6.1 化学反应与能量变化 第3课时（同步讲义）化学人教版必修第二册

本讲义聚焦常见化学电源核心知识点，系统梳理一次电池（如锌锰干电池）、二次电池（如铅蓄电池）及燃料电池的分类与工作原理，构建从基础原理到实际应用的递进式学习支架。 资料通过归纳电极反应书写方法培养科学思维，结合锌锰干电池、氢氧燃料电池等实例深化化学观念，课中例题助力教师突破重难点，课后分层习题帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第3课时 常见化学电源 教学目标 1．了解常见的化学电池的基本原理与分类 2．了解新型化学电源的工作原理 重点和难点 重点：化学电池的基本原理与分类 难点：化学电池的基本原理 ◆知识点一 一次电池 只能使用一次，不能充电复原继续使用。干电池是一种 电池，最早使用的是 ，其负极是 。为防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内的电解质 换成湿的 。 (1)普通锌锰干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O 负极：__ __。 正极：2NH＋2e－===2NH3＋H2↑、2MnO2＋H2===2MnOOH (2)碱性锌锰干电池 负极(Zn)，电极反应式： _ __ 正极(MnO2)，电极反应式： _ __ 总反应： Zn＋2MnO2＋2H2O===__ __ 归纳总结 “干电池”是用锌制圆筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极剂(吸收正极放出的H2，防止产生极化现象)。 电极反应为 正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2＋＋4NH3===[Zn(NH3)4]2＋，淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。电池总反应式：2Zn＋4NH4Cl＋4MnO2===[Zn(NH3)4]Cl2＋ZnCl2＋2Mn2O3＋2H2O，“干电池”的电压通常约为1.5伏，不能充电再生。 即学即练 1．碱性锌锰电池的总反应为，构造示意图如图所示。下列说法错误的是 A．电池工作时，正极发生反应为 B．电池工作时，向负极移动 C．去掉隔膜可提高电池工作效率 D．该电池属于一次电池 2．锂是一种重要的碱金属，2021年发射升空的神舟十三号飞船的储能系统使用了锂电池。下列关于说法错误的是 A．碱性： B．熔点： C．稀硫酸可以作为锂电池的电解质溶液 D．锂电池具有安全、电容量大的优点 3．以铝-空气-海水为能源的电池为我国首创，该电池用于航海标志灯，只要把灯放入海水中数秒钟，就会发出耀眼的白光。电极材料为Al与石墨。该电池工作时，下列说法正确的是 A．铝电极是该电池的正极 B．海水中Cl-向石墨电极移动 C．石墨电极的反应:O2+2H2O+4e-=4OH- D．该新型电池属于二次电池 ◆知识点二 二次电池 二次电池(以铅蓄电池为例)：放电后能充电复原继续使用 (1)放电时的反应：(原电池) ①负极反应：__ __ ②正极反应：__ __ ③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) (2)充电时的反应：(电解池) ①阴极反应：__ __ ②阳极反应：__ __ ③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 放电时原电池的负极作充电时电解池的__ __极。 易错提醒 (1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 (2)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。 即学即练 1．第九届哈尔滨亚冬会上，环保与科技融合的理念为赛事注入了新的活力，令“绿色”成为该届比赛的鲜明特色。本届亚冬会采用了新型电动浇冰车，提升了场馆的环境友好性和能效。电动浇冰车的电池是锂离子电池，关于锂离子电池的说法正确的是 A．锂离子电池放电时将电能转化为化学能 B．是一次电池 C．电池的负极发生氧化反应 D．电池的正极发生氧化反应 2．下列电池不属于二次电池的是 A．铅酸蓄电池 B．锂离子电池 C．锌锰干电池 D．镍氢电池 3．下列说法中正确的是 A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．氢氧燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池 C．铅蓄电池放电的时候正极材料是铅，负极材料是二氧化铅 D．铅蓄电池充电时将化学能转化为电能 1．一次电池 ①纽扣式电池(也叫银锌电池) 常见的纽扣式电池为银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极壳一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。 电极反应为 电池总反应式为：Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO 一粒纽扣式电池的电压达1.59伏，安装在电子表里可使用两年之久。 ②海水电池 1991年，我国首创以铝—空气—海水为能源的新型电池，用作航海标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。 电极反应式 电池总反应式为：4Al＋3O2＋6H2O=== 4Al(OH)3 这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍。 ③微型电池(锂电池) 常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。 电池总反应式为：10Li＋4SOCl2===8LiCl＋Li2SO4＋3S 这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1 ℃温度范围内正常工作。 2．二次电池 目前，有一种形似于“干电池”的充电电池，它实际是一种银蓄电池(电解液为KOH)，电池反应为：Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。 ①银锌蓄电池 银锌蓄电池是一种高能电池，它质轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的能源。一次电池中介绍的钮扣式电池(也叫银锌电池)就可以制成银锌蓄电池。它的放电过程可以参见一次电池，充电过程可以表示为，阳极：2Ag＋2OH－－2e－===Ag2O＋H2O；阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－；总反应式为：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2。 ②镍镉蓄电池 负极材料：Cd；正极材料：NiO(OH)；电解质：KOH。总反应式为：2NiO(OH)＋Cd＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。特点：比铅蓄电池耐用，可密封使用。 3．燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的能量转换成电能的化学电池。燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应，只是一个催化转化元件。