范文一：[试题]高中化学 选修四 化学电源教案

4.2化学电源教案 新人教版选修4

课题 原电池第四章 第二节 化学电源 课型 新授课 授课人 高二化时1月20日 班级 高二化学

学任教 间

教学目标

1.掌握几种典型电池的用途和特点.2.掌握几种典型化学电池的电极反应 重点

1.掌握几种典型电池的用途和特点. 2.掌握几种典型化学电池的电极反应 难点

教学方法 讲授法、合作探究法

教学环节 教学内容 总体设计 个性化设时间

计 组织教学 师生相互问好 1

复习提问 原电池的工作原理 指名背诵 5

导入新课 创设情境 2

已复习内容导入新课 讲授新课

一、化学电池的种类

5

幻灯展示

师生共同完

成

各组讨论，抢

答

二 典型电池的介绍 1(碱性锌—锰干电池:

负极:Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH) 2

正极:2MnO+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- 2

电解质:KOH

电池反应:Zn+2MnO+2HO=2MnOOH+Zn(OH) 222

2(银锌钮扣电池

各组讨论展 ,, 负极:Zn，2OH,2e,Zn,OH, 2示成果，教 , ,正极:AgO，HO，2e,2Ag，2OH 22师明确原理 总反应式:Zn，AgO，HO== Zn,OH,，222 2Ag 20 3(铅蓄电池

, 2-负极:Pb，,2e,PbSO? SO44

+, 2-正极:PbO，4H，，2e,PbSO?，SO244 3

2HO 2幻灯片展示

5(燃料电池

,,课堂小结 3 负极H，2OH,2 e,2HO 22,, 组内独立完 正极 ,，2HO，4 e,4OH22

巩固练习成 电池总反应式为:2H，,,2HO 222 课堂检测

1 完成训练案内容总结知识要点，画出知识树，布置作业独立完成

构建知识体系。

原电池

板

书

设 计

教

学

反

思

范文二：选修四化学电源专题练习2

化学电源补充练习题二

1．某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应为2H 2＋O 2===2H2O ，正极反应为O 2＋2CO 2

＋4e －

===2CO2-3，则下列推断正确的是 ( )。

A ．负极反应为H －－

2＋2OH －2e ===2H2O

B ．该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性

C ．该电池供应2 mol水蒸气，同时转移2 mol电子 D ．放电时负极有CO 2生成

2．镁/H2O 2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸) ，下列说法正确的是 ( )。 A ．电池总反应为Mg ＋H 2O 2===Mg(OH)2

B ．正极发生的电极反应为H O ＋－

22＋2H ＋2e ===2H2O C ．工作时，正极周围海水的pH 减小

D ．电池工作时，溶液中的H ＋

向负极移动

3． 用于心脏起搏器的电池寿命长，可靠性高，容量大，电压稳定。该电池属于锂-碘电池，电解质是碘化锂固体材料。下列有关该电池的说法正确的是（ ）

A ．该电池工作时负极反应：2I －－2e －

=I2

B ．放电时固体电解质中的I －

向碘极移动

C ．若将该电池充电，则该电池的负极应与外电源的负极相连作阴极，该电池的正极应与外电源的正极相连作阳极 D ．固体电解质材料也可选用饱和碘化铵溶液代替

4．美国一个海军航空站安装了一台250 kW的MCFC 型燃料电池。该电池可同时供应电和蒸汽, 其燃料为H 2, 电解质为熔融的K 2CO 3, 工作温度为600~800 ℃。已知该电池的总

反应为2H 2+O

22H 2O, 负极反应为H 2+CO 2-

3-2e

-H 2O+CO2。下列推断正确的是（ ） A ．正极反应为4OH --4e

-O 2↑+2H2O B ．放电时, CO 2-

3

C ．电池供应1 mol 水蒸气, 转移的电子的物质的量为4

mol D ．放电时CO 2-3

5．有下列4种燃料电池的工作原理示意图，其中正极反应的产物为水的是（ ）

6．氢氧燃料电池是将H 2通入负极，O 2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高． （1）若电解质溶液为KOH 溶液，其正极反应为 ，

负极反应为 ﹣

；

（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为 ，负极反应为 ；若反应过程中转移了2mol 电子，可产生水的质量为 g．

（3）若用氢氧燃料电池电解由NaCl 和CuSO 4组成的混合

溶液，其中c （Na +）=3c（Cu 2+）=0.3mol?L﹣1

，取该混合液100mL 用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到0.112L （标准状况）气体．此时氢氧燃料电池外电路中转移电子数为 ，消耗H 2的质量为 g． 7．（8分）肼(N2H 4) 是火箭发射常用的燃料。一种以肼(N2H 4)

为燃料的电池装置如图所示。 该燃料电池的电极材料采

用多孔导电材料，以提高电极反应物在电极表面的吸附

量，并使它们与电解质溶液充分接触，以空气中的氧气作为氧化剂，KOH 溶液作为电解质。

（1）负极上发生的电极反应为_________________； （2）电池工作时产生的电流从_______电极经过负载后流向________电极（填“左侧”或“右侧”）。 （3）放电一段时间后，右侧溶液的pH （填“变大”或“变小”）

范文三：2017高二人教版化学选修四教案设计4-2《化学电源》.doc

第二节 化学电源

● 课标要求

通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理, 认识化学能与电能转化的实际意义及 其应用。

● 课标解读

1. 了解几种常见化学电源,一次、二次、燃料电池的工作原理。

2.正确书写有关电池的电极反应和电池反应。

● 教学地位

化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性和广阔的应用范围的技术产品。 本节的 教学是理论知识在实践中的延伸和拓展, 将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验 联系起来,帮助学生进一步的深入认识化学电池。简介了三种电池的基本构造,工作原理, 性能和适用范围。同时向学生渗透绿色环保的意识。

● 新课导入建议

当一个人的心脏跳动过慢时, 医生会建议他安装一个心脏起搏器, 借助化学反应产生的电流 来延长生命。 该用什么材料制作这样的电池呢?经过科学家的长期研究, 发明的这种电池叫 做锂电池。 那除了这种电池外, 还有其他的一些电池。 让我们一起来了解化学电源的多样性 吧!

● 教学流程设计

课前预习安排:(1)看教材 P 74页,填写【课前自主导学】中的 “ 知识 1,化学电池 ” 。

(2)看教材 P 75~77页,填写【课前自主导学】中的 “ 知识 2,几种常见的化学电池 ” ,并完成 【思考交流】 。 ? 步骤 1:导入新课、 本课时的教材地位分析。 ? 步骤 2:建议对 【思考交流】 多提问几个学生,使 80%以上的学生都能掌握该内容,以利于下一步对该重点知识的探究。 步骤 6:先让学生自主总结本课时学习的主要知识,然后对照【课堂小结】以明确掌握已学 的内容、安排学生课下完成【课后知能检测】 。 ? 步骤 5:在老师指导下完成【变式训练】和 【当堂双基达标】中的题目,验证学生对探究点的理解掌握情况。 ? 步骤 4:教师通过【例 题】和教材 P 55~57页讲解研析对 “ 探究 ” 中的电极反应进行总结。 ? 步骤 3:师生互动完成 探究点 “ 化学电源中电极反应式的书写 ” 可利用【问题导思】 设置的问题由浅入深地进行。 建

议教师除【例 1】外,使用【教师备课资源】中例题,以拓展学生的思路。

1. 概念:是将化学能直接转化为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液和浸在溶液 中的正极和负极,使用时将两极用导线接通,就有电流产生,因而获得电能。 2.类型 ????

?

①一次电池 如普通锌锰电池 —— 干电池 ②二次电池 如铅蓄电池

③燃料电池 如氢氧燃料电池

1. 一次电池 (碱性锌锰电池 )

(1)构成:负极 Zn ,正极 MnO 2,电解质 KOH 。 (2)电极反应:负极:Zn +2OH

--

2e -

===Zn(OH)2

正极:2MnO 2+2H 2O +2e -

===2MnOOH+2OH -

总反应:Zn +2MnO 2+2H 2O===2MnOOH+Zn(OH)2 2.二次电池 (蓄电池 )

(1)构成:负极 Pb 、正极 PbO 2,电解质 H 2SO 4溶液 (2)工作原理

①放电:负极:Pb(s)+SO2-4(aq)-

2e -

===PbSO4(s)

正极:PbO 2(s)+4H +(aq)+SO2-4(aq)+2e -

===PbSO4(s)+2H 2O(l) 总反应:Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)===2PbSO4(s)+2H 2O(l)

②充电时

铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。 阴极:PbSO 4(s)+2e -

===Pb(s)+SO2-4(aq);

阳极:PbSO 4(s)+2H 2O(l)-

2e -

===PbO2(s)+4H +(aq)+SO2-4(aq); 总反应:2PbSO 4(s)+2H 2O(l)===Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)。

上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式:Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq) 放电

充电 2PbSO 4(s)

+2H 2O(l)。 3.燃料电池 (1)工作原理

①连续地将燃料 (如氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体 ) 和氧化剂的化学能直接转 换成电能。

②电极材料本身不发生氧化还原反应。

③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。

(2)氢氧燃料电池

①电极材料 Pt ,酸性电解质。 ②电极反应:负极:H 2-

2e -===2H+ 正极:12O 2+2H ++2e -

===H2O

总反应:H 2+1

2O 2===H2O

若把氢氧燃料电池中的酸性介质换成碱性介质,其电极反应式怎样写? 【提示】 负极:2H 2-

4e -

+4OH -

===4H2O 正极:O 2+2H 2O +4e -

===4OH-

总反应:2H 2+O 2===2H2O

【问题导思】

①化学电源中正、负极是什么物质得、失电子?

【提示】 正极:阳离子得到电子生成单质或 O 2得电子。

负极:活泼金属或 H 2失去电子。

②氢氧燃料电池在酸性电解质和碱性电解质中的总反应实质相同吗?

