第4章 第1节 第2课时 化学电源-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步辅导与测试(人教版)

第四章化学反应与电能 第一节原电池 第一课时原电池的工作原理 必备知识·自主梳理 1.(1)化学能电能(2)电解质(4)氧化还原电流衰减 2.(1)①负极正极②盐桥(2)Zn-2e一Z2+氧化 Cu2++2eCu还原Zn十Cu2+= -Cu+Zn2+Cl K 练一练 1.(1)/(2)×(3)×(4)× 关键能力·合作探究 新知探究（一） 探究活动 1.提示：Mg作负极，Mg-2e-Mg+,Ag作正极，2Ag十2e —2Ag,总反应式：Mg十2Ag—2Ag十Mg+ 2.提示：K+移向正极（或AgNO3溶液），NO5移向负极[或 Mg(NO3)2溶液]。 3.提示：从Mg电极流出，通过外电路移向Ag电极。 对点题组 1.C[原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应：相对不活 泼的金属（或非金属导体）为正极，发生还原反应。 2.C[在Zn、Cu和硫酸钢构成的原电池中。锌为负极，发生失去电 子的氧化反应，A错误：原电池工作时，电子从负极锌沿导线流向 正极钢，电子不能进入溶液中，B错误：锌为负极，电极反应式为 Zn一2e—Zn2+,钢为正极，电极反应式为Cu2+十2e -Cu, 甲池转移1 mol Zn+到乙池，则乙池有1 mol Cu析出，但1mol Zn2+的质量大于1 mol Cu的质量，所以乙池的溶液质量增大，C 正确；原电池工作时，由于阳离子交换膜的作用，内电路中阳离子 Zn2+由负极Zn移向正极Cu,所以甲池的c(Zn2+)几乎不变，D错 误。」 3.BL装置①中M(),作正极，石墨I作负极，装置②中石墨Ⅲ作 负极，故A正确：装置①中碘离子失电子被氧化，装置②中碘酸纳 得电子被还原，故B错误：装置①中Mn()2作正极，电极反应式 对，故C正确：反应①中，碘元素由一1价升高为0价，生成1mol 碘单质转移2ol电子，反应②中，碘元素由十5价降低为0价 生成1mol碘单质转移10mol电子，反应①、②中生成等量的1 时，导线上通过的电子数之比为1：5，故D正确。] 新知探究（二） 典例导引 [解析]分析元素化合价的变化可知，Zn为负极，比Zn活泼性差 的金属或非金属（石墨等）为正极，远择与电极材料有相同离子的 溶液作电解质溶液。 Zn Pt 转 博 ZnSO,溶液FeCL溶液 [答案]ZnZn-2e-—Zn2+Pt2Fe3++2e=2Fe2+ 对点题组 1.C[加入适量的3mol·L的硫酸，增大了氢离子的浓度，也增 大了氢离子的物质的量，故A错误：加入适量蒸馏水，氢离子的浓 度减小，不改变氢离子的物质的量，化学反应速率减小，故B错 误：加入数滴硫酸钢溶液，Z足量，构成锌钢原电池，加快反应速 率，且没有改变氢离子的物质的量，不影响生成的氢气的总量，故 C正确：加入适量的硫酸钠溶液，氢离子的浓度减小，不改变氢离 子的物质的量，化学反应速率减小，故D错误。] 2.C[由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性：a>b: 对于第二个装置，依据还原性规律知，金属活动性：b>C:第三个 装置的金属活动性：d>c:由第四个装置电流从a→d,则电子从d →a,故金属活动性：d>a。总之，金属活动性顺序是d>a>b >c。] 3.D[a中Zn与CuS()溶液反应置换出Cu,Zn的量减少，产生H。 的量减少，但Zn、Cu和稀HS),溶液形成原电池，反应速率加 快，D项图示符合要求。] 素养演练·提升技能 1.D[行人踩踏地板产生的振动不属于化学能，A错误：在原电池 的正极端氯离子和银离子反应，所以不可以用KC1饱和溶液制得 的琼脂作盐桥，B错误；F在浓硝酸中发生钝化，Cu能与浓硝酸 反应，可组成原电池，但铁作正极、钢作负极，C错误：原电池是将 化学能转化为电能，需要自发进行的释放能量的氧化还原反应，D 正确。 