它工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能。 ①甲烷燃料电池 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。 电极反应式为 电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O ②氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。在不同的介质中发生的电极反应归纳如下： ③甲醇燃料电池 电解质：KOH；正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；负极：2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O；总反应式为：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。 ④肼燃料电池 电解质：KOH；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；负极：N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O；总反应：N2H4＋O2===N2＋2H2O。 ⑤熔融盐燃料电池 熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，有关的电池反应为：负极反应2CO＋2CO－4e－===4CO2；正极反应O2＋2CO2＋4e－===2CO；总反应2CO＋O2===2CO2。 实践应用 1．铅蓄电池放电时正极反应为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应为Pb-2e=Pb2+ B．放电时，负极质量减小，正极质量增加 C．充电时，正极应与外接电源负极相连 D．充电时，每生成，电路中转移电子 2．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，如图所示为碱性氢氧燃料电池示意图，该电池电极表面镀有一层细小的铂粉(铂吸附气体的能力强，性质稳定)。下列说法错误的是 A．氢氧燃料电池能量转化的主要形式是化学能转化为电能 B．在导线中电子流动的方向：由a到b C．负极电极反应式为 D．电极表面镀铂粉可提高能量转化效率 3．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．铅酸蓄电池、锂离子电池是生活中常见的二次电池 C．锌锰干电池中，石墨棒作正极 D．氢氧燃料电池的能量转化率高，可达100% 考点一 一次电池 【例1】如图为普通锌锰电池的构造示意图，放电时的电池反应为。下列说法不正确的是 A．锌筒作负极 B．发生还原反应 C．工作时电子由锌筒通过外电路流向石墨棒 D．正极反应： 归纳总结 化学电源中电极反应的书写方法 (1)拆分法: ①写出原电池的总反应,如2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。 ②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应,注明正、负极,并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应:(正极)2Fe3++2e-2Fe2+,(负极)Cu-2e-Cu2+。 (2)加减法: ①写出总反应。如Li+LiMn2O4Li2Mn2O4。 ②写出其中容易写出的一个电极反应(正极反应或负极反应)。如Li-e-Li+(负极反应)。 ③利用总反应减去容易写出的一个电极反应,得到另一个电极反应,如LiMn2O4+Li++e-Li2Mn2O4(正极反应)。 【变式1-1】锌银纽扣电池具有质量小、体积小、储存时间长的优点。电池的总反应为，下图为其构造示意图，下列说法错误的是 A．Ag2O电极为正极，发生还原反应 B．电子由负极经过电解质溶液移向正极 C．负极的电极反应： D．该锌银纽扣电池为一次电池 【变式1-2】某种锂电池的总反应为Li＋MnO2=LiMnO2，下列说法不正确的是 A．Li是负极，电极反应为Li-e-=Li＋ B．Li是正极，电极反应为Li＋e-=Li- C．MnO2是正极，电极反应为MnO2＋e-=MnO D．锂电池是一种环保型电池 考点二 二次电池 【例2】关于下列四个装置说法错误的是 装置Ⅰ 装置Ⅱ 装置Ⅲ 装置Ⅳ A．装置Ⅰ：铜电极质量增加 B．装置Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置Ⅲ：放电时，正极的电极反应式为 D．装置Ⅳ：内电路中电子由b极移向a极 归纳总结 二次电池电极反应式的书写方法 ①先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质。 ②写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存) ③在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 ④充电的电极反应与放电的电极反应过程相反。 【变式2-1】铁镍蓄电池放电时的总反应为：，下列有关该电池的说法不正确的是 A．电池负极为Fe B．电池放电时，正极反应为： C．电解质溶液可以是酸性介质 D．当转移电子数为2mol时，负极增重34g 【变式2-2】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 B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．放电时Ni2O3在正极被氧化 D．电池放电时，OH－往负极移动 基础达标 1．（24-25高一下·陕西商洛·月考）下列电池能实现化学能与电能相互转化的是 A．碱性锌锰电池 B．铅酸蓄电池 C．太阳能电池 D．银锌纽扣电池 A．A B．B C．C D．D 2．（24-25高一下·安徽宣城·期中）下列说法正确的是 A．氢氧燃料电池是利用氢气和氧气燃烧将热能转化为电能 B．为加快盐酸与Zn的反应，可加少量的硫酸铜溶液 C．原电池内部电解质溶液中阳离子向负极移动 D．常见的锌锰干电池属于二次电池 3．（24-25高一下·陕西榆林·期中）化学电池在日常生活中有着广泛应用，下列属于一次电池的是 A．锌锰干电池 B．镍氢电池 C．铅酸蓄电池 D．锂离子电池 4．（23-24高一下·福建福州·期中）关于下列电池的说法不正确的是 A．图甲中苹果含有苹果酸可导电，铁片作负极 B．图乙中由于空气中的在Cu片表面得电子，使铜片附近溶液pH增大 C．图丙中酸性锌锰干电池中锌筒作负极被不断消耗，用久有漏液风险 D．图丁中电子从石墨电极流向镁电极 5．在锌锰原电池中，作正极的是 A．锌 B．锰 C．石墨 D．锌锰 6．（23-24高二上·湖北·月考）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．图甲：该电池为碱性锌锰电池，锌筒作负极 B．图乙：铅蓄电池为二次电池，放电时负极的电极反应式为 C．图丙：该微生物电池工作时，电子移动方向为 D．图丁：锂电池充电时，从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中 7．下列生活中的常见电池，属于一次电池的是 A．锌锰电池 B．镍镉电池 C．锂离子电池 D．铅蓄电池 8．日常生活常用的干电池构造示意图如图。下列说法错误的是 A．电极a为正极，发生氧化反应 B．电池使用过程中锌筒逐渐变薄 C．