【提示】 相同,都为 2H 2+O 2===2H2O

1.根据装置书写电极反应式

(1)先分析题目给定的图示装置,确定原电池正、负极上的反应物,并标出相同数目电子的 得失。

(2)电极反应式的书写。

负极:活泼金属或 H 2失去电子生成阳离子,若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共 存,则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池,负极:Pb +SO2-

4-2e -===PbSO4。 正极:阳离子得到电子生成单质,或 O 2得到电子。若反应物是 O 2,则:

电解质是碱性或中性溶液:O 2+2H 2O +4e -===4OH-。

电解质是酸性溶液:O 2+4H ++4e -===2H2O 。

(3)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。

2.给出总反应式,写电极反应式

分析反应中的氧化反应或还原反应 (即分析有关元素的化合价变化情况 )→ 选择一个简单的 变化情况去写电极反应式 →

另一极的电极反应直接写出或将各反应式看作数学中的代数式, 用总反应式减去已写出的电 极反应式,即得结果

以 2H 2+O 2===2H2O 为例,当电解质溶液为 KOH 溶液时的电极反应式的书写步骤如下: (1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况, 确定 2 mol H2失掉 4 mol电子, 初步 确定负极反应式为 2H 2-4e -===4H+。

(2)根据电解质溶液为碱性,与 H +不能共存,反应生成水,推出 OH -应写入负极反应式中, 故负极反应式为 2H 2+4OH --4e -===4H2O 。

(3)用总反应式 2H 2+O 2===2H2O 减去负极反应式得正极反应式:2H 2O +O 2+4e -===4OH-。

3.可充电电池电极反应式的书写

在书写可充电电池电极反应式时,要明确电池和电极,放电为原电池,充电为电解池。

(1)原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应,对应元素化合价升高。

(2)原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应,对应元素化合价降低。

书写电极反应式应注意电解质溶液的影响。

(1)中性溶液反应物中无 H +或 OH -。

(2)酸性溶液反应物,生成物均无 OH -。

(3)碱性溶液反应物,生成物中均无 H +。

(4)水溶液不能出现 O 2-。

(1)今有 2H 2+O 2KOH,2H 2O 反应, 构成燃料电池, 则负极通的应是 ________, 正极通的应是 ______,电极反应式分别为 ______________、 ______________。

(2)如把 KOH 改为稀 H 2SO 4作电解质溶液,则电极反应式为 __________________、 _____________________。

(1)和 (2)的电解液不同,反应进行后,其溶液的 pH 各有何变化? _________________。 (3)如 把 H 2改 为 甲 烷 、 KOH 作 导 电 物 质 , 则 电 极 反 应 式 为 :________________、 __________________。

【解析】 根据电池反应式可知 H 2在反应中被氧化, O 2被还原,因此 H 2应在负极上反应, O 2应在正极上反应。又因为是碱性溶液,此时应考虑不可能有 H +参加或生成,故负极反 应为:2H 2+4OH --4e -===4H2O ,正极反应为:O 2+2H 2O +4e -===4OH-。若将导电物质换 成酸性溶液,此时应考虑不可能有 OH -参加或生成,故负极:2H 2-4e -===4H+,正极:O 2 +4H ++4e -===2H2O 。由于前者在碱性条件下反应 KOH 量不变,但工作时 H 2O 增多故溶 液变稀碱性变小, pH 将变小。而后者为酸溶液, H 2SO 4量不变,水增多,溶液酸性变小, 故 pH 将变大。如把 H 2改为甲烷用 KOH 作导电物质,根据反应 CH 4+2O 2===CO2+2H 2O , 则负极为发生氧化反应的 CH 4, 正极为发生还原反应的 O 2, 由于有 KOH 存在, 此时不会有 CO 2放出。

【答案】 (1)H2O 2负极:2H 2+4OH --4e -===4H2O

(2)负极:2H 2-4e -===4H+正极:O 2+4H ++4e -===2H2O (1)变小, (2)变大

(3)负极:CH 4+10OH --8e -===CO2-

3+7H 2O

正极:2O 2+4H 2O +8e -===8OH-

常见燃料电池的电极反应

在燃料电池中, 电解质溶液参与电极反应,电解质酸碱性的改变, 引起电极反应的变化,但 不影响燃料及 O 2的性质。

电极反应在遵守质量守恒定律、 电荷守恒、 电子得失守恒的同时, 还要特别考虑电解质溶液 是否参与反应。

(1)甲烷燃料电池。

电解质:KOH

正极 (通 O 2) :2O 2+4H 2O +8e -===8OH-

负极 (通 CH 4) :CH 4+10OH --8e -===CO2-

3+7H 2O

总反应:CH 4+2O 2+2KOH===K2CO 3+3H 2O

(2)甲醇燃料电池。

电解质:KOH

正极:3O 2+6H 2O +12e -===12OH-

负极:2CH 3OH +16OH --12e -===2CO2-

3+12H 2O

总反应:2CH 3OH +3O 2+4KOH===2K2CO 3+6H 2O

(3)肼燃料电池。

电解质:KOH

正极:O 2+2H 2O +4e -===4OH-

负极:N 2H 4+4OH --4e -===N2↑ +4H 2O

总反应:N 2H 4+O 2===N2+2H 2O

(4)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 Li 2CO 3和 Na 2CO 3的熔融盐混合 物作电解质, CO 为负极燃气, 空气与 CO 2的混合气为正极燃气, 制得在 650 ℃下工作的燃 料电池。有关的电池反应式为:

负极:2CO +2CO2-

3-4e -===4CO2

总反应:2CO +O 2===2CO2

固体氧化物燃料电池是由美国西屋 (Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆一氧化 钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子 (O2-) 在其间通过。该电池的工作原理如 图所示,其中多孔电极 a 、 b 均不参与电极反应。下列判断正确的是 ()

A .有 O 2放电的 a 极为电池的负极

B .有 H 2放电的 b 极为电池的正极

C . a 极对应的电极反应式为 O 2+2H 2O +4e -===4OH-

D .该电池的总反应方程式为 2H 2+O 2高温 ,2H 2O

【解析】 固体介质允许 O 2-通过,说明为非水体系,因此 C 项中 a 极反应式不正确,这种

表达是水溶液中进行的反应, a 1

22+2e

-===O

2

-, b 极反应:H

2

-2e -===2H

+,总反应方程式是 H 2 1

2O 2高温 ,H 2O 。

【答案】 D

【教师备课资源】

碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,故得到广泛应用。锌锰碱性电 池以 KOH 溶液为电解液,电池总反应式为 Zn(s)+2MnO 2(s)+2H 2O(l)===Zn(OH)2(s)+ 2MnOOH(s)

下列说法错误的是 ()

A .电池工作时,锌失去电子

B .电池正极的电极反应式为:2MnO 2(s)+2H 2O(l)+2e -===2MnOOH(s)+2OH -

(aq) C .电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极

D .外电路中每通过 0.2 mol电子,锌的质量理论上减小 6.5 g

【解析】 根据题意,该电池的负极材料是锌。电池工作时, 锌本身失去电子而发生氧化反 应,失去的电子通过外电路移向另一极 (正极 ) 。在该电极上, MnO 2获得电子发生还原反应 生成 MnOOH :2MnO 2+2e -

―→2MnOOH 。从元素守恒的角度来看,右侧还多 2个氢。在 碱性溶液中不出现 H +,故正极反应为 2MnO 2+2H 2O +2e -

===2MnOOH+2OH -

。反应中, 失去 0.2 mol电子,消耗掉 0.1 mol锌,质量为 6.5 g。 【答案】

C

化学电池一次电池二次电池燃料电池电极材料电解质电极反应主要特点

1.下列有关电池的说法不正确的是 ( ) A .手机上用的锂离子电池属于二次电池

B .铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C .甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D .锌锰干电池中,锌电极是负极

【解析】 锂离子电池可以充电,再次使用,属于二次电池, A 项正确;铜锌原电池中铜为 正极,故电流从铜电极流向锌电极,而电子是由锌电极流向铜电极, B 项错;电池的实质即 是化学能转化成电能, C 项正确; Zn 失去电子生成 Zn 2+,故作为负极, D 项正确。 【答案】 B

2.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工 作者研制出以铝合金、 Pt-Fe 合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中

( )

①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应 A .②③ B .②④ C .①②

D .①④

【解析】 较活泼的铝合金为负极 (②对 ) 。 Pt-Fe 合金网为正极,海水是电解液 (③对 ) 。负极

上发生氧化反应 (④错 ) 。

【答案】 A

3.关于铅蓄电池的说法正确的是 ()

A .在放电时,正极发生的反应是:Pb(s)+SO2-

4(aq)===PbSO4(s)+2e -

B .在放电时,该电池的负极材料是铅板

C .在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小

D .在充电时,阳极发生的反应是:PbSO 4(s)+2e -===Pb(s)+SO2-

4(aq)

【解析】 A 项中电池放电时正极应发生还原反应,电极反应为:PbO 2+4H ++SO2-4+ 2e -===PbSO4+2H 2O ; C 项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大; D 项中电池充电时阳极应 发生氧化反应。

【答案】 B

4.锌锰干电池的两极分别为碳棒和锌皮,在放电时电池总反应方程式可以表示为:Zn + 2MnO 2+2NH +4 Zn 2++Mn 2O 3+2NH 3+H 2O 。 根据上述信息, 下列结论正确的是 ()

A .放电时正极发生反应的物质为 NH +4

B . Zn 为负极,碳为正极

C .工作时,电子由碳极经外电路流向 Zn 极

D .长时间连续使用该电池时,内装糊状物不会流出

【解析】 在电池的正极上发生的是得电子的还原反应, 是总反应中氧化剂发生反应的电极。 由锌锰干电池的总反应式可知, MnO 2与 NH +

4发生的反应为正极反应。根据原电池的工作 原理可知,相对活泼 (指金属性 ) 的一极为负极,相对不活泼的一极为正极, B 项正确;在外 电路, 电子从负极流向正极, C 项错误; 长时间连续使用该电池, 由于锌皮慢慢溶解而破损, 糊状物很可能流出而腐蚀用电器, D 项错误。

【答案】 B

5. 科学家预言, 燃料电池将是 21世纪获得电力的重要途径, 美国已计划将甲醇燃料电池用 于军事目的。 一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨化为电极催化剂, 在稀硫酸电解液中直接 加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。回答下列问题:

(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是

______________________________。

(2)此电池的正极发生的电极反应式是 ________,负极发生的电极反应式是 ___________。

(3)电解液中的 H +向 ________极移动,向外电路释放电子的电极是 ________。

(4)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点:首先是燃料 电池的能量转化效率高,其次是 ________。

【解析】 甲醇燃料电池实质就是利用 CH 3OH 燃料在氧气中反应来提供电能。 CH 3OH 在 负极发生氧化反应,电极反应式为 2CH 3OH +2H 2O -12e -===2CO2+12H +;氧气在正极反 应:3O 2+12H ++12e -===6H2O ,两反应式相加即得总反应式。在电池中,负极释放出电 子移动到正极上, 故向外电路释放电子的电极为负极。 在原电池的内电路中, 阳离子向正极 移动,故 H +向正极移动。甲醇反应产物为 CO 2和 H 2O ,对环境无污染。

【答案】 (1)2CH3OH +3O 2===2CO2+4H 2O

(2)3O2+12H ++12e -===6H2O 2CH 3OH +2H 2O -12e -===2CO2+12H +

(3)正 负极 (4)对环境无污染

1.下列有关化学电池的说法中正确的是 ()

A .化学电池只能将化学能转化为电能

B .燃料电池能将全部化学能转化为电能

C .锌银电池比能量大,电压稳定,储存时间长

D .一次电池包括干电池和蓄电池

【解析】 蓄电池不但可以将化学能转化为电能 (放电 ) , 也可以将电能转化为化学能 (充电 ) , 燃料电池的能量转换率超过 80%, 但不可能 100%转换。 蓄电池可重复使用, 属于二次电池。 【答案】 C

2.已知蓄电池在充电时作电解池,放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱,一个接线 柱旁标有 “ +” , 另一个接线柱旁标有 “ -” 。 关于标有 “ +” 的接线柱, 下列说法中正确的是 ()