2( 2.B[A项，在①装置中锌与氢离子反应生成锌离子和氢气，锌棒 变细，钢不与氢离子反应，钢棒没有变化：B项，在②装置中锌棒与 钢棒通过导线连接形成了闭合回路，构成了原电池，锌失去电子 转化为锌离子，锌棒变细，氢离子在钢棒上得电子生成氢气，钢棒 不会变粗：C项，②装置实现了化学能到电能的转化，但部分化学 能转变为热能：D项，在①②装置中，锌均失去电子发生氧化 反应。] 3.A原电池工作时，盐桥中的K移向正极，即CS),溶液，故A 正确：取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流计指针不 发生偏转，故B错误：Cu为正极，发生还原反应：Cu+十2e Cu,析出的Cu附着在Cu电极上，钢片质量增加，故C、D错误。] 4.D[A.电子是由负极流向正极，电流的移动方向和电子的移动 方向相反，电流由正极流向负极，则电流由银电极流向钢电极，故 A错误；B.Ag为正极，电极反应式为：Ag十e =Ag,故B错 误；C,盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，若实验过程中 取出盐桥，原电池不能形成闭合回路，不能继续工作，故C错误； D.将钢片直接浸入硝酸银溶液和原电池反应均为钢与银离子发 生置换反应生成银，发生的化学反应相同，故D正确。] 5.解析(1)该原电池中Cu作负极，电极反应式为Cu一2e Cu2+:石墨作正极，电极反应式为2Fe3+十2e- =2Fe2+。X溶 液应为FeCl溶液，Y溶液应为CuCl,溶液。原电池工作时，盐桥 中的阳离子向正极移动。 (2)Cu作负极，O,在正极上得电子：)，十4十4H+一2H,()。 答案(1)①2Fe3++2e—2Fe+Cu-2e-Cu2 ②FeCl;CuCl2③阳 (2))2+4e-+4H+= =2H,O 第二课时化学电源 必备知识·自主梳理 一、1.一次二次 3.重金属 练一练 1.(1)/(2)/(3)× (4)/ 二、1.Zn-2e+2OH-=Zn(OH):2MnO2+2H0+2e= 2Mn()(()H)+2()H-Zn+2Mn(),+2H()=2Mn()(()H) -Zn(OH)2 2.Pb-2e-+SO:=PhSO. PbO,+4H++S):-+2e-=Pb- SO,+2H,O 3.H2-2e=2H+ 10为 20,+2H*+2e-H,0H+ =H) 练一练 2.(1)×(2)×(3)× 关键能力·合作探究 新知探究（一） 情境导入 1.提示：放电时负极反应为Zn一2e十2OH厂一Zn()H)2。 2.提示：放电时正极附近生成(OH,碱性增强，pH变大。 3.提示：充电时该电池的正极接外接电源正极，负极接外接电源 负极。 对点题组 1.C[由电池总反应可知：放电时负极反应式为Cd十2OH一-2e C()H),,负极区(OH浓度减小，pH减小，正极反应式为 NiO(OH)+H,O-+e =Ni(OH)2十OH,正极区OH-浓度增 大，H增大，A正确，C错误；充电时阳极反应式与放电时的正极 反应式相反，即Ni(OH)2一e十OH= =Ni(O(OH)+HO,B正 确：二次电池放电时化学能转化为电能，充电时电能转化为化学 能，D正确。] 2.C[该电池为可充电电池，属于二次电池，A项正确；放电时，N 得到电子，Li+参与反应，电极反应式为6Li+十N2十6e 2Li3N,属于固氨过程，B、D项正确：Li作负极，能与水发生反应， 测负极室不可用锂盐水溶液作电解质溶液，C项错误。] 3.B「由图可知，集流体A与电极A相连，充电时电极A作阴极， 故充电时集流体A与外接电源的负极相连，A说法正确：放电时， 外电路通过amol电子时，内电路中有a mol Li+通过LPON薄 膜电解质从负极迁移到正极，但是LP()N薄膜电解质没有损失 L,B说法不正确；放电时，电极B为正极，发生还原反应，反应 可表示为Li1-Co(O2十xLi计十xe 一LCo(),,C说法正确；电池 放电时，嵌入在非晶硅薄膜中的鲤失去电子变成L,正极上 Li-Co()2得到电子和Li变为LiCo)2,故电池总反应可表示为 Ls十，Co0登s+Co0D说法正确，] 7 新知探究（二） 典例导引 [解析]由分析知，HNO3在正极起催化作用，作催化剂，则加入 HN()3降低了正极反应的活化能，故A正确：电池工作时正极区 的总反应为()，十4十4H+一2H,(),则溶液中氢离子浓度减 小，pH增大，故B错误；根据得失电子守恒可知，1mol CHCH,OH被完全氧化时，转移12mol电子，则有3mol),被 还原，故C正确；由分析知，负极反应为CH CH,OH十3H) 12e =2C0,十12H+,故D正确。 [答案]B 对点题组 1.B「甲醇燃料电池是一种新型化学电源，可将化学能转化为电 能，A错误：图中H+向乙电极迁移，则乙电极为正极，甲电极为负 极，电流由正极流向负极，即由乙电极经导线流向甲电极，B正确； 该电池的电解质溶液呈酸性，故负极反应式为CHOH十H) 6e(C),十6H+,C错误；b口通入CH)H在负极发生氧化 反应，C口通入空气，其中)，在正极发生还原反应，D错误。] 2.B[该反应中，可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条 件，A正确；该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV十一e 一MV+,则左端电极是负极，应为负极区，在氨化酶作用下继 续发生反应H,十2MV2+一2H++2MV+,B错误：右端电极反 应式为MV+十e 一MV+,是正极，在正极区N2得到电子生 成NH?,发生还原反应，C正确；原电池中，内电路中H十通过交换 膜由负极区向正极区移动，D正确。] 3.(1)CH,+2()2 CO2+2H2(0 202+8H++8e-=4H(O CH,-8e+2H2O=C)2+8H+ (2)CH+2O2+2)H(C)+3H() 2(),十4H,()+8e=80H CH.+10OH--8eC()号-+7H2O) (3)CH+2O2C)2+2HO 2)2+8e=402 CH.+4y--8e-C)2+2H,) (4)CH+202C)2+2HO 2()2+4C()2+8e =4C0 CH,+4CO-8e-=5CO,+2H,O) 素养演练·提升技能 1.A[铅酸蓄电池充电时，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，电 极反应式为PS),十2H,()一2e- —Pb(),+S)-+4H+,则铅 酸蓄电池充电时的阳极产物为Pb(),,A正确：原电池中失电子的 一极为负极，则锌锰电池中锌为负极，碳棒为正极，B错误；燃科电 池中燃料与氧气分别在两个电极上反应，燃料与氧气不接触，不 发生燃烧反应，不需要点燃引发反应，C错误：自发的氧化还原反 应可以设计成原电池，非自发的氧化还原反应不能设计成原电 池，D错误。] 2.D[锌被氧化而作原电池负极，氧化银被还原而作原电池正极， A、B错误。] 3.D[正极上是氧气得电子在水性电解液中生成氢氧根离子，则电 极反应式为()，十4e十2H,()—4OH-,A错误：该电池充电 时，阴极鲤离子得电子发生还原反应：L计十e —Li,B错误；金 属锂能与盐酸反应生成氢气，所以电池中的有机电解液不可以用 稀盐酸代替，C错误；放电时，空气极为原电池正极，充电时，空气 极为电解池的阳极，因此充电时，空气极与直流电源正极相连，D 正确。门 4,A[随着反应的进行，氧化物电解质的量不会减少，故A错误；由 原理图分析可知，其负极反应式为：C十2C(一4e =3C()2↑， 故B正确：原电池内部的阴离子向负极移动，所以C正确；直接煤 一空气燃料电池是把化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电是把 化学能转化为热能，再转化为电能，所以D正确。] 5.解析(1)CH,参加该反应转变为C),C的化合价从一4价升高 到十2价，则2 mol CH,参加该反应转移12mol电子：(2)原电池 中阴离子向负极移动，A为负极，所以C(向电极A移动： (3)通入氧气的一极为正极，则B为正极，A为负极，负极上H和 C)被氧化生成二氧化碳和水，故电极A的反应为H,十2CO)十 CO-4e—3CO,十H,O,其中氢气发生的反应为H,十C() 2e=C()2+H2O。 