负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ D．电池工作时，MnO2得到电子被还原 9．关于生活中的化学电源，下列说法错误的是 A．锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．化学电池的反应基础是氧化还原反应 C．旧电池回收是为了回收有用材料以及防止电池污染环境 D．铅蓄电池正极材料是，负极材料是Pb 10．下列各种电池不会造成环境污染的是 A．太阳能电池 B．锌锰干电池 C．铅蓄电池 D．镉镍电池 综合应用 11．（24-25高一下·重庆九龙坡·期末）某微生物燃料电池可处理废水中的有机物[主要成分是(C6H10O5)n]，工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．N极是电池正极 B．该装置能将化学能转化为电能 C．工作时，H+从N极透过质子交换膜迁移到M极 D．M极电极反应：(C6H10O5)n + 7nH2O-24ne− = 6nCO2↑ + 24nH+ 12．（24-25高一下·广西南宁·期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．图甲：锌铜原电池工作时，电子由锌经电流表流向铜，再由铜经电解质溶液流向锌 B．图乙：纽扣式银锌电池中，正极的电极反应式为 C．图丙：锌锰干电池中，锌筒作负极，发生还原反应，且外电路中每转移电子消耗锌65g D．图丁：铅蓄电池为二次电池，其负极的电极反应式为 13．（24-25高一下·北京·期末）铅酸蓄电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 已知：难溶于水，该电池总反应为。 A．作电池的负极 B．电池工作时，稀硫酸的浓度增大 C．电池工作时，向负极方向移动 D．电池工作时，铅极发生 14．（24-25高一下·安徽芜湖·期末）如图所示，下列关于碱性乙醇燃料电池的说法错误的是 A．电池工作结束后，电解质溶液的pH减小 B．电池工作时，外电路中电流从b电极流向a电极 C．电极a的反应式为： D．当0.2 mol电子通过装置时，b电极上消耗1.12 L氧气(标准状况) 15．（24-25高一下·北京顺义·期末）普通锌锰电池的构造示意图如下。电池放电时发生的主要反应为：。下列说法正确的是 A．石墨棒作负极 B．发生氧化反应 C．失电子生成 D．电池工作时，电子由石墨棒通过导线流向锌筒 16．（24-25高一下·广西百色·期末）“盐水小汽车”因结构简单、制作方便而深受喜爱，其结构和原理如图所示。下列说法错误的是 A．使用前，应将Mg片用砂纸打磨干净 B．溶液中的Cl-向Mg片一极移动 C．溶液中的Na+在Cu片一极得电子发生还原反应 D．负极的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+ 拓展培优 17．（25-26高一上·河北·期末）以下是几种常见的化学电源示意图，有关说法错误的是 A．干电池和铅蓄电池分别属于一次电池和二次电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒会被破坏 C．铅蓄电池在工作中，负极每消耗1 mol Pb，则溶液中就转移2 mol电子 D．氢氧燃料电池中负极通入氢气发生氧化反应 18．（25-26高一下·山东·课后作业）锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为，下列说法正确的是 A．Li是正极，电极反应为 B．Li是负极，电极反应为 C．电池反应时，锂是正极，二氧化锰是负极 D．电池反应时，混合物由黑色变为紫色 19．（25-26高一下·山东·课后作业）根据题意解答 (1)为了验证与氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是 （填序号）。 (2)将设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（a、b为多孔碳棒），负极通入 ，其电极反应式为 ，电池总反应为 (3)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。 ①若两个电极分别是锌、铜，电解质溶液是稀硫酸，正极的电极反应式 ； ②当电极a为Al、电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠时，该原电池的负极为 ；该原电池的电池总反应为 。 ③若电池的总反应是，则可以作正极材料的是 ，正极反应式是 。若该电池反应消耗了，则转移电子的数目为 。 20．（25-26高一上·北京·月考）乙醇()是生活中常见的物质，用途广泛，其合成方法和性质也具有研究价值。乙醇燃料电池具有很多优点，从而引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池： (1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为 。 (2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应为 。 (3)当酸性乙醇燃料电池工作一段时间后，若忽略溶液体积的变化，电极区域的会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。已知溶液的与相关，越大，溶液越小。结合化学用语解释说明 。 (4)熔融盐乙醇燃料电池中，电极上发生的电极反应为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第3课时 常见化学电源 教学目标 1．了解常见的化学电池的基本原理与分类 2．了解新型化学电源的工作原理 重点和难点 重点：化学电池的基本原理与分类 难点：化学电池的基本原理 ◆知识点一 一次电池 只能使用一次，不能充电复原继续使用。干电池是一种一次性电池，最早使用的是锌锰干电池，其负极是锌筒。为防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH。 (1)普通锌锰干电池 总反应：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O 负极：__Zn－2e－===Zn2＋__。 正极：2NH＋2e－===2NH3＋H2↑、2MnO2＋H2===2MnOOH (2)碱性锌锰干电池 负极(Zn)，电极反应式： __Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2__ 正极(MnO2)，电极反应式： __2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－__ 总反应： Zn＋2MnO2＋2H2O===__Zn(OH)2＋2MnOOH__ 归纳总结 “干电池”是用锌制圆筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极剂(吸收正极放出的H2，防止产生极化现象)。 电极反应为 正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2＋＋4NH3===[Zn(NH3)4]2＋，淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。电池总反应式：2Zn＋4NH4Cl＋4MnO2===[Zn(NH3)4]Cl2＋ZnCl2＋2Mn2O3＋2H2O，“干电池”的电压通常约为1.5伏，不能充电再生。 