A .充电时作阳极,放电时作正极

B .充电时作阳极,放电时作负极

C .充电时作阴极,放电时作负极

D .充电时作阴极,放电时作正极

【解析】 “ +” 接线柱放电时为原电池正极,充电时与外接电源正极相连,作阳极 A 正确。 【答案】 A

3.研究人员最近发明了一种 “ 水 ” 电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发 电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO 2+2Ag +2NaCl===Na2Mn 5O 10+2AgCl

下列 “ 水 ” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是 ()

A .正极反应式:Ag +Cl --e -===AgCl

B .每生成 1 mol Na2Mn 5O 10转移 2 mol电子

C . Na +不断向 “ 水 ” 电池的负极移动

D . AgCl 是还原产物

【解析】 根据总反应中化合价的升降和正极、负极的反应原理,正极反应为 5MnO 2+2e -===Mn5O2-

10,负极反应为 2Ag +2Cl --2e -===2AgCl, A 项错误, B 项正确; C 项,阳离子 向正极移动,错误; D 项, AgCl 是氧化产物,错误。

【答案】 B

4.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发明是化学对人类的一项重 大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 ()

A .锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细

B .氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能

C .氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化

D .太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅

【解析】 因为锌锰干电池中锌棒为负极,锌棒变细,碳棒不变,故 A 错;原电池是将化 学能直接转变为电能, 所以 B 错; 氢氧燃料电池负极反应为 H 2-2e -===2H+, 所以 C 正确; 太阳能电池的主要材料是硅, D 错。

【答案】 C

5.不久前,美国一个海军航空站安装了一台 250 kW的 MCFC 型燃料电池。该电池可同时 供应电和蒸气,其燃料为 H 2,电解质为熔融的 K 2CO 3,工作温度为 600~800 ℃。已知该 电池的总反应为 2H 2+O 2===2H2O ,负极反应为 H 2+CO2-

3-2e -===H2O +CO 2。下列推断 正确的是 ()

A .正极反应为 4OH --4e -===O2+2H 2O

B .放电时, CO2-

3向负极移动

C .电池供应 1 mol水蒸气,转移的电子的物质的量 4 mol

D .放电时, CO2-

3向正极移动

【解析】 正极反应是氧化剂得电子的反应, A 项错;原电池中,阴离子向负极移动, B 项 正确, D 项错;电池提供 1 mol水蒸气,转移的电子的物质的量为 2 mol, C 项错。

【答案】 B

6.生产铅蓄电池时,在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状的 PbSO 4,干燥后再安 装,充电后即可使用,发生的反应是:2PbSO 4+2H 2O 充电

放电 PbO 2+Pb +2H 2SO 4 下列对铅蓄电池的说法中错误的是 ( ) A .需要定期补充硫酸

B .工作时铅是负极, PbO 2是正极

C .工作时负极上发生的反应是 Pb -

2e -

+SO2-4===PbSO4 D .工作时电解质溶液的密度减小

【解析】 铅蓄电池在工作时相当于原电池, 发生氧化反应的物质是负极, 发生还原反应的 物质是正极,所以 Pb 是负极, PbO 2是正极;在工作时,负极发生的反应是铅失去电子生成 Pb 2+, Pb 2+与溶液中的 SO2-4生成 PbSO 4沉淀, 放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相 等。在电池制备时, PbSO 4的量是一定的, 制成膏状的 PbSO 4干燥后安装, 说明 H 2SO 4不用 补充;放电时, H 2SO 4被消耗,溶液中的 H 2SO 4的物质的量浓度减小,所以溶液的密度也随 之减小。 【答案】 A

7.常见镍氢电池的某极是储氢合金 LaNi 5H 6(LaNi5H 6中各元素化合价均为 0) ,电池反应通 常表示为 LaNi 5H 6+6NiO(OH) 放电 充电 LaNi 5+6Ni(OH)2。下列说法不正确的是 ( ) A .放电时储氢合金作负极 B .充电时储氢合金作阴极 C .充电时阴极周围 c(OH-

) 减小 D .放电时负极反应:LaNi 5H 6+6OH

--

6e -

===LaNi5+6H 2O

【解析】 A 选项,镍氢电池放电时作原电池,发生反应:LaNi 5H 6+6NiO(OH)===LaNi5+6Ni(OH)2,储氢合金是还原剂,作原电池的负极。 B 选项,充电时,外电源的负极接在原 电池的负极上,所以充电时储氢合金作阴极。 C 选项,充电时阴极:LaNi 5+6H 2O +6e

-

===LaNi5H 6+6OH -

,所以充电时阴极周围 c(OH-

) 应该增大, C 选项错误。 D 选项正确。 【答案】 C

8.一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池,可连续使用一个月,其电池反应 为:2CH 3OH +3O 2+4OH -

2CO2-3+6H 2O ,则有关说法正确的是 ( ) A .放电时 CH 3OH 参与反应的电极为正极 B .放电时负极的电极反应为 CH 3OH +8OH

--

6e -

===CO2-3+6H 2O

C .标准状况下,通入 5.6 L O2并完全反应后,有 0.5 mol电子转移 D .放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的 pH 降低

【解析】 从电池反应可知, CH 3OH 为原电池的负极, A 选项错误; 正极反应为:O 2+2H 2O +4e -

===4OH-

,标准状况下, 5.6 L O2为 0.25 mol,转移电子为

1 mol, C 选项错误;从正极反应可以看出,正极附近溶液 OH -

浓度增大, pH 升高, D 选项 错误。 【答案】 B

9.目前人们正在研究开发一种高能电池 —— 钠硫电池,它是以熔融的钠、硫为两极,以 Na +导电的 β-Al2O 3陶瓷为固体电解质, 反应式如下:2Na +xS 放电 充电 Na 2Sx 。 以下说法中正 确的是 ( )

A .放电时,钠作负极,发生还原反应 B .放电时,钠作正极,硫极发生还原反应

C .若用此电池电解水,当产生标准状况下的 O 2 1.12 L时,消耗金属钠为 4.6 g D .放电时,正极发生的反应为 S2-x -

2e -

===xS

【解析】 放电时为原电池装置,钠作负极,发生氧化反应,硫极作正极,发生还原反应, A 、 B 、 D 均不正确。若用此电池电解水,当阳极产生标准状况下的气体为 1.12 L O2时,则 转移的电子的物质的量为 n(e-

) =4n(O2) =4×0.05 mol =0.2 mol ,则消耗金属钠的质量为 m(Na)=0.2 mol×23 g·mol -

1=4.6 g,故 C 项正确。 【答案】 C

10.有人设计出利用 CH 4和 O 2的反应,用铂电极在 KOH 溶液中构成原电池。电池的总反 应类似于 CH 4在 O 2中燃烧,则下列说法正确的是 ( ) ①每消耗 1 mol CH4可以向外电路提供 8 mol e-

②负极上 CH 4失去电子,电极反应式为 CH 4+10OH

--

8e -

===CO2-3+7H 2O

③负极上是 O 2获得电子,电极反应式为 O 2+2H 2O +4e -

===4OH-

④电池放电后,溶液 pH 不断升高 A .①② B .①③ C .①④ D .③④

【解析】 CH 4在铂电极上发生类似于 CH 4在 O 2中燃烧的反应,即 CH 4CO 2,严格讲生成 的 CO 2还会与 KOH 反应生成 K 2CO 3,化合价升高,失去电子,是电池的负极,电极反应式

为 CH 4+10OH --8e -===CO2-

3+7H 2O,1 mol CH4参加反应有 8 mol e-发生转移, O 2在正极 上发生反应,获得电子,电极反应式为 O 2+2H 2O +4e -===4OH-。虽然正极产生 OH -。负 极消耗 OH -, 但从总反应 CH 4+2O 2+2KOH===K2CO 3+3H 2O 可看出是消耗 KOH , 所以电 池放电时溶液的 pH 不断下降,故①②正确,③④错误。

【答案】 A

11.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是 Pb 和 PbO 2,电解质为稀硫酸,工作 (放电 ) 时 该电池的总反应:Pb +PbO 2+2H 2SO 4===2PbSO4+2H 2O 。试根据上述情况判断:

(1)蓄电池的负极材料是 ________。

(2)工作时,正极反应为 __________________________________________________。

(3)工作时,电解质溶液的 pH________(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ”) 。

(4)工作时,电解质溶液中阴离子移向 ________极。

(5)电流方向从 ________极流向 ________极。

【解析】 蓄电池工作时, 起原电池作用, 题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及的各 个方面。根据原电池原理,负极发生氧化反应,元素化合价升高,所以 Pb 为负极;正极发 生还原反应, 元素化合价降低, 从总反应式可知, PbO 2是氧化剂, 即正极反应:PbO 2+SO2-4 +4H ++2e -===PbSO4+2H 2O ;从正极反应或电池的总反应可知 H 2SO 4参加了反应, H +转变成 H 2O ,所以溶液 pH 增大;原电池工作时溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极; 电流方向与电子移动方向相反,从正极沿导线流向负极。

【答案】 (1)Pb

(2)PbO2+SO2-

4+4H ++2e -===PbSO4+2H 2O

(3)增大 (4)负 (5)正 负

12. Li-SOCl 2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解质是 LiAlCl 4

-SOCl

2

。电池的总反应可表示为:4Li +2SOCl 2===4LiCl+S +SO 2↑ 。

请回答下列问题:

(1)电池的负极材料为 ________,发生的电极反应为

________________________________________________________________________。 (2)电池正极发生的电极反应为

________________________________________________________________________; (3)SOCl2易挥发, 实验室中常用 NaOH 溶液吸收 SOCl 2, 有 Na 2SO 3和 NaCl 生成。 如果把少 量水滴到 SOCl 2中,实验现象是 ____________________,

反应的化学方程式为 ____________________________________________;

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是

________________________________________________________________________。 【解析】 (1)分析反应的化合价变化,可得 Li 为还原剂 (作负极 ) ,失电子:Li -e -===Li+。 (2)SOCl2为氧化剂,得电子,从题给电池反应可推出产物:Cl -、 S 、 SO 2。 (或用总反应减去 负极反应 ) 。

(3)题中已给出信息:碱液吸收时的产物是 Na 2SO 3和 NaCl ,则没有碱液吸收时的产物应为 SO 2和 HCl ,进而推出现象。

【答案】 (1)LiLi -e -===Li+

(2)2SOCl2+4e -===4Cl-+S +SO 2↑

(3)出现白雾,有刺激性气味气体生成

SOCl 2+H 2O===SO2↑ +2HCl↑

(4)因为构成电池的主要成分 Li 能与氧气、水反应, SOCl 2也与水反应

13.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 Ag 2O 和 Zn , 电解质溶液为 KOH 溶液,电极反应为:Zn +2OH --2e -===Zn(OH)2, Ag 2O +H 2O +2e -===2Ag+2OH -。

根据上述反应式,完成下列题目。

(1)判断下列叙述中正确的是 ________。

A .在使用过程中,电解质 KOH 被不断消耗

B .使用过程中,电子由 Ag 2O 极经外电路流向 Zn 极

C . Zn 是负极, Ag 2O 是正极

D . Zn 电极发生还原反应, Ag 2O 电极发生氧化反应

(2)写出电池的总反应式:______________________________________________。

(3)使用时, 负极区的 pH________(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ” , 下同 ) , 正极区的 pH________, 电解质溶液的 pH________。

【解析】 (1)由正、负电极反应式可知:Zn 电极为负极,发生氧化反应,负极区 pH 减小, Ag 2O 为正极,发生还原反应,正极区 pH 增大;使用时电子由 Zn 极流向 Ag 2O 极,正、负

极反应式相加可得总反应式为 Zn +Ag 2O +H 2O===Zn(OH)2+2Ag ,故电解质 KOH 未被消 耗,电解质溶液的 pH 不变。 【答案】 (1)C

(2)Zn+Ag 2O +H 2O===Zn(OH)2+2Ag (3)减小 增大 不变

14.