答案(1)12(2)A(3)H2+C)-2e=C)2十H) (4)(02+2C()2+4e=2C)5 2( 第二节电解池 第一课时 电解原理 必备知识·自主梳理 、1.电解质溶液导电金属铜氯气 2.(1)Cu2+、C1-、H+、OH-(2)C】-、OH-Cu2+、H (3)2C--2e-C,*Gr++2e一Cu Cuc1,电解Cu +C1,↑(4)电解 练一练 1.(1)/ (2)×(3)×(4)× 二、1.氧化还原 2.(1)①电化学②阳极阴极(3)①氧化还原②阴 阳③阴阳 练一练 2.(1)×(2)×(3)/(4)/ 关键能力·合作探究 新知探究（一） 探究导入 1.提示：实验1和实验2中均无明显现象。实验3中与电源负极相 连的碳棒上有C析出，与电源正极相连的碳棒上有能使湿润的 碘化钾淀粉试纸变蓝的气体生成。 2.提示：通电前CuCl2溶液中的C2+、CI厂等自由运动。通电后 Cu+和CI发生了定向移动。根据实验现象可知，与电源负极相 连的一极有Cu生成，与电源正极相连的一极有Cl2生成。 对点题组 1.D[电子只能在外电路中移动，故A错误；极产生)2，c极产生 Cl2,根据电子守恒()，一2C12~4e,O),和Cl,的物质的量之比为 1：2,故B错误：阴离子向阳极移动，a和c是阳极，所以S(向 a电极移动，C】-向c电极移动，故C错误：d极是阴极，电极反应 式可表示为2H2()十2e 一H,◆十2()H,所以滴入酚酞溶液d 极附近会变红，故D正确。] 2.D[a极与电源正极相连为阳极，A项错误：溶液中的C+向b 极移动，B项错误：阴极上C+放电生成钢单质，电解一段时间后 溶液颜色变浅，C项错误；与电源负极相连的阴极上发生反应为 Cut十2e Cu,D项正确。 3.C[Ag与盐酸不反应，所以要使反应2HCI十2Ag=2AgC1十 H↑能进行，应该设计成电解池，Ag失电子发生氧化反应，Ag作 阳极，氢离子得电子发生还原反应，电解质溶液中氢离子放电，则 符合条件的是C。 新知探究（二） 典例导引 「解析](1)以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少，水 的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解 质的化学式为HCl,电解的阴极反应式为2H+十2e一H,◆，电 解的阳极反应式为2C1一2e—C1,个，电解的总方程式是 2HC1电解H,◆十CL◆。(2)以铂丝为电极进行电解，水的物质 的量减少，电解质的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体 体积比为2：1，则该电解质为活泼金属的含氧酸盐，其化学式为 KS),,阴极电极反应式为4H十十4e一2H2个，阳极电极反应 式为4()H-4e= 2HO十()2↑。(3)以惰性电极电解，电解 质的物质的量减少，水的物质的量也减少，H下降，测电解质为 不活泼金属的含氧酸盐，化学式为CS),,电解的总方程式为 2CuS0,+2H,0电解2Cu+0,4+2H,S0. 答案](1)HC12H++2e=H↑2C1--2eCl2◆ 2HC电解H,◆+C,+(2)KS0,4H++4e—2H 4()H-4e=2H,()十()2↑ (3CuS0,2CS0,+2H0电解2Cu+0,+2H,S0 对点题组 1.B[A项，电解稀HCI溶液，阴极产物为H2,阳极产物为C12,错 误：B项，电解NS),溶液，实际上是电解水，阴极产物为H,,阳 极产物为O2,正确；C项，电解CuCl2溶液，阴极产物为Cu,阳极 产物为CI2,错误；D项，电解酸性AgN()3溶液，阴极产物为Ag, 阳极产物为)2，错误。] 2.A[该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；b电极为阴 极，O2得电子生成H)2,B正确：装置中阴极生成H)2、OH一， 阳极生成H,所以电池工作时，内部生成的HO2、(OH与H 反应生成H)2和H(),C正确：b电极为阴极，电极反应式为) +H)+2e =H)。十(OH-,电路中通过2mol电子，消耗 1mol)2,标准状况下的体积为22.4L,D正确。] 