即学即练 1．碱性锌锰电池的总反应为，构造示意图如图所示。下列说法错误的是 A．电池工作时，正极发生反应为 B．电池工作时，向负极移动 C．去掉隔膜可提高电池工作效率 D．该电池属于一次电池 【答案】C 【分析】根据电池总反应方程式可知：Zn为负极，发生氧化反应，电极反应式为：，MnO2为正极，发生还原反应，电极反应式为：，电池工作时，阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动，据此分析； 【解析】A．根据分析可知，电池工作时，正极发生反应为，A正确； B．根据分析可知，电池工作时，向负极移动，B正确； C．根据分析可知，去掉隔膜Zn直接与碱反应，降低电池工作效率，C错误； D．该电池不可充电，属于一次电池，D正确； 故选C。 2．锂是一种重要的碱金属，2021年发射升空的神舟十三号飞船的储能系统使用了锂电池。下列关于说法错误的是 A．碱性： B．熔点： C．稀硫酸可以作为锂电池的电解质溶液 D．锂电池具有安全、电容量大的优点 【答案】C 【解析】A．Li、Na属于同一主族，从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性增强，金属性Li＜Na，则碱性：LiOH＜NaOH，故A说法正确； B．碱金属元素从上到下，熔沸点降低，因此熔点Li＞Na，故B说法正确； C．锂能与稀硫酸中的水、硫酸反应生成氢气，因此稀硫酸不可以作为锂电池的电解质溶液，故C说法错误； D．锂密度小，锂电池能量密度高，具有安全、电容量大的优点，故D说法正确； 答案为C。 3．以铝-空气-海水为能源的电池为我国首创，该电池用于航海标志灯，只要把灯放入海水中数秒钟，就会发出耀眼的白光。电极材料为Al与石墨。该电池工作时，下列说法正确的是 A．铝电极是该电池的正极 B．海水中Cl-向石墨电极移动 C．石墨电极的反应:O2+2H2O+4e-=4OH- D．该新型电池属于二次电池 【答案】C 【分析】以铝-空气-海水为能源的电池，电极材料为Al与石墨，Al作负极，发生氧化反应，电极反应为：Al-3e-= Al3+；石墨为正极，发生还原反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为4Al+3O2+6H2O═4Al(OH)3，据此分析解答。 【解析】A．根据分析，铝电极是该电池的负极，故A错误； B．原电池中，阴离子向负极移动，铝电极是该电池的负极，海水中Cl-向铝电极移动，故B错误； C．根据分析，石墨电极的反应:O2+2H2O+4e-=4OH-，故C正确；     D．该新型电池又叫做海洋电池，放电时，把电池放入海水中，便可供电，其能量比干电池高20-50倍。电池设计使用周期可长达一年以上，避免经常更换电池的麻烦，不能放电时，需要更换铝电极，因此属于一次电池，故D错误； 答案选C。 ◆知识点二 二次电池 二次电池(以铅蓄电池为例)：放电后能充电复原继续使用 (1)放电时的反应：(原电池) ①负极反应：__Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)__ ②正极反应：__PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)__ ③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) (2)充电时的反应：(电解池) ①阴极反应：__PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)__ ②阳极反应：__PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)__ ③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 放电时原电池的负极作充电时电解池的__阴__极。 易错提醒 (1)可充电电池的充、放电不能理解为可逆反应。 (2)可充电电池在充电时，其负极连接外接电源的负极，正极连接外接电源的正极。 即学即练 1．第九届哈尔滨亚冬会上，环保与科技融合的理念为赛事注入了新的活力，令“绿色”成为该届比赛的鲜明特色。本届亚冬会采用了新型电动浇冰车，提升了场馆的环境友好性和能效。电动浇冰车的电池是锂离子电池，关于锂离子电池的说法正确的是 A．锂离子电池放电时将电能转化为化学能 B．是一次电池 C．电池的负极发生氧化反应 D．电池的正极发生氧化反应 【答案】C 【解析】A．锂离子电池放电时，化学能转化为电能，故A错误； B．锂离子电池可充电，它是二次电池，故B错误； C．电池工作时，负极发生氧化反应，故C正确； D．电池正极得电子发生还原反应，故D错误； 选C。 2．下列电池不属于二次电池的是 A．铅酸蓄电池 B．锂离子电池 C．锌锰干电池 D．镍氢电池 【答案】C 【解析】A．铅酸蓄电池放电后可充电，属于二次电池，A不符合题意； B．锂离子电池放电后可充电，属于二次电池，B不符合题意； C．锌锰干电池放电后不能再充电，属于一次电池，C符合题意； D．镍氢电池放电后可充电，属于二次电池，D不符合题意； 故选C。 3．下列说法中正确的是 A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．氢氧燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池 C．铅蓄电池放电的时候正极材料是铅，负极材料是二氧化铅 D．铅蓄电池充电时将化学能转化为电能 【答案】B 【解析】A.镍氢电池、锂离子电池为二次电池，碱性锌锰干电池为一次电池，故A错误； B.氢氧燃料电池的产物是水，对环境无污染，且原料利用率较高，故B正确； C.铅蓄电池放电的时候，Pb被氧化，为原电池的负极，PbO2被还原，为原电池的正极，故C错误； D.铅蓄电池充电时将电能转化为化学能，故D错误。 故选B。 1．一次电池 ①纽扣式电池(也叫银锌电池) 常见的纽扣式电池为银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极壳一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。 电极反应为 电池总反应式为：Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO 一粒纽扣式电池的电压达1.59伏，安装在电子表里可使用两年之久。 ②海水电池 1991年，我国首创以铝—空气—海水为能源的新型电池，用作航海标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。 电极反应式 电池总反应式为：4Al＋3O2＋6H2O=== 4Al(OH)3 这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍。 ③微型电池(锂电池) 常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成。 电池总反应式为：10Li＋4SOCl2===8LiCl＋Li2SO4＋3S 这种电池容量大，电压稳定，能在－56.7～71.1 ℃温度范围内正常工作。 2．二次电池 目前，有一种形似于“干电池”的充电电池，它实际是一种银蓄电池(电解液为KOH)，电池反应为：Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。 ①银锌蓄电池 银锌蓄电池是一种高能电池，它质轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的能源。