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。 如图为电池示意图, 该电池电极表面镀 一层细小的铂粉,吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ________, 在导线中电子流动方向为 ________(用 a 、 b 表示 ) 。

(2)负极反应式为 ________________________________________________________。 (3)电极表面镀铂粉的原因为 ______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)该电池工作时, H 2和 O 2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储 氢是关键技术之一,金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下: Ⅰ .2Li +H 2=====△

2LiH Ⅱ .LiH +H 2O===LiOH+H 2↑

①反应Ⅰ中的还原剂是 ________,反应Ⅱ中的氧化剂是 ________。

②已知 LiH 固体密度为 0.82 g/cm3。用锂吸收 224 L(标准状况 )H 2,生成的 LiH 体积与被吸 收的 H 2体积比为 ________。

③由②生成的 LiH 与 H 2O 作用放出的 H 2用作电池燃料, 若能量转化率为 80%, 则导线中通 过电子的物质的量为 ________mol。

【解析】 本题考查电化学知识。 (1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为 2H 2+

O 2===2H2O ,其中 H 2从零价升至+1价,失去电子,即电子从 a 流向 b 。 (2)负极为失去电 子的一极,即 H 2失电子生成 H +,由于溶液是碱性的,故电极反应式左右应各加上 OH -。 (3)铂粉的接触面积大,可以加快反应速率。 (4)Ⅰ中 Li 从零价升至+1价,作还原剂。Ⅱ中 H 2O 的 H 从+1价降至 H 2中的零价,作氧化剂。由反应Ⅰ,当吸收 10 mol H 2时,则生成 20 mol LiH, V =m/ρ=(20×7.9)/0.82×10-3 L=192.68×10-3 L,则 V(LiH)/V(H2) =192.68×10

-3 L/224 L=8.60×10-4。 20 mol LiH可生成 20 mol H

2

,实际参加反应的 H 2为 20×80%=16 mol,1 mol H2转化成 1 mol H2O ,转移 2 mol电子,所以 16 mol H2可转移 32 mol的电子。 【答案】 (1)由化学能转变为电能 由 a 到 b(合理表达形式均可 )

(2)2H2+4OH --4e -===4H2O 或 H 2+2OH --2e -===2H2O

(3)增大电极单位面积吸附 H 2、 O 2的分子数,加快电极反应速率

(4)① Li H 2O ② 1/1 163或 8.60×10-4③ 32

阶段归纳提升课

一、原电池设计的基本依据和关键

进行原电池设计的基本依据, 是原电池的构成条件, 关键是选择合适的电极材料和电解质溶 液。

1.电极材料的选择

电池的电极必须导电。 一般电池中的负极必须能够与电解质溶液反应, 容易失去电子, 因此 负极一般是活泼的金属材料。 正极和负极之间只有产生电势差, 电子才能定向移动, 所以正 极和负极一般不用同一种材料。

两个电极的构成分为 4种情况:

(1)活动性不同的两种金属。例如,锌铜原电池中,锌作电池的负极,铜作电池的正极。

(2)金属和非金属。例如,锌锰干电池中,锌片作电池的负极,石墨棒作电池的正极。

(3)金属和化合物。例如,铅蓄电池中,铅板作电池的负极,二氧化铅作电池的正极。

(4)惰性电极。例如,氢氧燃料电池中,两根电极均可用 Pt 。

2.电解质溶液的选择

电解质是为负极提供放电的物质, 因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。 但若是两个 半反应分别在两个烧杯中进行, 应使用盐桥连接。 负极所在的电解质溶液阳离子应与电极材

料是相同的阳离子。 例如:在锌、 铜和硫酸构成的原电池中, 锌极置于 ZnSO 4、 ZnCl 2、 Zn(NO3)2等溶液中; 正极材料置于硫酸溶液中。 当然硫酸还可以换成盐酸, 电极上发生的反应和电池 总反应与电解质是硫酸是相同的。但是如果电解质溶液是硫酸铜溶液,电极反应是

负极:Zn -2e -===Zn2+,正极:Cu 2++2e -===Cu

电池总反应:Zn +Cu 2+===Zn2++Cu

3.原电池设计思路图示:

依据氧化还原反应:Zn +2FeCl 3===ZnCl2+2FeCl 2设计的原电池如图所示:

请回答下列问题:

(1)电极 X 的材料是 _____,电解质溶液 Y 是 ______。

(2)Pt电极为电池的 __________极,发生的电极反应为 ___________________________; X 电极上发生的电极反应为 ___________________。

(3)外电路中的电子是从 ________电极流向 ________电极。

【解析】 将 Zn +2FeCl 3===ZnCl2+2FeCl 2拆分:Zn -2e -===Zn2+(氧化反应 ) 和 2Fe 3++ 2e -===2Fe2+(还原反应 ) 两个反应。结合原电池的电极反应特点分析可知,该电池的负极应 用锌, 则正极应用活动性比锌弱的材料, 为保证 Fe 3+在正极得电子, 则电解质溶液为 FeCl 3等易溶的铁盐溶液。

【答案】 (1)ZnFeCl 3溶液

(2)正 2Fe 3++2e -===2Fe2+Zn -2e -===Zn2+

(3)ZnPt

二、电极反应式和总反应式的书写方法

1.整体思路

(1)题目仅给出原电池的装置图

①首先找出原电池的正、负极,即分别找出氧化剂和还原剂。

②结合电解质判断出还原产物和氧化产物。

③写出电极反应式 (注意两极得失电子数相等 ) ,将两电极反应式相加可得总反应式。

(2)题目仅给出原电池的总反应式

①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况, 找出氧化剂及其对应的还原产物, 氧化 剂参加的反应即为正极反应; 找出还原剂及其对应的氧化产物, 还原剂参加的反应即为负极 反应。

②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时,还应注意电解质的反应。 ③若有一个电极反应较难写出, 可先写出较易写出的电极反应, 然后再利用总反应式减去该 电极反应即得到另一个电极反应。

2.负极与正极上的电极反应式的书写

(1)负极

①若负极材料本身被氧化, 其电极反应式有两种情况:一种是负极金属失电子后生成的金属 阳离子不与电解质溶液反应,此时的电极反应可表示为 M -ne -===Mn+;另一种是负极金 属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液反应,此时的电极反应要将金属失电子的反应、 金属阳离子与电解质溶液的反应叠加在一起书写,如铅蓄电池的负极反应为 Pb +SO2-4-2e

-===PbSO

4

。

②若负极材料本身不反应, 如燃料电池, 在书写负极反应式时, 要将燃料失电子的反应及其 产物与电解质溶液的反应叠加在一起书写,如氢氧燃料电池 (KOH溶液为电解质溶液 ) 的负 极反应为 H 2+2OH --2e -===2H2O 。

(2)正极

①首先,判断在正极发生反应的物质。

a .当负极材料与电解质溶液能自发地发生化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是电 解质溶液中的某些微粒;

b .当负极材料与电解质溶液不能自发地发生化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是

溶解在电解质溶液中的 O 2。

②然后, 根据具体情况写出正极反应式, 在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液 反应的问题,若参与反应也要书写叠加式。 3.书写电极反应式时应注意的问题 (1)两电极得失电子数目相等。

(2)电极反应式常用 “===” 而不用 “―→” 表示。

(3)电极反应式中若有气体生成,需要加 “↑” ;而弱电解质或难溶物均以分子式表示,其余以 离子符号表示。

(4)书写电极反应式时要保证电荷守恒、元素守恒,可在电极反应式一端根据需要添加 H +或 OH -

或 H 2O 。

(5)两电极反应式和电池总反应式中,若已知其中两个,可由方程式的加减得到第三个。

高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间

保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn +2K 2FeO 4+8H 2O 放电 充电 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH ,下列叙述不正确的是 ( ) A .放电时负极反应为:Zn -2e -

+2OH -

===Zn(OH)2

B .充电时阳极上反应为:Fe(OH)3-3e -

+5OH -

===FeO2-4+4H 2O C .放电时每转移 3 mol电子,正极有 1 mol K2FeO 4被氧化 D .放电时正极附近溶液的碱性增强

【解析】 放电时装置为原电池, Zn 作负极,充电时,装置变为电解池,阳极发生氧化反 应,所以 A 、 B 正确;放电时正极反应为:FeO2-4+4H 2O +3e -

===Fe(OH)3↓ +5OH -

,故 电极附近溶液的碱性增强,正极所发生的是还原反应而不是氧化反应, C 错、 D 正确。故正 确答案为 C 。 【答案】

C

1.如图为某原电池的装置图,下列有关说法中不正确的是 ( )

A .将 Zn 换成 Fe ,电池总反应不变

B .将 Cu 换成 Fe ,电池总反应不变

C .将 Cu 换成 Fe ,电压表的读数减小

D .将 Zn 换成 Fe ,电压表的读数减小

【解析】 A 项中将 Zn 换成 Fe ,则负极反应由 Zn -2e -===Zn2+变成 Fe -2e -===Fe2+,而 Cu 电极改换为比 Zn 活泼性差的导电电极,所有反应不变, A 项错误, B 项正确;两电极活 泼性差距越大形成的原电池的电压越高, C 、 D 两项正确。

【答案】 A

2.锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为:Zn(s)+2MnO 2+2NH +4===Zn2++ Mn 2O 3(s)+2NH 3↑ +H 2O ,在此电池放电时正极 (碳棒 ) 上发生反应的物质是 ()

A . Zn B .碳

C . MnO 2和 NH +4D . Zn 2+和 NH 3

【解析】 根据方程式可知:Zn 为原电池的负极,碳棒为原电池的正极,负极失电子变成 Zn 2+,失去的电子被 MnO 2和 NH +4得到,生成了低价态的 Mn 2O 3和不带电的 NH 3。所以在 正极上 NH +4和 MNO 2为反应物。

【答案】 C

3.下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 ()

A .该系统中只存在 3种形式的能量转化

B .装置 Y 中负极的电极反应式为:O 2+2H 2O +4e -===4OH-

C .装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D .装置 X 、 Y 形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化 【解析】 该系统中存在太阳能、电能、机械能、化学能 4种形式的能量转化,故 A 错; 装置 Y 中负极的电极反应式为:H 2-2e -===2H+,通过 X 装置产生 O 2和 H 2,故 C 正确; X , Y 子系统理论上可以实现物质的零排放, 但不能实现化学能与电能间的完全转化, D 错。 【答案】 C