8化学选择性必修1 素养演练·提升技能 1.下列有关电化学知识的描述正确的是() A.行人踩踏发电瓷砖（原理是利用行人踩踏地 板产生的振动来发电)是将化学能转化为 电能 B.某原电池反应为Cu+2AgNO一Cu(NO3)2 十2Ag,装置中的盐桥可以装有含琼胶的KCI 饱和溶液 C.因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线 连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必 是铁作负极、铜作正极 D.理论上，任何能自发进行的且能放出能量的 氧化还原反应都可设计成原电池 2.关于如图所示装置，下列说法不正确的是 ( Zn Zn 稀硫酸 稀硫 ① ② A.在①装置中锌棒逐渐变细，铜棒无变化 B.在②装置中锌棒逐渐变细，铜棒逐渐变粗 C.在②装置中化学能部分转化成了电能 D.在①②装置中锌棒均被氧化 3.有关如图所示原电池（盐桥中装有含KC1饱和 溶液的琼脂)的叙述，正确的是 ) e ④ 电流计 Zn_ Cu 盐桥 ZnSO (ag)CuSO (ag) A.该原电池工作时，盐桥中的K+会移向CuSO 溶液 B.取出盐桥后，电流计的指针依然保持偏转 C.铜片上有气泡逸出 D.反应前后铜片质量不改变 第二课时 【课程标准要求】1.了解常见化学电源的工作原玛 分析化学电源的工作原理。 必备知识·自主梳理 一、化学电源 1.化学电源的分类 化学电源包括一次电池、二次电池和燃料电池 达标训练素养提高 4.下列关于如图所示原电池的叙述正确的是 ( ④ 铜片 盐桥 银片 Cu(NO3)2 AgNO, 溶液 溶液 A.在外电路中，电流由铜电极流向银电极 B.正极反应为Cu2++2e一Cu C.实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 D.将铜片直接浸入硝酸银溶液中发生的化学 反应与该原电池反应相同 5.(1)利用反应Cu+2FeCl3一CuCl2+2FeCl2 设计成如图所示的原电池，回答下列问题： 灵敏电流表 ④ 盐桥 Y溶液 X溶液 ①写出电极反应式： 正极： 负极： ②图中X是 ,Y是 ③原电池工作时，盐桥中的 (填“阳”或 “阴”)离子向X溶液方向移动。 (2)利用反应2Cu+O2+2H2SO4一2CuS0 +2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原 电池，其正极反应式为 温馨提示 请做课时分层检测（十七） 化学电源 。2.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息 预习新知夯实基础 等，原电池是各种化学电源的雏形。普通锌锰 电池属于 电池，铅酸蓄电池属于 电池。 第四章 化学反应与电能 2.判断电池优劣的主要标准 :2.二次电池（以铅酸蓄电池为例） 单位质量或单位体积所能输出电 比能量 负极：Pb,电极反应为 输出 能的多少 稀硫酸 电能 比功率 单位质量或单位体积所能输出功 正极：PbO2,电极反应为 率的大小 电 储存电池可储存时间的长短 电解质溶液：稀硫酸 3.化学电池回收利用 PbO. 废旧电池中含 和酸、碱等有害物质，应 Pb 电池总反应：Pb+PbO+2H2SO, 放电 2PbS0,+2H0 回收利用，既减少污染，又节约资源。 充电 【练一练】 : 3.燃料电池（以氢氧燃料电池为例） 1.判断正误（正确的打“/”，错误的打“×”）。 负极(Pt): (1)一次电池也叫干电池，其活性物质被消耗后 H PtPt 不能再生 ( ) 正极(Pt) (2)二次电池也叫可充电电池，通过充电可使其： 正极室 电 活性物质再生 ( ) 负极室 电解质溶液：稀硫酸 (3)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池 隔膜 电池总反应： ( 电解质 (4)化学电源与其他能源相比，具有携带方便， 溶液 可制成各种形状等优点 ( 质子交换膜 二、常见的化学电源 燃料电池的能量利用率高，而且可以做到污染 1.