一次电池中介绍的钮扣式电池(也叫银锌电池)就可以制成银锌蓄电池。它的放电过程可以参见一次电池，充电过程可以表示为，阳极：2Ag＋2OH－－2e－===Ag2O＋H2O；阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－；总反应式为：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2。 ②镍镉蓄电池 负极材料：Cd；正极材料：NiO(OH)；电解质：KOH。总反应式为：2NiO(OH)＋Cd＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2。特点：比铅蓄电池耐用，可密封使用。 3．燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的能量转换成电能的化学电池。燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应，只是一个催化转化元件。它工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能。 ①甲烷燃料电池 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。 电极反应式为 电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O ②氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。在不同的介质中发生的电极反应归纳如下： ③甲醇燃料电池 电解质：KOH；正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；负极：2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O；总反应式为：2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。 ④肼燃料电池 电解质：KOH；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；负极：N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O；总反应：N2H4＋O2===N2＋2H2O。 ⑤熔融盐燃料电池 熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极燃气，制得在650 ℃下工作的燃料电池，有关的电池反应为：负极反应2CO＋2CO－4e－===4CO2；正极反应O2＋2CO2＋4e－===2CO；总反应2CO＋O2===2CO2。 实践应用 1．铅蓄电池放电时正极反应为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，电池构造示意图如图。下列有关说法正确的是 A．放电时，负极反应为Pb-2e=Pb2+ B．放电时，负极质量减小，正极质量增加 C．充电时，正极应与外接电源负极相连 D．充电时，每生成，电路中转移电子 【答案】D 【分析】放电时（原电池），正极（）发生反应：，得电子发生还原反应，生成的附着在正极上，使正极质量增加；负极（）发生反应：，失电子发生氧化反应，生成的附着在负极上，使负极质量增加；总反应：。 充电时（电解池），阳极发生反应：，阴极发生反应：，总反应：。 【解析】A．放电时，负极反应为，不是，因为生成的会立即与生成难溶物，A错误； B．放电时，正、负极均生成，因此正、负极质量均增加，B错误； C．充电时，原电池的正极应作为电解池的阳极，与外接电源的正极相连，C错误； D．根据充电总反应，每生成，电路中转移电子，因此每生成，电路中转移电子，D正确； 故答案选D。 2．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，如图所示为碱性氢氧燃料电池示意图，该电池电极表面镀有一层细小的铂粉(铂吸附气体的能力强，性质稳定)。下列说法错误的是 A．氢氧燃料电池能量转化的主要形式是化学能转化为电能 B．在导线中电子流动的方向：由a到b C．负极电极反应式为 D．电极表面镀铂粉可提高能量转化效率 【答案】C 【分析】氢氧燃料电池，氢气失电子发生氧化反应，通入氢气的电极为负极；氧气得电子发生还原反应，通入氧气的电极为正极。 【解析】A.  燃料电池是将化学能转化为电能的装置，故A正确； B.  原电池中电子由负极经导线流向正极，故B正确； C.  负极氢气失电子生成水，电极反应式为，故C错误； D.  根据题目信息“铂吸附气体的能力强”，因此电极表面镀铂粉可加快电极反应速率，提高能量转化效率，故D正确； 选C。 3．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．铅酸蓄电池、锂离子电池是生活中常见的二次电池 C．锌锰干电池中，石墨棒作正极 D．氢氧燃料电池的能量转化率高，可达100% 【答案】D 【解析】A．新能源的核心特征包括资源可再生性和环境友好性，A正确； B．铅酸蓄电池（如汽车电池）和锂离子电池（如手机电池）均为可充电的二次电池，B正确； C．锌锰干电池中，锌壳作为负极，石墨棒作为正极，C正确； D．燃料电池的能量转化受热力学第二定律限制，实际效率通常为40%-60%，“100%”的说法违背科学原理，D错误； 故答案选D。 考点一 一次电池 【例1】如图为普通锌锰电池的构造示意图，放电时的电池反应为。下列说法不正确的是 A．锌筒作负极 B．发生还原反应 C．工作时电子由锌筒通过外电路流向石墨棒 D．正极反应： 【答案】D 【分析】锌是活泼金属，作负极，二氧化锰得到电子，据此解答。 【解析】A．锌是活泼金属，锌筒作负极，A正确； B．得到电子，发生还原反应，B正确； C．锌筒作负极，石墨棒是正极，因此工作时电子由锌筒通过外电路流向石墨棒，C正确； D．正极得到电子，电极反应：，D错误； 答案选D。 归纳总结 化学电源中电极反应的书写方法 (1)拆分法: ①写出原电池的总反应,如2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。 ②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应,注明正、负极,并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应:(正极)2Fe3++2e-2Fe2+,(负极)Cu-2e-Cu2+。 (2)加减法: ①写出总反应。如Li+LiMn2O4Li2Mn2O4。 ②写出其中容易写出的一个电极反应(正极反应或负极反应)。如Li-e-Li+(负极反应)。 ③利用总反应减去容易写出的一个电极反应,得到另一个电极反应,如LiMn2O4+Li++e-Li2Mn2O4(正极反应)。 【变式1-1】锌银纽扣电池具有质量小、体积小、储存时间长的优点。电池的总反应为，下图为其构造示意图，下列说法错误的是 A．Ag2O电极为正极，发生还原反应 B．电子由负极经过电解质溶液移向正极 C．负极的电极反应： D．该锌银纽扣电池为一次电池 【答案】B 【解析】A．Ag2O电极为正极，发生还原反应，故A正确； B．电子由负极经过导线移向正极，不经过电解质溶液，故B错误； C．负极的电极反应：，故C正确； D．该纽扣电池无法充电，为一次电池，故D正确； 故答案为：B。 【变式1-2】某种锂电池的总反应为Li＋MnO2=LiMnO2，下列说法不正确的是 A．Li是负极，电极反应为Li-e-=Li＋ B．