4. (2012·大纲全国卷 ) ①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相 连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③ ④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是 ()

A .①③②④ B .①③④②

C .③④②① D .③①②④

【解析】 利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中, 电流从正极流向负极,则 ①作原电池的负极,②作正极,故活动性① >②;活动性相对较差的金属作原电池的正极, 故金属的活动性① >③;有气泡产生的电极发生的反应为 2H ++2e -===H2↑ ,为原电池的正 极,故活动性④ >②;质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解,为负极,故活动 性③ >④,由此可得金属活动性:① >③ >④ >②。

【答案】 B

5. (2012·四川高考 ) 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为: CH 3CH 2OH -4e -+H 2O===CH3COOH +4H +。下列有关说法正确的是 ()

A .检测时,电解质溶液中的 H +向负极移动

B .若有 0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗 4.48 L氧气

C .电池反应的化学方程式为:CH 3CH 2OH +O 2===CH3COOH +H 2O

D .正极上发生的反应为:O 2+4e -+2H 2O===4OH-

【解析】 审题是关键, 反应是在酸性电解质溶液中进行的。 在原电池中, 阳离子要往正极 移动,故 A 错;因电解质溶液为酸性的,不可能存在 OH -,故正极的反应式为:O 2+4H ++4e -===2H2O ,转移 4 mol电子时消耗 1 mol O2,则转移 0.4 mol电子时消耗 2.24 L O2,故

B 、 D 错;电池反应式即正负极反应式的和,将两极的反应式相加可知 C 正确。

【答案】 C

6. 纽扣电池可用于计算器、 电子表等的电源。 有一种纽扣电池, 其电极分别为 Zn 和 Ag 2O , 以 KOH 溶液为电解质溶液,电池的总反应为 Zn +Ag 2O===2Ag+ZnO 。关于该电池的叙述 不正确的是 (

)

A .使用时电子由 Zn 极经外电路流向 Ag 2O 极, Zn 是负极

B .使用时电子由 Ag 2O 极经外电路流向 Zn 极, Ag 2O 是负极

C .正极的电极反应为 Ag 2O +2e -+H 2O===2Ag+2OH -

D . Zn 极发生氧化反应, Ag 2O 极发生还原反应

【解析】 由总方程式可以看出,负极为 Zn ,正极为 Ag 2O ,使用时电子由负极流向正极, A 项正确, B 项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应, C 项正确, D 项也正确。

【答案】 B

7. (2012·山东高考节选 ) 利用反应 2Cu +O 2+2H 2SO 4===2CuSO4+2H 2O 可制备 CuSO 4,若 将该反应设计为原电池,其正极电极反应为 ________________。

【解析】 电池反应的总方程式为 2Cu +O 2+4H +===2Cu2+

+2H 2O , 负极电极反应式为 2Cu -4e -===2Cu2+,将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式:4H +

+O 2+4e -===2H2O 。

【答案】 4H ++O 2+4e -

===2H2O

范文四：2017高二人教版化学选修四教案设计4-2《化学电源》.doc

2017高二人教版化学选修四教案设计4-2《化学电源》.doc

第二节 化学电源

?课标要求

通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能转化的实际意义及其应用。

?课标解读

1.了解几种常见化学电源，一次、二次、燃料电池的工作原理。

2(正确书写有关电池的电极反应和电池反应。

?教学地位

化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性和广阔的应用范围的技术产品。本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展，将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联系起来，帮助学生进一步的深入认识化学电池。简介了三种电池的基本构造，工作原理，性能和适用范围。同时向学生渗透绿色环保的意识。

?新课导入建议

当一个人的心脏跳动过慢时，医生会建议他安装一个心脏起搏器，借助化学反应产生的电流来延长生命。该用什么材料制作这样的电池呢,经过科学家的长期研究，发明的这种电池叫做锂电池。那除了这种电池外，还有其他的一些电池。让我们一起来了解化学电源的多样性吧～

?教学流程设计

课前预习安排:(1)看教材P74页，填写【课前自主导学】中的“知识

1，化学电池”。

(2)看教材P75,77页，填写【课前自主导学】中的“知识2，几种常见的化学电池”，并完成

【思考交流】。?步骤1:导入新课、本课时的教材地位分析。?步骤2:建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。 步骤6:先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容、安排学生课下完成【课后知能检测】。?步骤5:在老师指导下完成【变式训练】和

【当堂双基达标】中的题目，验证学生对探究点的理解掌握情况。?步骤4:教师通过【例题】和教材P55,57页讲解研析对“探究”中的电极反应进行总结。?步骤3:师生互动完成探究点“化学电源中电极反应式的书写”可利用【问题导思】设置的问题由浅入深地进行。建

议教师除【例1】外，使用【教师备课资源】中例题，以拓展学生的思路。

1.概念:是将化学能直接转化为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。

?一次电池?如普通锌锰电池——干电池???2(类型??二次电池?如铅蓄电池?

???燃料电池?如氢氧燃料电池?

1.一次电池(碱性锌锰电池)

(1)构成:负极Zn，正极MnO2，电解质KOH。

(2)电极反应:负极:Zn，2OH

,,,2e===Zn(OH)2 ,,正极:2MnO2，2H2O，2e===2MnOOH，2OH

总反应:Zn，2MnO2，2H2O===2MnOOH，Zn(OH)2

2(二次电池(蓄电池)

(1)构成:负极Pb、正极PbO2，电解质H2SO4溶液

(2)工作原理

?放电:负极:Pb(s)，SO24,(aq)2e===PbSO4(s)

正极:PbO2(s)，4H，(aq)，SO24,(aq)，2e===PbSO4(s)，2H2O(l)

总反应:Pb(s)，PbO2(s)，2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)，2H2O(l) ,,,

?充电时

铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程。

阴极:PbSO4(s)，2e===Pb(s)，SO24,(aq);

阳极:PbSO4(s)，2H2O(l)2e===PbO2(s)，4H，(aq)，SO24,(aq);

总反应:2PbSO4(s)，2H2O(l)===Pb(s)，PbO2(s)，2H2SO4(aq)。

放电

上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式:Pb(s)，PbO2(s)，2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)

充电

，2H2O(l)。

3(燃料电池

(1)工作原理

?连续地将燃料(如氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体)和氧化剂的化学能直接转换成电能。

?电极材料本身不发生氧化还原反应。

?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。

(2)氢氧燃料电池

?电极材料Pt，酸性电解质。

?电极反应:负极:H22e===2H，

1,正极:O2，2H，，2e===H2O 2

1总反应:H2，O2===H2O

2

,,,,,

若把氢氧燃料电池中的酸性介质换成碱性介质，其电极反应式怎样写,

【提示】 负极:2H24e，4OH===4H2O

正极:O2，2H2O，4e===4OH

总反应:2H2，O2===2H2O ,,,,,

【问题导思】

?化学电源中正、负极是什么物质得、失电子,

【提示】 正极:阳离子得到电子生成单质或O2得电子。

负极:活泼金属或H2失去电子。

?氢氧燃料电池在酸性电解质和碱性电解质中的总反应实质相同

吗,

【提示】 相同，都为2H2，O2===2H2O

1(根据装置书写电极反应式

(1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电子的得失。

(2)电极反应式的书写。

负极:活泼金属或H2失去电子生成阳离子，若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极:Pb，SO24,2e===PbSO4。 正极:阳离子得到电子生成单质，或O2得到电子。若反应物是O2，则:

电解质是碱性或中性溶液:O2，2H2O，4e===4OH。

电解质是酸性溶液:O2，4H，，4e===2H2O。

(3)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。

2(给出总反应式，写电极反应式

分析反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)?选择一个简单的变化情况去写电极反应式?

另一极的电极反应直接写出或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果

以2H2，O2===2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下:

(1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应式为2H24e===4H，。

(2)根据电解质溶液为碱性，与H，不能共存，反应生成水，推出OH应写入负极反应式中，故负极反应式为2H2，4OH,,,,,,,,,,4e===4H2O。

,,,(3)用总反应式2H2，O2===2H2O减去负极反应式得正极反应式:2H2O，O2，4e===4OH。

3(可充电电池电极反应式的书写

在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。

(1)原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高。

(2)原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。

书写电极反应式应注意电解质溶液的影响。

(1)中性溶液反应物中无H，或OH。

(2)酸性溶液反应物，生成物均无OH。

(3)碱性溶液反应物，生成物中均无H，。

(4)水溶液不能出现O2。

(1)今有2H2，O2KOH,2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是______，电极反应式分别为______________、______________。

(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式为__________________、_____________________。

(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化, _________________。

(3)如把H2改为甲烷、KOH作导电物质，则电极反应式为:________________、__________________。

【解析】 根据电池反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，因此H2应在负极上反应，O2应在正极上反应。又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H，参加或生成，故负极反应为:2H2，4OH,,,,,4e===4H2O，正极反应为:O2，2H2O，4e===4OH。若将导电物质换

,,,,,,成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH参加或生成，故负极:2H24e===4H，，正极:O2

，4H，，4e===2H2O。由于前者在碱性条件下反应KOH量不变，但工作时H2O增多故溶液变稀碱性变小，pH将变小。而后者为酸溶液，H2SO4量不变，水增多，溶液酸性变小，故pH将变大。如把H2改为甲烷用KOH作导电物质，根据反应CH4，2O2===CO2，2H2O，则负极为发生氧化反应的CH4，正极为发生还原反应的O2，由于有KOH存在，此时不会有CO2放出。

【答案】 (1)H2 O2 负极:2H2，4OH,,,4e===4H2O ,

正极:O2，2H2O，4e===4OH

(2)负极:2H24e===4H， 正极:O2，4H，，4e===2H2O (1)变小，(2)变大

(3)负极:CH4，10OH,,,,,,,8e===CO23,，7H2O

,

,正极:2O2，4H2O，8e===8OH

常见燃料电池的电极反应

在燃料电池中，电解质溶液参与电极反应，电解质酸碱性的改变，引起电极反应的变化，但不影响燃料及O2的性质。

电极反应在遵守质量守恒定律、电荷守恒、电子得失守恒的同时，还要特别考虑电解质溶液是否参与反应。

(1)甲烷燃料电池。

电解质:KOH

正极(通O2):2O2，4H2O，8e===8OH

负极(通CH4):CH4，10OH,,,,,8e===CO23,，7H2O ,

总反应:CH4，2O2，2KOH===K2CO3，3H2O

(2)甲醇燃料电池。

电解质:KOH

正极:3O2，6H2O，12e===12OH

负极:2CH3OH，16OH,,,,12e===2CO23,，12H2O ,

总反应:2CH3OH，3O2，4KOH===2K2CO3，6H2O

(3)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

(4)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

合气为正极燃气，制得在650 ?下工作的燃料电池。有关的电池反应式为:

正极:O2，2CO2，4e===2CO23,

负极:2CO，2CO23,4e===4CO2

总反应:2CO，O2===2CO2

固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆一氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )

,,,,

A(有O2放电的a极为电池的负极

B(有H2放电的b极为电池的正极

C(a极对应的电极反应式为O2，2H2O，4e===4OH

D(该电池的总反应方程式为2H2，O2高温,2H2O

【解析】 固体介质允许O2通过，说明为非水体系，因此C项中a极反应式不正确，这种

1,,,,表达是水溶液中进行的反应，a2，2e===O2，b极反应:H22e===2H2

1，，总反应方程式是H2O2高温,H2O。 2

【答案】 D

【教师备课资源】

碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，故得到广泛应用。锌锰碱性电

池以KOH溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)，2MnO2(s)，2H2O(l)===Zn(OH)2(s)，2MnOOH(s)

下列说法错误的是( )

A(电池工作时，锌失去电子 ,,,

B(电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)，2H2O(l)，2e===2MnOOH(s)

，2OH(aq)

C(电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D(外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g

【解析】 根据题意，该电池的负极材料是锌。电池工作时，锌本身失去电子而发生氧化反应，失去的电子通过外电路移向另一极(正极)。在该电极上，MnO2获得电子发生还原反应生成MnOOH:2MnO2，2e―?2MnOOH。从元素守恒的角度来看，右侧还多2个氢。在碱性溶液中不出现H，，故正极反应为2MnO2，2H2O，2e===2MnOOH，2OH。反应中，失去0.2 mol电子，消耗掉0.1 mol锌，质量为6.5 g。

【答案】

C

化学电池一次电池二次电池燃料电池电极材料电解质电极反应主要特点

,,,,,

1(下列有关电池的说法不正确的是( )

A(手机上用的锂离子电池属于二次电池

B(铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C(甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D(锌锰干电池中，锌电极是负极

【解析】 锂离子电池可以充电，再次使用，属于二次电池，A项正确;铜锌原电池中铜为正极，故电流从铜电极流向锌电极，而电子是由锌电极流向铜电极，B项错;电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确;Zn失去电子生成Zn2，，故作为负极，D项正确。

【答案】 B

2(茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中

( )

?铝合金是阳极 ?铝合金是负极 ?海水是电解液

?铝合金电极发生还原反应

A(?? B(??

C(?? D(??

【解析】 较活泼的铝合金为负极(?对)。Pt-Fe合金网为正极，海水是电解液(?对)。负极

上发生氧化反应(?错)。

【答案】 A

3(关于铅蓄电池的说法正确的是( )

A(在放电时，正极发生的反应是:Pb(s)，SO24,(aq)===PbSO4(s)，2e

B(在放电时，该电池的负极材料是铅板

C(在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

D(在充电时，阳极发生的反应是:PbSO4(s)，2e===Pb(s)，SO24,(aq)

【解析】 A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为: PbO2，4H，，SO24,，2e===PbSO4，2H2O;C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大;D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。

【答案】 B

4(锌锰干电池的两极分别为碳棒和锌皮，在放电时电池总反应方程式可以表示为:Zn，2MnO2，2NH4， Zn2，，Mn2O3，2NH3，H2O。根据上述信息，下列结论正确的是( )

A(放电时正极发生反应的物质为NH4，

B(Zn为负极，碳为正极

C(工作时，电子由碳极经外电路流向Zn极

D(长时间连续使用该电池时，内装糊状物不会流出

【解析】 在电池的正极上发生的是得电子的还原反应，是总反应中氧化剂发生反应的电极。由锌锰干电池的总反应式可知，MnO2与NH4，发生的反应为正极反应。根据原电池的工作原理可知，相对活泼(指金属性)的一极为负极，相对不活泼的一极为正极，B项正确;在外电路，电子从负极流向正极，C项错误;长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，糊状物很可能流出而腐蚀用电器，D项错误。

【答案】 B

5(科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已

计划将甲醇燃料电池用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨化为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题:

(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是

______________________________。

(2)此电池的正极发生的电极反应式是________，负极发生的电极反应式是___________。

(3)电解液中的H，向________极移动，向外电路释放电子的电极是________。 ,,,

(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点:首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是________。

【解析】 甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。CH3OH在负极发生氧化反应，电极反应式为2CH3OH，2H2O12e===2CO2，12H，;氧气在正极反应:3O2，12H，，12e===6H2O，两反应式相加即得总反应式。在电池中，负极释放出电子移动到正极上，故向外电路释放电子的电极为负极。在原电池的内电路中，阳离子向正极移动，故H，向正极移动。甲醇反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。

【答案】 (1)2CH3OH，3O2===2CO2，4H2O

(2)3O2，12H，，12e===6H2O 2CH3OH，2H2O12e===2CO2，12H，

(3)正 负极 (4)对环境无污染

,,,,,,

1(下列有关化学电池的说法中正确的是( )

A(化学电池只能将化学能转化为电能

B(燃料电池能将全部化学能转化为电能

C(锌银电池比能量大，电压稳定，储存时间长

D(一次电池包括干电池和蓄电池

【解析】 蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电)，也可以将电能转化为化学能(充电)，燃料电池的能量转换率超过80%，但不可能100%转换。蓄电池可重复使用，属于二次电池。

【答案】 C

2(已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“，”，另一个接线柱旁标有“”。关于标有“，”的接线柱，下列说法中正确的是( )

A(充电时作阳极，放电时作正极

B(充电时作阳极，放电时作负极

C(充电时作阴极，放电时作负极

D(充电时作阴极，放电时作正极

【解析】 “，”接线柱放电时为原电池正极，充电时与外接电源正极相连，作阳极A正确。

【答案】 A

3(研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为:5MnO2，2Ag，2NaCl===Na2Mn5O10，2AgCl ,

下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )

A(正极反应式:Ag，Cl,,,e===AgCl

B(每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

C(Na，不断向“水”电池的负极移动

D(AgCl是还原产物

【解析】 根据总反应中化合价的升降和正极、负极的反应原理，正极反应为5MnO2，2e===Mn5O210,，负极反应为2Ag，2Cl,,,,2e===2AgCl，A项错误，B项正确;C项，阳离子向正极移动，错误;D项，AgCl是氧化产物，错误。

【答案】 B

4(电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )

A(锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细

B(氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能

C(氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化

D(太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅

【解析】 因为锌锰干电池中锌棒为负极，锌棒变细，碳棒不变，故A错;原电池是将化学能直接转变为电能，所以B错;氢氧燃料电池负极反应为H22e===2H，，所以C正确;太阳能电池的主要材料是硅，D错。

【答案】 C

5(不久前，美国一个海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池。该电池可同时供应电和蒸气，其燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，工作温度为600,800 ?。已知该电池的总反应为2H2，O2===2H2O，负

极反应为H2，CO23,2e===H2O，CO2。下列推断正确的是( )

A(正极反应为4OH,,,,,,4e===O2，2H2O ,

B(放电时，CO23,向负极移动

C(电池供应1 mol水蒸气，转移的电子的物质的量4 mol

D(放电时，CO23,向正极移动

【解析】 正极反应是氧化剂得电子的反应，A项错;原电池中，阴离子向负极移动，B项正确，D项错;电池提供1 mol水蒸气，转移的电子的物质的量为2 mol，C项错。

【答案】 B

6(生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安

充电装，充电后即可使用，发生的反应是:2PbSO4，2H2O 放电PbO2，Pb，2H2SO4

下列对铅蓄电池的说法中错误的是( )

A(需要定期补充硫酸

B(工作时铅是负极，PbO2是正极

C(工作时负极上发生的反应是Pb2e，SO24,===PbSO4

D(工作时电解质溶液的密度减小

【解析】 铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的物质是负极，发生还原反应的物质是正极，所以Pb是负极，PbO2是正极;在工作时，负极发生的反应是铅失去电子生成Pb2，，Pb2，与溶液中的SO24,生成PbSO4沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等。在电池

制备时，PbSO4的量是一定的，制成膏状的PbSO4干燥后安装，说明H2SO4不用补充;放电时，H2SO4被消耗，溶液中的H2SO4的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。

【答案】 A

7(常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为0)，电池反应通

放电常表示为LaNi5H6，6NiO(OH) 充电LaNi5，6Ni(OH)2。下列说法不正确的是( )

A(放电时储氢合金作负极

B(充电时储氢合金作阴极

C(充电时阴极周围c(OH)减小

D(放电时负极反应:LaNi5H6，6OH,,,,,6e===LaNi5，6H2O ,

【解析】 A选项，镍氢电池放电时作原电池，发生反应:LaNi5H6，6NiO(OH)===LaNi5，6Ni(OH)2，储氢合金是还原剂，作原电池的负极。B选项，充电时，外电源的负极接在原电池的负极上，所以充电时储氢合金作阴极。C选项，充电时阴极:LaNi5，6H2O，6e

,,,===LaNi5H6，6OH，所以充电时阴极周围c(OH)应该增大，C选项错误。D选项正确。

【答案】 C

8(一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池，可连续使用一个月，其电池反应为:2CH3OH，3O2，4OH 2CO23,，6H2O，则有关说法正确的是( )

A(放电时CH3OH参与反应的电极为正极

B(放电时负极的电极反应为CH3OH，8OH,,,6e===CO23,，6H2O ,

C(标准状况下，通入5.6 L O2并完全反应后，有0.5 mol电子转移

D(放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低

【解析】 从电池反应可知，CH3OH为原电池的负极，A选项错误;正极反应为:O2，2H2O，4e===4OH，标准状况下，5.6 L O2为0.25 mol，转移电子为

1 mol，C选项错误;从正极反应可以看出，正极附近溶液OH浓度增大，pH升高，D选项错误。

【答案】 B

9(目前人们正在研究开发一种高能电池——钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na

放电，导电的β-Al2O3陶瓷为固体电解质，反应式如下:2Na，xS

充电Na2Sx。以下说法中正

确的是( )

A(放电时，钠作负极，发生还原反应

B(放电时，钠作正极，硫极发生还原反应

C(若用此电池电解水，当产生标准状况下的O2 1.12 L时，消耗金属钠为4.6 g

D(放电时，正极发生的反应为S2x,2e===xS

【解析】 放电时为原电池装置，钠作负极，发生氧化反应，硫极作

正极，发生还原反应，

A、B、D均不正确。若用此电池电解水，当阳极产生标准状况下的气体为1.12 L O2时，则转移的电子的物质的量为n(e),4n(O2),4×0.05 mol,0.2 mol，则消耗金属钠的质量为m(Na),0.2 mol×23 g?mol1,4.6 g，故C项正确。

【答案】 C

10(有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是( )

?每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e

?负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4，10OH,,,,,,,,,,8e===CO23,，7H2O

,,,?负极上是O2获得电子，电极反应式为O2，2H2O，4e===4OH

?电池放电后，溶液pH不断升高

A(?? B(??

C(?? D(??