一次电池（以碱性锌锰电池为例） 物的少排放甚至零排放，因此被誉为“绿色发 负极：Zn,电极反应为 电站”。 【练一练】 锌粉和 正极：MnO2,电极反应为 2.判断正误（正确的打“/”，错误的打“×”）。 KOH的 混合物 (1)碱性氢氧燃料电池中，负极反应为H2一 电解质：KOH MnO., 2e-—2H+ ( 金属 电池总反应： (2)燃料电池中，可燃物通入负极，发生还原 外壳 反应 ( ) 优点：比普通锌锰电池性能好， 其比能量和可储存时间均有所 (3)铅酸蓄电池使用一段时间后，电解质溶液的 提高 pH不变 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 新知探究（一） 二次电池的工作原理 情境导人 1.写出该电池放电时的负极反应式。 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高 能电池相比，该电池可长时间保持稳定的放电电！ 压。高铁电池的总反应为3Zn十2K2FeO4十 8H,0t息3Zn(OH2+2Fe(OH3十4KOH. 2.根据该电池的总反应分析电池工作时，正极附 充电 近溶液的pH怎样变化？ 高铁电池是以合成稳定的高 铁酸盐作为高铁电池的正极 材料，来制作能量密度大、体 积小、重量轻、寿命长、无污 染的新型化学电池。 81 化学选择性必修1 3.给该电池充电时应该怎样连接电极？ 归纳总结 可充电电池充电、放电的原理 (1)可充电电池理解 既能将化学能转化为电能（放电），又能将电能 转化为化学能（充电）的一类特殊电池。需要注 意的是充电和放电的反应不互为逆反应。 (2)充、放电时各电极上发生的反应 电源(-) 负极日 氧化反应 还原反应 阴极 放电 电池 充电 正极 还原反应 氧化反应 阳极 电源(+) (3)可充电电池电极反应式的书写 充电时阴极（或阳极）的电极反应式与该电池放 电时负极（或正极）的电极反应刚好相反。例 如，铅酸蓄电池充电、放电的过程如图所示。 Pb+SO2-2e PbSO PbSO+2e- -Pb+SO2 负极反应 放电 铅酸蓄电 阴极反应 充电 正极反应 阳极反应 PbO2+4H+SO2+2e PbSO,+2H,O-2e PbSO,+2H2O Pb02+4H+S07 [注意] 书写铅酸蓄电池电极反应式时一定要 考虑电解质溶液，放电时两极生成的Pb2+和电 解质溶液中的SO-不能共存，Pb2+与SO 结合生成PbSO4沉淀，因此将负极反应式写成 Pb-2e-一Pb2+是错误的，应写成Pb+ SO-2e-PbSO. 对点题组 1.镍一镉电池是一种可充电的“干电池”，使用寿命 长达1015年。其总反应为Cd+2NiO(OH)+ 2H2O 电2Ni(OH2十Cd(OHD2。下列说法不正 充电 确的是 82 A.放电时，负极发生了氧化反应，反应为Cd十 2OH--2e-Cd(OH)2 B.充电时，阳极反应为Ni(OH)2-e十OH -NiO(OH)+H2O C.电池工作时，负极区pH增大，正极区pH 减小 D.该电池充电时将电能转化为化学能 我国科研人员研制出一种Li一N2可充电电池， 该电池中锂箔作负极，多孔碳布作正极，玻璃纤 维作隔板，其电池结构如图所示，电池总反应为 6Li+N2一2Li3N。下列说法错误的是 Li玻璃 C不锈钢 纤维 A.该电池属于二次电池 B.放电时正极反应式为6Ii++N2+6e -2Lig N C.正、负极室均可用锂盐水溶液作电解质溶液 D.该电池的放电过程是一种固氮过程 某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示， 电极A为非晶硅薄膜，充电时Lⅰ+得电子成为 Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜； 集流体起导电作用。下列说法不正确的是 ( 电极A 封氧层 电极B LiPON薄膜电解质 集流体B 集流体A 基体 A.充电时，集流体A与外接电源的负极相连 B.放电时，外电路通过amol电子时，LiPON薄 膜电解质损失a mol Li C.