Li是正极，电极反应为Li＋e-=Li- C．MnO2是正极，电极反应为MnO2＋e-=MnO D．锂电池是一种环保型电池 【答案】B 【分析】根据锂电池总反应可知，Li发生失电子的氧化反应，Li为负极；MnO2发生得电子的还原反应，MnO2为正极。 【解析】A．Li发生失电子的氧化反应，Li为负极，电极反应为Li-e-=Li+，A项正确； B．根据分析，Li为负极，电极反应为Li-e-=Li+，B项错误； C．MnO2发生得电子的还原反应，MnO2是正极，电极反应为MnO2+e-=，C项正确； D．锂电池不含镉、汞等对环境有污染的元素，锂电池是一种环保型电池，D项正确； 答案选B。 考点二 二次电池 【例2】关于下列四个装置说法错误的是 装置Ⅰ 装置Ⅱ 装置Ⅲ 装置Ⅳ A．装置Ⅰ：铜电极质量增加 B．装置Ⅱ：锌筒作负极，发生氧化反应 C．装置Ⅲ：放电时，正极的电极反应式为 D．装置Ⅳ：内电路中电子由b极移向a极 【答案】D 【解析】A．铜、锌、硫酸铜溶液构成原电池，锌的活泼性大于铜，锌是负极、铜是正极，正极反应式为Cu2++2e-=Cu，铜电极质量增加，故A正确； B．普通锌锰电池，锌筒失电子作负极，发生氧化反应，故B正确； C．铅蓄电池，放电时，PbO2是正极，正极的电极反应式为，故C正确； D．装置Ⅳ是氢氧燃料电池，a是负极、b是正极，电子不能进入溶液，内电路中通过离子定向移动导电，故D错误； 选D。 归纳总结 二次电池电极反应式的书写方法 ①先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质。 ②写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存) ③在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。 ④充电的电极反应与放电的电极反应过程相反。 【变式2-1】铁镍蓄电池放电时的总反应为：，下列有关该电池的说法不正确的是 A．电池负极为Fe B．电池放电时，正极反应为： C．电解质溶液可以是酸性介质 D．当转移电子数为2mol时，负极增重34g 【答案】C 【分析】铁镍蓄电池放电时的总反应为：，Fe元素化合价从0价升至+2价，发生氧化反应，则Fe做负极，电极反应式为：；Ni元素从+3价降至+2价，发生还原反应，则Ni2O3做正极，电极反应式为：。 【解析】A.Fe元素化合价从0价升至+2价，发生氧化反应，则Fe做负极，A正确； B.电池放电时，正极为Ni2O3，正极反应为：，B正确； C.反应后产物有氢氧化物，可知电解质溶液为碱性溶液，C错误； D. 负极的电极反应式为：，当转移电子数为2mol时，负极从Fe转化为Fe(OH)2，质量增加34g，D正确； 答案选C。 【变式2-2】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 B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．放电时Ni2O3在正极被氧化 D．电池放电时，OH－往负极移动 【答案】C 【解析】A．根据放电时总反应方程式知生成物均为氢氧化物，所以电池的电解液应该为碱性溶液，A正确；B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH-－2e-＝Fe（OH）2 ，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为Ni2O3+3H2O+2e-=2Ni（OH）2+2OH-，B正确；C．由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，在正极被还原，C错误；D．电池放电时，属于原电池，OH－往负极移动，D正确，答案选C。 点睛：本题考查二次电池的工作原理，涉及到原电池和电解池的有关知识，做题时注意根据总反应从氧化还原的角度判断化合价的变化，以得出电池的正负极以及所发生的反应，难点是电极反应式的书写，注意电解质溶液的酸碱性等。 基础达标 1．（24-25高一下·陕西商洛·月考）下列电池能实现化学能与电能相互转化的是 A．碱性锌锰电池 B．铅酸蓄电池 C．太阳能电池 D．银锌纽扣电池 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．碱性锌锰电池为一次电池，只能将化学能转化为电能，放电后无法充电，不能实现电能转化为化学能，A错误； B．铅酸蓄电池为二次电池（可充电电池），放电时化学能转化为电能，充电时电能转化为化学能，能实现化学能与电能的相互转化，B正确； C．太阳能电池是将太阳能（光能）直接转化为电能，与化学能无关，C错误； D．银锌纽扣电池通常为一次电池，只能放电将化学能转化为电能，不能充电，无法实现电能转化为化学能，D错误； 故选B。 2．（24-25高一下·安徽宣城·期中）下列说法正确的是 A．氢氧燃料电池是利用氢气和氧气燃烧将热能转化为电能 B．为加快盐酸与Zn的反应，可加少量的硫酸铜溶液 C．原电池内部电解质溶液中阳离子向负极移动 D．常见的锌锰干电池属于二次电池 【答案】B 【解析】A．氢氧燃料电池通过电化学反应将化学能直接转化为电能，而非通过燃烧将热能转化为电能，A错误； B．加入硫酸铜溶液后，Zn置换出Cu，形成Zn-Cu原电池，Zn作为负极加快反应速率，B正确； C．原电池内部电解质溶液中阳离子应向正极移动（正极发生还原反应），C错误； D．锌锰干电池为一次电池（不可充电），二次电池可重复使用（如铅蓄电池），D错误； 故选B。 3．（24-25高一下·陕西榆林·期中）化学电池在日常生活中有着广泛应用，下列属于一次电池的是 A．锌锰干电池 B．镍氢电池 C．铅酸蓄电池 D．锂离子电池 【答案】A 【解析】A．锌锰干电池不可充电，属于一次电池，A正确； B．镍氢电池可重复充放电，属于二次电池，B错误； C．铅酸蓄电池可充电使用，属于二次电池，C错误； D．锂离子电池可重复充放电，属于二次电池，D错误； 答案选A。 4．（23-24高一下·福建福州·期中）关于下列电池的说法不正确的是 A．图甲中苹果含有苹果酸可导电，铁片作负极 B．图乙中由于空气中的在Cu片表面得电子，使铜片附近溶液pH增大 C．图丙中酸性锌锰干电池中锌筒作负极被不断消耗，用久有漏液风险 D．图丁中电子从石墨电极流向镁电极 【答案】D 【分析】图1苹果中的苹果酸是电解质，该装置为原电池，铁片活泼性强，作负极，图2装置能够成原电池，其中电解质为饱和食盐水，铁片活泼性强，作负极，铜片作正极，图3的酸性锌锰干电池中锌筒做负极，图4中Mg为负极，石墨为正极，据此回答。 【解析】A．图1苹果中的苹果酸是电解质，该装置为原电池，铁片活泼性强，作负极，A正确； B．图2装置能够成原电池，其中电解质为饱和食盐水，铁片活泼性强，作负极，铜片作正极，正极为氧气得电子，转化为OH-，所以铜片附近溶液pH增大，B正确； C．图3的酸性锌锰干电池中锌筒做负极，失去电子被消耗，用久有漏液风险，C正确； D．由图4示可知，Mg为负极，石墨为正极，所以电子从镁电极流向石墨电极，D错误； 故选D。 5．在锌锰原电池中，作正极的是 A．锌 B．锰 C．石墨 D．锌锰 【答案】C 【解析】锌锰干电池中，Zn比石墨活泼，锌作负极，石墨作正极，故C符合要求。 答案选C。 6．（23-24高二上·湖北·月考）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．图甲：该电池为碱性锌锰电池，锌筒作负极 B．图乙：铅蓄电池为二次电池，放电时负极的电极反应式为 C．图丙：该微生物电池工作时，电子移动方向为 D．