【解析】 CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4CO2，严格讲生成的CO2还会与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式

为CH4，10OH,,8e===CO23,，7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol e发生转移，O2在正极

,,,,,上发生反应，获得电子，电极反应式为O2，2H2O，4e===4OH。虽然正极产生OH。负

极消耗OH，但从总反应CH4，2O2，2KOH===K2CO3，3H2O可看出是消耗KOH，所以电池放电时溶液的pH不断下降，故??正确，??错误。

【答案】 A

11(铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质为稀硫酸，工作(放电)时该电池的总反应:Pb，PbO2，2H2SO4===2PbSO4，2H2O。试根据上述情况判断:

(1)蓄电池的负极材料是________。

(2)工作时，正极反应为

__________________________________________________。

(3)工作时，电解质溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。

(5)电流方向从________极流向________极。

【解析】 蓄电池工作时，起原电池作用，题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及的各个方面。根据原电池原理，负极发生氧化反应，元素化合价升高，所以Pb为负极;正极发生还原反应，元素化合价降低，从总反应式可知，PbO2是氧化剂，即正极反应:PbO2，SO24,，4H，，2e===PbSO4，2H2O;从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应，H，转变成H2O，所以溶液pH增大;原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极;电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。

【答案】 (1)Pb

(2)PbO2，SO24,，4H，，2e===PbSO4，2H2O

(3)增大 (4)负 (5)正 负

12(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，电解质是LiAlCl4,,,,SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li，

S，SO2?。 2SOCl2===4LiCl，

请回答下列问题:

(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为

________________________________________________________________

________。

(2)电池正极发生的电极反应为

________________________________________________________________

________;

(3)SOCl2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

____________________________________________;

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是

________________________________________________________________

________。

【解析】 (1)分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂(作负极)，失电

子:Lie===Li，。

(2)SOCl2为氧化剂，得电子，从题给电池反应可推出产物:Cl、S、SO2。(或用总反应减去负极反应)。

(3)题中已给出信息:碱液吸收时的产物是Na2SO3和NaCl，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，进而推出现象。

【答案】 (1)Li Lie===Li，

(2)2SOCl2，4e===4Cl，S，SO2?

(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成

SOCl2，H2O===SO2?，2HCl?

(4)因为构成电池的主要成分Li能与氧气、水反应，SOCl2也与水反应

13(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，电极反应为:Zn，2OH

===2Ag，2OH。

,,,,,,,,,,2e===Zn(OH)2，Ag2O，H2O，2e,,

根据上述反应式，完成下列题目。

(1)判断下列叙述中正确的是________。

A(在使用过程中，电解质KOH被不断消耗

B(使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极

C(Zn是负极，Ag2O是正极

D(Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应

(2)写出电池的总反应式:

______________________________________________。

(3)使用时，负极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”，下

同)，正极区的pH________，电解质溶液的pH________。

【解析】 (1)由正、负电极反应式可知:Zn电极为负极，发生氧化反应，负极区pH减小，Ag2O为正极，发生还原反应，正极区pH增大;使用时电子由Zn极流向Ag2O极，正、负

极反应式相加可得总反应式为Zn，Ag2O，H2O===Zn(OH)2，2Ag，故电解质KOH未被消耗，电解质溶液的pH不变。

【答案】 (1)C

(2)Zn，Ag2O，H2O===Zn(OH)2，2Ag

(3)减小 增大 不变

14.

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________，在导线中电子流动方向为________(用a、b表示)。

(2)负极反应式为

________________________________________________________。

(3)电极表面镀铂粉的原因为

______________________________________________

________________________________________________________________

________。

(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电

能。因此，大量安全储氢是关键技术之一，金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下:

??.2Li，H2=====2LiH

?.LiH，H2O===LiOH，H2?

?反应?中的还原剂是________，反应?中的氧化剂是________。

?已知LiH固体密度为0.82 g/cm3。用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为________。

?由?生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________mol。

【解析】 本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2，

O2===2H2O，其中H2从零价升至，1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H，，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH。

(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。(4)?中Li从零价升至，1价，作还原剂。?中H2O的H从，1价降至H2中的零价，作氧化剂。由反应?，当吸收10 mol H2时，则生成20 mol LiH，V,m/ρ,(20×7.9)/0.82×103 L,192.68×103 L，则V(LiH)/V(H2),192.68×10,,,,3 L/224 L,8.60×104。20 mol LiH可生成20 mol H2，实际参加反应的H2为20×80%,16 ,

mol,1 mol H2转化成1 mol H2O，转移2 mol电子，所以16 mol H2可转移32 mol的电子。

【答案】 (1)由化学能转变为电能 由a到b(合理表达形式均可)

(2)2H2，4OH,,4e===4H2O或H2，2OH,,,2e===2H2O ,

(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反应速率

(4)?Li H2O ?1/1 163或8.60×104 ?32

阶段归纳提升课

,

一、原电池设计的基本依据和关键

进行原电池设计的基本依据，是原电池的构成条件，关键是选择合适的电极材料和电解质溶液。

1(电极材料的选择

电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极一般不用同一种材料。

两个电极的构成分为4种情况:

(1)活动性不同的两种金属。例如，锌铜原电池中，锌作电池的负极，铜作电池的正极。

(2)金属和非金属。例如，锌锰干电池中，锌片作电池的负极，石墨棒作电池的正极。

(3)金属和化合物。例如，铅蓄电池中，铅板作电池的负极，二氧化铅作电池的正极。

(4)惰性电极。例如，氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt。

2(电解质溶液的选择

电解质是为负极提供放电的物质，因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，应使用盐桥连接。负极所在的电解质溶液阳离子应与电极材

料是相同的阳离子。例如:在锌、铜和硫酸构成的原电池中，锌极置于ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2等溶液中;正极材料置于硫酸溶液中。当然硫酸还可以换成盐酸，电极上发生的反应和电池总反应与电解质是硫酸是相同的。但是如果电解质溶液是硫酸铜溶液，电极反应是 负极:Zn2e===Zn2，，正极:Cu2，，2e===Cu

电池总反应:Zn，Cu2，===Zn2，，Cu

3(原电池设计思路图示:

,,,

依据氧化还原反应:Zn，2FeCl3===ZnCl2，2FeCl2设计的原电池如图所示:

请回答下列问题:

(1)电极X的材料是_____，电解质溶液Y是______。

(2)Pt电极为电池的__________极，发生的电极反应为

___________________________; X电极上发生的电极反应为___________________。

(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。

【解析】 将Zn，2FeCl3===ZnCl2，2FeCl2 拆分:Zn2e===Zn2，(氧化反应)和2Fe3，，2e===2Fe2，(还原反应)两个反应。结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应用锌，则正极应用活动性比锌弱的材料，

为保证Fe3，在正极得电子，则电解质溶液为FeCl3等易溶的铁盐溶液。

【答案】 (1)Zn FeCl3溶液 ,,,

(2)正 2Fe3，，2e===2Fe2， Zn2e===Zn2，

(3)Zn Pt

二、电极反应式和总反应式的书写方法

1(整体思路

(1)题目仅给出原电池的装置图

?首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。

?结合电解质判断出还原产物和氧化产物。

?写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两电极反应式相加可得总反应式。

(2)题目仅给出原电池的总反应式

?分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂参加的反应即为正极反应;找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂参加的反应即为负极反应。

?当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应注意电解质的反应。 ?若有一个电极反应较难写出，可先写出较易写出的电极反应，然后再利用总反应式减去该电极反应即得到另一个电极反应。

2(负极与正极上的电极反应式的书写

(1)负极

?若负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况:一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液反应，此时的电极反应可表

示为Mne===Mn，;另一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液的反应叠加在一起书写，如铅蓄电池的负极反应为Pb，SO24,2e,,,,,,,===PbSO4。

?若负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液的反应叠加在一起书写，如氢氧燃料电池(KOH溶液为电解质溶液)的负极反应为H2，2OH,2e===2H2O。

(2)正极

?首先，判断在正极发生反应的物质。

a(当负极材料与电解质溶液能自发地发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某些微粒;

b(当负极材料与电解质溶液不能自发地发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是,,

溶解在电解质溶液中的O2。

?然后，根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。

3(书写电极反应式时应注意的问题

(1)两电极得失电子数目相等。

(2)电极反应式常用“===”而不用“―?”表示。

(3)电极反应式中若有气体生成，需要加“?”;而弱电解质或难溶物均以分子式表示，其余以离子符号表示。

(4)书写电极反应式时要保证电荷守恒、元素守恒，可在电极反应式一

端根据需要添加H，或OH或H2O。

(5)两电极反应式和电池总反应式中，若已知其中两个，可由方程式的加减得到第三个。

高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间

放电保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn，2K2FeO4，8H2O 充电3Zn(OH)2，

2Fe(OH)3，4KOH，下列叙述不正确的是( )

A(放电时负极反应为:Zn,2e，2OH===Zn(OH)2

B(充电时阳极上反应为:Fe(OH)3,3e，5OH===FeO24,，4H2O

C(放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化

D(放电时正极附近溶液的碱性增强

【解析】 放电时装置为原电池，Zn作负极，充电时，装置变为电解池，阳极发生氧化反应，所以A、B正确;放电时正极反应为:FeO24,，4H2O，3e===Fe(OH)3?，5OH，故电极附近溶液的碱性增强，正极所发生的是还原反应而不是氧化反应，C错、D正确。故正确答案为C。

【答案】

C ,,,,,,,

1(如图为某原电池的装置图，下列有关说法中不正确的是( )

A(将Zn换成Fe，电池总反应不变

B(将Cu换成Fe，电池总反应不变

C(将Cu换成Fe，电压表的读数减小

D(将Zn换成Fe，电压表的读数减小

【解析】 A项中将Zn换成Fe，则负极反应由Zn2e===Zn2，变成Fe2e===Fe2，，而Cu电极改换为比Zn活泼性差的导电电极，所有反应不变，A项错误，B项正确;两电极活泼性差距越大形成的原电池的电压越高，C、D两项正确。

【答案】 A

2(锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为:Zn(s)，2MnO2，2NH4，===Zn2，，,,,,Mn2O3(s)，2NH3?，H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是( )

A(Zn B(碳

C(MnO2和NH4， D(Zn2，和NH3

【解析】 根据方程式可知:Zn为原电池的负极，碳棒为原电池的正极，负极失电子变成Zn2，失去的电子被MnO2和NH，4得到，生成了低价态的Mn2O3和不带电的NH3。所以在，

正极上NH，4和MNO2为反应物。

【答案】 C

3(下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )

A(该系统中只存在3种形式的能量转化

B(装置Y中负极的电极反应式为:O2，2H2O，4e===4OH

C(装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D(装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与

电能间的完全转化

【解析】 该系统中存在太阳能、电能、机械能、化学能4种形式的能量转化，故A错;装置Y中负极的电极反应式为:H22e===2H，，通过X装置产生O2和H2，故C正确;X，Y子系统理论上可以实现物质的零排放，但不能实现化学能与电能间的完全转化，D错。

【答案】 C

4((2012?大纲全国卷)????四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。??相连时，外电路电流从?流向?;??相连时，?为正极;??相连时，?上有气泡逸出;??相连时，?的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )

A(????