放电时，电极B为正极，反应可表示为 Li-CoO2+xLi+xe-LiCoO2 D.电池总反应可表示为LiSi+Ii1-xCoO2 放电si十1，iCo02 充 [易错提醒]判断选项正误时，要看好是充电 过程还是放电过程，电池充电时注意负极与外 接电源负极相连接，正极与外接电源正极相 连接。 第四章 化学反应与电能 新知探究（二） 燃料电池电极反应式的书写方法 典例导引 确定生成物：乙醇燃烧生成CO2和H2O,其中CO 第 一步 与KOH溶液反应生成K2CO3和H2O,故生成物 [典例]研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入 为K2CO3和H2O 硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如 确定价态的变化及转移电子数：乙醇(C2H,O)中碳 下图所示。 元素的化合价为一2，CO号中碳元素的化合价为 第二步 Pt C +4,故1mol乙醇完全反应失去2mol×[4-( H2O+CH CH2OH NO+H2O. 2)]=12mol电子 C02 HNO H2O 列出表达式：C2HOH+OH --12e 第三步 质子交换膜 ]COg+☐H2O 下列说法错误的是 A.加人HNO3降低了正极反应的活化能 确定电极反应式中各物质的化学计量数：由碳原子 B.电池工作时正极区溶液的pH降低 守恒确定CO号的化学计量数为2，由电荷守恒确 C.1 mol CHgCH2OH被完全氧化时有3molO2 定OH的化学计量数为16。（注：失去12个电子， 第四步 被还原 相当于带12个单位正电荷)再由氢原子守恒确定 D.负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e H20的化学计量数为11，故负极反应式为 C2HOH+160H-12e-2C0号+11H20 -2CO2+12H [听课记录] 方法二：加减法书写燃料电池电极反应式 烃或烃的含氧衍生物作燃料，碱性电 写电池总 第一步 解质生成碳酸盐和水，其他电解质 反应 般生成二氧化碳和水 ①酸性溶液：02+2e+2H ==H2O ②碱性溶液：O2十4e十2H2O 写正极反 第二步 -40H 应式 ③允许02-通过的高温固体：O2十 4e==202 归纳总结 ④熔融的碳酸盐：O2十4e十2CO2 有机燃料电池电极反应式的书写方法 =2C0号 方法一：氧化还原反应书写法 负极电极反应式=电池总反应式一正 电池的负极一定是可燃物，有机燃料中各元素 写负极反 第三步 极电极反应式，要设法消去总反应和 应式 的化合价变化遵循一般化合价规则，燃料失电： 正极反应中的O2 子发生氧化反应；电池的正极多为氧气或空气 得电子，发生还原反应。特别注意电解质溶液 对点题组 酸碱性不同的区别。可根据电荷守恒来配平电 极反应式。 1.甲醇一空气燃料电池(DMFC)是一种高效、轻 如乙醇碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式 污染的车载电池，其工作原理如图所示。下列 有关叙述正确的是 ( 的书写方法。 83 化学选择性必修1 甲电极负载乙电极 a c 质子交换膜 d 扩散层 扩散层 A.该装置能将电能转化为化学能 B.电流由乙电极经导线流向甲电极 C.负极的电极反应式为：CH3OH十6OH 6e--C02+5H2O D.b口通入空气，c口通入甲醇 2.利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成， 电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递 电子，示意图如图所示。下列说法错误的是 ( &⑧ MV'、 MV 电 MV2+ 华 NH 极 氢化酶 固氮酶 交换膜 A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同 时还可提供电能 B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2十 2MV2+-2H++2MV+ C.正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应： 生成NH D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正 极区移动 素养演练·提升技能 1.下列有关化学电源的叙述正确的是 ( A.铅酸蓄电池充电时的阳极产物为PbO2 B.锌锰电池中碳棒为负极 C.燃料电池在工作时需要点燃引发反应 D.氧化还原反应都可以设计成原电池 2.纽扣电池的两极材料分别是锌和氧化银，离子： 导体是KOH溶液。放电时两个电极的电极反 应分别为Zn+2OH--2e-—ZnO+H2O和： Ag2O+H2O+2e-—2Ag+2OH-。下列说 法中，正确的是 84 以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电 极反应式的书写方法。 (1)酸性条件燃料电池总反应式： 正极反应式： 负极反应式： (2)碱性条件燃料电池总反应式： 正极反应式： 负极反应式： (3)固体电解质（高温下能传导O2-)燃料电池 总反应式： 正极反应式： 负极反应式： (4)熔融碳酸盐（如熔融K2CO3)环境下燃料电 池总反应式： 正极反应式： 负极反应式： 达标训练素养提高 A.锌是正极反应物，氧化银是负极反应物 B.锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C.溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极 移动 D.在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基 本保持不变 锂一空气电池是一种新型的二次电池，其放电 时的工作原理如图所示，下列说法正确的是 ( 第四章化学反应与电能 专用充电电极 C.电极X为负极，O2-向X极迁移 D.直接煤一空气燃料电池的能量效率比煤燃 OHbo0ooo 女 Li" 888802 烧发电的能量效率高 金属锂 空气 5. 种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。回答 OH 009000 下列有关问题。 有机电解液 水性 电极A 电极B 电解液 固体电解质 催化剂 CO+H, 用电器 A.该电池放电时，正极的反应式为O?十4e CO 4H+-2H2O K B.该电池充电时，阴极发生了氧化反应：I十 Na e-i 脱水 C.电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替 CH4+H0C02+H20 D.充电时，空气极与直流电源正极相连 (1)反应CH,十H20催化剂 3H2+C0,当有 4.直接煤一空气燃料电池原理如图所示，下列说 △ 法错误的是 ( 2 mol CH4参加该反应，则转移 mol 固态碳· 电子。 02 碳酸盐。 (2)电池工作时，CO3向电极 (填“A” 电极X 88688 C02 、1/ 或“B”)移动。 氧化物电解质 02- 02 02- 电极Y (3)电极A上H2参与的电极反应为 电能 02-1 e O (4)电极B上发生的电极反应式 A.随着反应的进行，氧化物电解质的量不断 减少 B.负极的电极反应式为：C+2CO-4e 温馨提示 请做课时分层检测（十八） 3CO2↑ 第二节 电解池 第一课时 电解原理 【课程标准要求】1.了解电解池的工作原理。2.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电 解池。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 一、电解氯化铜溶液 实验现象 实验结论 1.按如图所示装置完成实验，并填写下表 电流计指针发生偏转 说明 ④二+ 与负极相连的b极上逐渐 析出 覆盖了一层红色物质 石墨棒 石墨棒 与正极相连的a极上有刺 (b极) (a极) 激性气味的气体产生，能使 产生 湿润的碘化钾淀粉试纸 变蓝 CuCl,溶液 85