图丁：锂电池充电时，从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中 【答案】D 【解析】A．图甲：该电池无碱性介质，属于普通锌锰电池，锌筒作负极，A错误； B．图乙：铅蓄电池为二次电池，Pb作负极，稀硫酸作电解质溶液，则放电时负极的电极反应式为：，B错误； C．图丙：该微生物电池工作时，N电极上O2被还原为H2O，N电极作正极，M电极作负极，电子从负极流出经外电路流入正极，则电子移动方向为：M→X→Y→N， C错误； D．图丁：锂电池充电时，材料为钴酸锂的电极B作阳极，材料为嵌锂石墨的电极A作阴极，Li+从阳极移向阴极，即Li+从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中，D正确； 故选D。 7．下列生活中的常见电池，属于一次电池的是 A．锌锰电池 B．镍镉电池 C．锂离子电池 D．铅蓄电池 【答案】A 【解析】A．普通锌锰干电池为一次电池，不能充电而重复使用，选项A符合； B．镍镉电池为可充电电池，为二次电池，选项B不符合； C．锂离子电池为可充电电池，为二次电池，选项C不符合； D．铅蓄电池为可充电电池，为二次电池，选项D不符合； 答案选A。 8．日常生活常用的干电池构造示意图如图。下列说法错误的是 A．电极a为正极，发生氧化反应 B．电池使用过程中锌筒逐渐变薄 C．负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ D．电池工作时，MnO2得到电子被还原 【答案】A 【分析】锌锰干电池为原电池原理，其中锌作负极，发生失电子的氧化反应，石墨棒为正极，二氧化锰发生得电子的还原反应，据此分析解答。 【解析】A．根据上述分析可知，电极a为正极，发生还原反应，A错误； B．电池使用过程中锌筒作负极，发生失电子的氧化反应生成锌离子，从而使锌筒逐渐变薄，B正确； C．负极锌作负极，其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，C正确； D．电池工作时，石墨棒附近的MnO2得到电子被还原，D正确； 故选A。 9．关于生活中的化学电源，下列说法错误的是 A．锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．化学电池的反应基础是氧化还原反应 C．旧电池回收是为了回收有用材料以及防止电池污染环境 D．铅蓄电池正极材料是，负极材料是Pb 【答案】A 【解析】A．锂电池为可充电的二次电池，碱性锌锰电池为一次电池，A错误； B．化学电池的氧化还原反应的一个应用，B正确； C．废旧电池内含有重金属，会污染环境，所以需要旧电池回收，C正确； D．铅蓄电池正极发生还原反应，所以材料为PbO2，负极为Pb，D正确； 故答案选A。 10．下列各种电池不会造成环境污染的是 A．太阳能电池 B．锌锰干电池 C．铅蓄电池 D．镉镍电池 【答案】A 【解析】A．太阳能电池是把太阳释放出的能量转化为电能，不会对环境带来污染，故A可选； B．锌锰干电池中含有重金属离子如锰离子等，易造成环境污染，故B不选； C．铅蓄电池中含有重金属离子，如铅离子等，会造成环境污染，故C不选； D．镉镍电池中含有重金属离子镍、铬等离子，会造成环境污染，故D不选； 故选A。 综合应用 11．（24-25高一下·重庆九龙坡·期末）某微生物燃料电池可处理废水中的有机物[主要成分是(C6H10O5)n]，工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．N极是电池正极 B．该装置能将化学能转化为电能 C．工作时，H+从N极透过质子交换膜迁移到M极 D．M极电极反应：(C6H10O5)n + 7nH2O-24ne− = 6nCO2↑ + 24nH+ 【答案】C 【分析】燃料电池中，氧气通入的电极反应为：，因此N极为正极，M极为负极，根据图中物质可知，发生的电极反应为：(C6H10O5)n + 7nH2O-24ne− = 6nCO2↑ + 24nH+，据此作答。 【解析】A．根据分析可知，N为正极，故A正确； B．该装置为原电池装置，将化学能转化为电能，故B正确； C．氢离子带正电，移动到正极，该装置的交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，因此工作时，H+从M极通过质子交换膜迁移到N极，故C错误； D．根据分析可知，M极为负极，电极反应为：(C6H10O5)n + 7nH2O-24ne− = 6nCO2↑ + 24nH+，故D正确； 故答案选C。 12．（24-25高一下·广西南宁·期末）化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A．图甲：锌铜原电池工作时，电子由锌经电流表流向铜，再由铜经电解质溶液流向锌 B．图乙：纽扣式银锌电池中，正极的电极反应式为 C．图丙：锌锰干电池中，锌筒作负极，发生还原反应，且外电路中每转移电子消耗锌65g D．图丁：铅蓄电池为二次电池，其负极的电极反应式为 【答案】B 【解析】A．铜锌原电池中，锌是负极，铜是正极，电子是从负极经导线流经正极，但是电子不会经过电解质溶液，故A错误； B．正极为氧化银得电子发生还原反应，电解质溶液为氢氧化钾，所以正极的极反应为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，故B正确； C．锌锰干电池中，锌筒作负极，发生氧化反应，故C错误； D．铅蓄电池为二次电池，其负极的电极反应式为，故D错误； 答案选B。 13．（24-25高一下·北京·期末）铅酸蓄电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 已知：难溶于水，该电池总反应为。 A．作电池的负极 B．电池工作时，稀硫酸的浓度增大 C．电池工作时，向负极方向移动 D．电池工作时，铅极发生 【答案】D 【分析】铅酸蓄电池总反应为，电池工作时，Pb失电子生成，Pb作负极；得电子生成，作正极。 【解析】A．作电池的正极，A不正确； B．电池工作时消耗，故稀硫酸的浓度减小，B不正确； C．电池工作时，电子导体和离子导体中的载流子形成闭合回路，电子导体中电子由负极流向正极，离子导体(此处为电解质溶液)中阴离子由正极流向负极；反之，阳离子由负极流向正极，故向正极方向移动，C不正确； D．由电池总反应可以得到，铅极(即负极)铅失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，，D正确。 故选D。 14．（24-25高一下·安徽芜湖·期末）如图所示，下列关于碱性乙醇燃料电池的说法错误的是 A．电池工作结束后，电解质溶液的pH减小 B．电池工作时，外电路中电流从b电极流向a电极 C．电极a的反应式为： D．当0.2 mol电子通过装置时，b电极上消耗1.12 L氧气(标准状况) 【答案】C 【分析】a极通入乙醇，乙醇失电子发生氧化反应，则a是负极；b极通入氧气，氧气得电子发生还原反应，则b是正极。 【解析】A．电池工作结束后，溶液中最终生成，则电解质溶液中浓度减小，故pH减小，A正确； B．根据分析，电池工作时，外电路中电流从正极流向负极，即b电极流向a电极，B正确； C．碱性乙醇燃料电池中电极a为负极，乙醇失电子氧化生成，则电极反应式为：，C错误； D．电极b为正极，氧气得电子还原生成，电极反应式为，则当0.2 mol电子通过装置时，b电极上消耗0.05mol氧气，即标准状况下1.12 L氧气，D正确； 答案选C。 15．（24-25高一下·北京顺义·期末）普通锌锰电池的构造示意图如下。电池放电时发生的主要反应为：。下列说法正确的是 A．石墨棒作负极 B．发生氧化反应 C．失电子生成 D．