C(???? B(???? D(???? ,,,,

【解析】 利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中，电流从正极流向负极，则?作原电池的负极，?作正极，故活动性?>?;活动性相对较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性?>?;有气泡产生的电极发生的反应为2H，，2e===H2?，为原电池的正极，故活动性?>?;质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故活动性?>?，由此可得金属活动性:?>?>?>?。

【答案】 B

5((2012?四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为:CH3CH2OH4e，H2O===CH3COOH，4H。下列有关说法正确的是( )

A(检测时，电解质溶液中的H，向负极移动 ,,，,

B(若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气

C(电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH，O2===CH3COOH，H2O

D(正极上发生的反应为:O2，4e，2H2O===4OH

【解析】 审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故A错;因电解质溶液为酸性的，不可能存在OH，故正极的反应式为:O2，4H，，4e===2H2O，转移4 mol电子时消耗1 mol O2，则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2，故

B、D错;电池反应式即正负极反应式的和，将两极的反应式相加可知C正确。

【答案】 C

6(纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为Zn，Ag2O===2Ag，ZnO。关于该电池的叙述不正确的是(

) ,,,,

A(使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极，Zn是负极

B(使用时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极，Ag2O是负极

C(正极的电极反应为Ag2O，2e，H2O===2Ag，2OH

D(Zn极发生氧化反应，Ag2O极发生还原反应

【解析】 由总方程式可以看出，负极为Zn，正极为Ag2O，使用时电子由负极流向正极，A项正确，B项错误;负极发生氧化反应，正极发生还原反应，C项正确，D项也正确。

【答案】 B

7((2012?山东高考节选)利用反应2Cu，O2，2H2SO4===2CuSO4，2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为________________。

【解析】 电池反应的总方程式为2Cu，O2，4H===2Cu2，2H2O，负极电极反应式为2Cu，，

,,,4e===2Cu2，将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式:4H，,，，

,O2，4e===2H2O。

【答案】 4H，O2，4e===2H2O ，,

范文五：【高考必备】高二化学人教版选修四4.2化学电源教案

第二节 化学电源教案

本节教材分析

(1)三维目标

:1、了解电池的一般分类,

2、了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用

3、掌握几种典型化学电池的电极反应

:引导学生自主学习，了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识

:感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正

确的能源观

(2)教学重点:掌握几种典型电池的用途和特点。

(3)教学难点:掌握几种典型化学电池的电极反应。

(4)教学建议

本课可采取讲授与讨论相结合的模式和分类比较的方法进行教学。

1.新课引入，重在激发学生学习的兴趣。在学生活动的基础上，可配合使用一些实物或图片的展示，加上对各类电池标志的辅助说明，或者引用一段关于电池工业的新闻报道，都有助于引起学生对本课教学内容的关注和积极参与探究的意识。

2.关于一次电池、二次电池和燃料电池的教学可以从不同角度展开，既可以从学科知识的角度介绍化学电池的分类、工作原理和用途，也可以从历史的角度介绍化学电池工业随社会、科技发展而发展的历程和前景，同时还应注意帮助学生理解——要使一项理论性研究成果转化成技术产品，实现其应用价值，需要考虑许多复杂的技术问题和社会问题。

新课导入设计

导入一

前不久，美国麻省理工学院科学家塞达尔及其同事研制出一种革命性的手机电池，与充电时间需要几个小时的普通电池相比，这种电池只需10秒钟便可完成充电过程，新电池的充电速度是传统电池的100倍，2,3年内便可用在手机、笔记本电脑、数码摄像机和照相机上。此外，同样的技术也可大大缩短电动汽车的充电时间，能够与传统汽车的加油时间不相上下，进而扫除绿色环保汽车面临的最大障碍之一。这项技术也可用于研制新一代体积更小、重量更轻的电池，让手机和笔记本电池的个头只有一张信用卡大小。

那么，你还知道哪些化学电源呢,它们的工作原理是什么呢,

导入二

材料引入:由我国自主研制的燃料电池城市大巴目前单车行驶里程已突破10 000公里。 清能一号和清能三号两辆大巴代表了中国燃料电池城市大巴的最高水平，上海神力科技有限公司为这两辆车提供了核心部件——燃料电池发动机。从今年八月份至今清能一号行驶里程已经突破10 000公里，清能三号也达到了7 000公里。第三方的相关检测也将在近期开始，随后的商业化运行也将提上议事日程。

第二节 化学电源

:在日常生活中，你用过那些电池,你知道电池的其它应用吗,

:干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池，电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表

电源等，那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。

:第二节 化学电源

:阅读教材74页，思考下列问题

1、目前化学电池主要分为哪几个大类,在性能等方面它们各有什么特点,

2、化学电池与其他能源相比有哪些优点,

3、判断电池的优劣标准主要是什么,

:化学电池

1、概念:是将化学能转化为电能的装置

?、一次电池又称不可充电电池——如:干电池

2、分类: ?、二次电池又称充电电池——蓄电池

?、燃料电池

?、能量转换效率高，供能稳定可靠

3、优点: ?、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便

?、易维护，可在各种环境下工作。

:图4-2电池及其用途。面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要,

?、比能量:,符号(A?h/kg)，(A?h/L), :4、电池优劣的判断标准: ?、比功率:

?、比时间:电池的储存时间的长短 : 展示出几种一次电池:普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等，下

面介绍常见化学电池的工作原理和化学电池的电极反应。

:一、一次电池

1、 碱性锌锰干电池:

,—负极(锌筒):Zn +2OH—2e= Zn(OH); 2

,,正极(石墨):正极:2MnO+2HO+2e= 2MnOOH+2OH 22

电池的总反应式为:Zn +2MnO+2HO= 2MnOOH+ Zn(OH) 222: 比普通锌锰干电池好，比能量和储存时间有所提高，使用于大电流和连续放电，是民

用电池更新换代产品。

:请阅读P的资料卡片---银锌电池，思考银锌电池的工作原理是什么, 75

:2、银锌电池:

—-负极:Zn+2OH-2e=ZnO+HO 2

--正极:AgO+HO+2e=2Ag+2OH 22

银锌电池充电和放电的总化学方程式为:Zn+AgO 2Ag+ ZnO 2

: 正极壳填充AgO和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。优点:比能量电压稳2

定、储存时间长，使用于小电流和连续放电，常制成微型电池或纽扣电池等，如

电子表或计算器上的电池。

:例1、1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久(这

种能源起搏器中安装了寿命最长、可靠性最高的锂—碳电池(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，现已在火箭、

移动电话、笔记本电脑中广泛使用(它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂

(LiAlCl)溶解在亚硫酰氯中(SOCl)组成电解质溶液(电池总反应为:8Li42

，3SOCl,6LiCl，LiSO，2S( 223

(1)、此电池中_______作负极，电极反应为_______，_______作正极(

(2)、该电池用于心脏起搏器时，在生理上的作用是_______。

:1、C 2、(1)锂,Li-e- =Li+,石墨.(2)起搏器遵循天然心脏的工作原理通过向心脏发送

电脉冲以控制心脏的跳动。

:二、二次电池

1、铅蓄电池

:请阅读P的图片---铅蓄电池，思考铅蓄电池的工作原理是什么, 76

: 铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有

一层棕褐色的PbO，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间2

用橡胶或微孔塑料隔开。

:?、放电的电极反应为:

, 2-负极:Pb，,2e,PbSO? SO44

+, 2-正极:PbO，4H，,PbSO?，，2e2HO SO2424

放电 总反应式:PbO，Pb，2HSO 2PbSO?，2HO 22442 充电

:铅蓄电池的电压正常情况下保持2,0 V，当电压下降到1,85 V时，即当放电进行到硫酸浓度

3降低，溶液密度达1,18 g / cm时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电，其电

极反应为:

, +2-:?、充电的电极反应:阳极:PbSO，2HO,2e,PbO，4H， SO4224

, 2- 阴极:PbSO，2e,Pb， SO44

: 目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的电压稳定，使用方便、安全、

可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交通、生产和生活中。但

是比较笨重。因此出现了大有发展前景的燃料电池

:三、燃料电池

: 燃料电池是将燃料化学能直接转化为电能的装置。与一般电池不同的是，其所需

的化学燃料并不储存了电池内部，而是从外部供应，便于燃料的补充，从而

电池可以长时间甚至不间断地工作。另一方面，燃料电池除了电池本身之外，

还需要燃料和氧化剂供应等配套部件与电池堆一起构成一个完整的燃料电

池系统。 按电解质划分，燃料电池大致上可分为:碱性燃料电池和质子交

换膜燃料电池等。

:1、氢氧燃料电池(碱性)

—— ?、电极反应:负极:2H+4OH—2e=4HO 22

——正极:O+2HO+2e=4OH 22

?、电池的总反应为:2H + O = 2HO 222

?、优点:能量转化率高，达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。

:例2、充电电池在放电时发生的反应，在充电时又可以逆向进行，使生成物恢复原状，由此

推断，“充电”时的反应是 ( A )

A、氧化还原反应 B、非氧化还原反应

C、可能是氧化还原反应，也可能是非氧化还原反应 D、无法判断 例3、新型燃料电池: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。写出电极反应式:

—,2,: 负极:CH+10OH-8e=CO+7HO 432

,, 正极:2O+4HO+8e=8OH22

电池的总反应式为:CH+2O+2KOH=KCO+3HO 42232

例4、银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可表示为:

2Ag+Zn(OH)AgO+Zn+2HO那么放电时，负极上发生反应的物质是( D ) 222

A、Ag B、Zn(OH) C、AgO D、Zn 22

例5、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按此图的提示，叙述不正确的是( )

A(a电极是负极

,,B(b电极的电极反应为:4OH-4e== 2HO+O? 22

C(氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D(燃料电池是一种不需将还原剂和氧化剂全部储

藏在电池内的新型发电装置

,，:分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为2H-4e==4H，b极为正极，2

,,其电极反应为O+2HO+4e==4OH，电池总反应式为2H+O==2HO。H为还原剂，O2222222为氧化剂，该电池只要通入H、O就能工作，无需将它们储藏在电池内部。氢氧燃22

料电池的能量效率较高，而且产物水是一种无污染物质，是一种具有应用前景的绿色电源，在航天领域已得到应用。答案为B。

:四、书写由化学方程式书写电极反应式注意点:

?、找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质;

?、利用电荷守恒分别写出电极反应式;

?、负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关

2(如，4价的C在酸性溶液中以CO形式存在，在碱性溶液中以CO,形23

式存在)

?、验证:两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。 : 任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。氧化剂和还原剂之间转移电子要通过导线

(导体)传递才能实现，这样就形成了电流，将化学能转变为电能。

化学电池的反应本质是——氧化还原反应

:

:化学电池

1、概念:是将化学能转化为电能的装置

?、一次电池又称不可充电电池——如:干电池

2、分类: ?、二次电池又称充电电池——蓄电池

?、燃料电池

?、能量转换效率高，供能稳定可靠

3、优点: ?、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便

?、易维护，可在各种环境下工作。

4、电池优劣的判断标准: ?、比功率:

?、比时间:电池的储存时间的长短

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