CO2＋2H＋　②4.48 L　(3)①CH3OH ②正　O2＋4H＋＋4e－===2H2O　③11.2 学科网（北京）股份有限公司 $