电池工作时，电子由石墨棒通过导线流向锌筒 【答案】B 【分析】普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：，根据总反应可知，锌是活泼金属，失电子发生氧化反应，则锌作负极，在石墨上得电子发生还原反应，则石墨作正极。 【解析】A．根据分析，石墨棒作正极，A错误； B．失电子发生氧化反应，B正确； C．得电子发生还原反应生成，C错误； D．电池工作时，电子由负极通过导线流向正极，即由锌筒通过导线流向石墨棒，D错误； 答案选B。 16．（24-25高一下·广西百色·期末）“盐水小汽车”因结构简单、制作方便而深受喜爱，其结构和原理如图所示。下列说法错误的是 A．使用前，应将Mg片用砂纸打磨干净 B．溶液中的Cl-向Mg片一极移动 C．溶液中的Na+在Cu片一极得电子发生还原反应 D．负极的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+ 【答案】C 【分析】已知Mg的金属性比Cu强，故Mg作负极，电极反应为：Mg-2e-=Mg2+，而Cu作正极，电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，据此分析解题。 【解析】A．Mg的性质很活泼，易被氧气氧化在其表面形成致密的氧化物保护膜，故使用前，应将Mg片用砂纸打磨干净，A正确； B．由分析可知，Mg电极为负极，Cu电极为正极，故溶液中的Cl-向负极即Mg片一极移动，B正确； C．由分析可知，Mg电极为负极，Cu电极为正极，则溶液中的Na+移向正极Cu片，但不是Na+得电子发生还原反应，而是O2得到电子，C错误； D．由分析可知，负极的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，D正确； 故答案为C。 拓展培优 17．（25-26高一上·河北·期末）以下是几种常见的化学电源示意图，有关说法错误的是 A．干电池和铅蓄电池分别属于一次电池和二次电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒会被破坏 C．铅蓄电池在工作中，负极每消耗1 mol Pb，则溶液中就转移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】A．干电池放电后不能充电再使用，属于一次电池；铅蓄电池可以反复充放电，属于二次电池，A正确； B．干电池中锌筒作为负极，发生氧化反应被消耗，长时间使用后会变薄甚至破损，B正确； C．铅蓄电池的负极反应为：，每消耗1 mol Pb，确实转移2 mol 电子，但电子是在导线中转移，并非在溶液中转移，溶液中是离子的定向移动，C错误； D．氢氧燃料电池中，氢气在负极失去电子，发生氧化反应，D正确； 故答案选C。 18．（25-26高一下·山东·课后作业）锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为，下列说法正确的是 A．Li是正极，电极反应为 B．Li是负极，电极反应为 C．电池反应时，锂是正极，二氧化锰是负极 D．电池反应时，混合物由黑色变为紫色 【答案】B 【解析】A．若Li为正极，但其电极反应Li - e-= Li+表示失电子反应，而正极应发生得电子反应，A错误； B．Li在反应中失电子（从0价升至+1价），是负极，电极反应Li - e⁻ = Li⁺正确，B正确； C．锂在反应中失电子，应为负极；二氧化锰得电子（Mn从+4价降至+3价），为正极，C错误； D．MnO2为黑色固体，LiMnO2（锰酸锂）通常为绿色或灰黑色，并非紫色，D错误； 答案选B。 19．（25-26高一下·山东·课后作业）根据题意解答 (1)为了验证与氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是 （填序号）。 (2)将设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（a、b为多孔碳棒），负极通入 ，其电极反应式为 ，电池总反应为 (3)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。 ①若两个电极分别是锌、铜，电解质溶液是稀硫酸，正极的电极反应式 ； ②当电极a为Al、电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠时，该原电池的负极为 ；该原电池的电池总反应为 。 ③若电池的总反应是，则可以作正极材料的是 ，正极反应式是 。若该电池反应消耗了，则转移电子的数目为 。 【答案】(1)② (2) (3) Al 比铁不活泼的金属或石墨 【解析】（1）为了验证与氧化性强弱，可通过氧化还原反应来验证，将该反应设计成原电池，铜作负极，比铜不活泼的金属或石墨作正极，选择的电解质溶液，若电流计指针偏转说明反应能发生，证明氧化性强于，则装置②符合要求。 （2）氢氧燃料电池中氢气在负极发生反应，电极反应式为，电池的总反应式为。 （3）①若两个电极分别是锌、铜，电解质溶液是稀硫酸，则锌作负极，铜作正极，正极的电极反应式为； ②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，Al能与氢氧化钠发生氧化还原反应，则Al作原电池的负极；该原电池的电池总反应为； ③根据电池的总反应可知，铁作负极，则正极材料应为比铁不活泼的金属或石墨，在正极得电子发生还原反应，电极反应式是；根据电极反应式可知，若该电池反应消耗了，则转移电子的数目为。 20．（25-26高一上·北京·月考）乙醇()是生活中常见的物质，用途广泛，其合成方法和性质也具有研究价值。乙醇燃料电池具有很多优点，从而引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池： (1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为 。 (2)碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应为 。 (3)当酸性乙醇燃料电池工作一段时间后，若忽略溶液体积的变化，电极区域的会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。已知溶液的与相关，越大，溶液越小。结合化学用语解释说明 。 (4)熔融盐乙醇燃料电池中，电极上发生的电极反应为 。 【答案】(1)O2 (2) (3) 减小 电极a的反应为，该反应生成了大量H+，导致增大，溶液pH减小 (4) 【分析】乙醇燃料电池中，氧气参与反应的一极为正极，乙醇参与反应的一极为负极，则： 碱性环境时，正极上被还原生成，发生电极反应：；负极上乙醇()被氧化生成，发生电极反应：； 酸性环境时，正极上被还原生成水，发生电极反应：；负极上乙醇()被氧化生成，发生电极反应：； 熔融盐环境时，正极上被还原生成，发生电极反应：；负极上乙醇()被氧化生成，发生电极反应：，据此作答。 【解析】（1）由分析可知，三种乙醇燃料电池中正极反应物均为O2； （2）由分析可知，碱性乙醇燃料电池中，电极a为负极，发生的电极反应为：； （3）由分析可知，酸性乙醇燃料电池中，电极a的反应为：，即生成，电极区域酸性增强，则工作一段时间后，若忽略溶液体积的变化，该区域的pH会减小。溶液的与相关，越大，溶液越小。结合化学用语解释说明：电极a的反应为，该反应生成了大量H+，导致增大，溶液pH减小； （4）由分析可知，熔融盐乙醇燃料电池中，电极b为正极，发生的电极反应为：。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $