清泉州阳光实验学校高中化学 化学电源教案

清泉州阳光实验学校第二节化学电源
●课标要求
通过查阅资料理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.理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响和电池反响。

●教学地位
化学电池是根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理论中的延伸和拓展，将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联络起来，帮助学生进一步的深化认识化学电池。

简介了三种电池的根本构造，工作原理，性能和适用范围。

同时向学生浸透绿色环保的意识。

●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，借助化学反响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，创造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。

让我们一起来理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，填写上上【课前自主导学】中的“知识1，化学电池〞。

(2)看教材P75～77页，填写上上【课前自主导学】中的“知识2，几种常见的化学电池〞，并完成【考虑交流】。

⇒步骤1：导入新课、本课时的教材地位分析。

⇒步骤2：建议对【考虑交流】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：在教师指导下完成【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〞中的电极反响进展总结。

⇐步骤3：师生互动完成探究点“化学电源中电极反响式的书写〞可利用【问题导思】设置的问题由浅入深地进展。

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。

课标解读重点难点
1.理解电池的分类、特点及适用范围。

2.理解几类化学电池的构造、原理。

3.理解化学电源的广泛应用及废旧电池的危害。

1.一次、二次、燃料电池的构造及工作原理。

(重点)
2.原电池电极反响式的书写。

(重难点)
化学电池
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，因此获得电能。

2．类型
几种常见化学电池
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)电极反响：负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
总反响：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
①放电：负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)
正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)
总反响：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
②充电时
铅蓄电池的充电反响是放电反响的逆过程。

阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)；
阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)；
总反响：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。

上述充放电反响可写成一个可逆反响方程式：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(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、煤气等液体或者者气体)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复原反响。

③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供应，在电极上不断地进展反响，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电极反响：负极：H2－2e－===2H＋
正极：O2＋2H＋＋2e－===H2O
总反响：H2＋O2===H2O
假设把氢氧燃料电池中的酸性介质换成碱性介质，其电极反响式怎样写？
【提示】负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反响：2H2＋O2===2H2O
化学电源中电极反响式的书写
【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者者O2得电子。

负极：活泼金属或者者H2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响本质一样吗？
【提示】一样，都为2H2＋O2===2H2O
1．根据装置书写电极反响式
(1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反响物，并标出一样数目电子的得失。

(2)电极反响式的书写。

负极：活泼金属或者者H2失去电子生成阳离子，假设电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不一一共存，那么该阴离子应写入负极反响式。

如铅蓄电池，负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4。

正极：阳离子得到电子生成单质，或者者O2得到电子。

假设反响物是O2，那么：
电解质是碱性或者者中性溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

电解质是酸性溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

(3)正、负电极反响式相加得到电池反响的总反响方程式。

2．给出总反响式，写电极反响式
分析反响中的氧化反响或者者复原反响(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响式→
另一极的电极反响直接写出或者者将各反响式看作数学中的代数式，用总反响式减去已写出的电极反响式，即得结果
以2H2＋O2===2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反响式的书写步骤如下：
(1)根据总反响方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2molH2失掉4mol电子，初步确定负极反响式为2H2－4e－===4H＋。

(2)根据电解质溶液为碱性，与H＋不能一一共存，反响生成水，推出OH－应写入负极反响式中，故负极反响式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O。

(3)用总反响式2H2＋O2===2H2O减去负极反响式得正极反响式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。

3．可充电电池电极反响式的书写
在书写可充电电池电极反响式时，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响，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复原反响，对应元素化合价降低。

书写电极反响式应注意电解质溶液的影响。

(1)中性溶液反响物中无H＋或者者OH－。

(2)酸性溶液反响物，生成物均无OH－。

(3)碱性溶液反响物，生成物中均无H＋。

(4)水溶液不能出现O2－。

(1)今有2H2＋O2KOH,2H2O反响，构成燃料电池，那么负极通的应是________，正极通的应是______，电极反响式分别为______________、______________。

(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，那么电极反响式为__________________、_____________________。

(1)和(2)的电解液不同，反响进展后，其溶液的pH各有何变化？_______________________________。

(3)如把H2改为甲烷、KOH作导电物质，那么电极反响式为：________________、__________________。

【解析】根据电池反响式可知H2在反响中被氧化，O2被复原，因此H2应在负极上反响，O2应在正极上反响。

又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H＋参加或者者生成，故负极反响为：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正极反响为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

假设将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH－参加或者者生成，故负极：2H2－4e－===4H＋，正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

由于前者在碱性条件下反响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，根据反响CH4＋2O2===CO2＋2H2O，那么负极为发生氧化反响的CH4，正极为发生复原反响的O2，由于有KOH存在，此时不会有CO2放出。

【答案】(1)H2O2负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(1)变小，(2)变大
(3)负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－
常见燃料电池的电极反响
在燃料电池中，电解质溶液参与电极反响，电解质酸碱性的改变，引起电极反响的变化，但不影响燃料及O2的性质。

电极反响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响。

(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－===CO＋7H2O
总反响：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－===2CO＋12H2O
总反响：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
总反响：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，因此受到重视。

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。

有关的电池反响式为：正极：O2＋2CO2＋4e－===2CO
负极：2CO＋2CO－4e－===4CO2
总反响：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下列图，其中多孔电极a、b 均不参与电极反响。

以下判断正确的选项是()
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极对应的电极反响式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池的总反响方程式为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极反响式不正确，这种表达是水溶液中进展的反响，a极反响式应该是：O2＋2e－===O2－，b极反响：H2－2e－===2H＋，总反响方程式是H2＋O2高温,H2O。

【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，电池总反响式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(s)
以下说法错误的选项是()
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反响式为：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0.2mol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响，失去的电子通过外电路移向另一极(正极)。

在该电极上，MnO2获得电子发生复原反响生成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＋，故正极反响为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。

反响中，失去0.2mol电子，消耗掉0.1mol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响主要特点
1．以下有关电池的说法不正确的选项是()
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；电池的本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、Pt­Fe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铝合金电极发生复原反响
A．②③B．②④
C．①②D．①④
【解析】较活泼的铝合金为负极(②对)。

Pt­Fe合金网为正极，海水是电解液(③对)。

负极上发生氧化反响(④错)。

【答案】A
3．关于铅蓄电池的说法正确的选项是()
A．在放电时，正极发生的反响是：Pb(s)＋SO(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，阳极发生的反响是：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)
【解析】A项中电池放电时正极应发生复原反响，电极反响为：PbO2＋4H＋＋SO＋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响。

【答案】B
4．锌锰干电池的两极分别为碳棒和锌皮，在放电时电池总反响方程式可以表示为：Zn＋2MnO2＋2NH Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O。

根据上述信息，以下结论正确的选项是()
A．放电时正极发生反响的物质为NH
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．长时间是是连续使用该电池时，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复原反响，是总反响中氧化剂发生反响的电极。

由锌锰干电池的总反响式可知，MnO2与NH发生的反响为正极反响。

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；长时间是是连续使用该电池，由于锌皮渐渐溶解而破损，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，美国已方案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者者碳化钨化为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接参加纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。

答复以下问题：
(1)这种电池放电时发生的化学反响方程式是
______________________________。

(2)此电池的正极发生的电极反响式是________，负极发生的电极反响式是__________________。

(3)电解液中的H＋向________极挪动，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】甲醇燃料电池本质就是利用CH3OH燃料在氧气中反响来提供电能。

CH3OH在负极发生氧化反响，电极反响式为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋；氧气在正极反响：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，两反响式相加即得总反响式。

在电池中，负极释放出电子挪动到正极上，故向外电路释放电子的电极为负极。

在原电池的内电路中，阳离子向正极挪动，故H＋向正极挪动。

甲醇反响产物为CO2和H2O，对环境无污染。

【答案】(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(3)正负极(4)对环境无污染
1．以下有关化学电池的说法中正确的选项是()
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，储存时间是是长
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．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，以下说法中正确的选项是()
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．研究人员最近创造了一种“水〞电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差异进展发电，在海水中电池总反响可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl
以下“水〞电池在海水中放电时的有关说法正确的选项是()
A．正极反响式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
C．Na＋不断向“水〞电池的负极挪动
D．AgCl是复原产物
【解析】根据总反响中化合价的升降和正极、负极的反响原理，正极反响为5MnO2＋2e－===Mn5O，负极反响为2Ag＋2Cl－－2e－===2AgCl，A项错误，B项正确；C项，阳离子向正极挪动，错误；D项，AgCl是氧化产物，错误。

【答案】B
4．电池是人类消费和生活中的重要能量来源，各式各样电池的创造是化学对人类的一项重大奉献。

以下有关电池的表达正确的选项是()
A．锌锰干电池工作一段时间是是后碳棒变细
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响为H2－2e－===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250kW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 ℃。

该电池的总反响为2H2＋O2===2H2O，负极反响为H2＋CO－2e－===H2O＋CO2。

以下推断正确的选项是()
A．正极反响为4OH－－4e－===O2＋2H2O
B．放电时，CO向负极挪动
C．电池供应1mol水蒸气，转移的电子的物质的量4mol
D．放电时，CO向正极挪动
【解析】正极反响是氧化剂得电子的反响，A项错；原电池中，阴离子向负极挪动，B项正确，D项错；电池提供1mol水蒸气，转移的电子的物质的量为2mol，C项错。

【答案】B
6．消费铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状的PbSO4，枯燥后再安装，充电后即可使用，发生的反响是：2PbSO4＋2H2OPbO2＋Pb＋2H2SO4
以下对铅蓄电池的说法中错误的选项是()
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响是Pb－2e－＋SO===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，发生氧化反响的物质是负极，发生复原反响的物质是正极，所以Pb是负极，PbO2是正极；在工作时，负极发生的反响是铅失去电子生成Pb2＋，Pb2＋与溶液中的SO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枯燥后安装，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)，电池反响通常表示为LaNi5H6＋6NiO(OH)LaNi5＋6Ni(OH)2。

以下说法不正确的选项是()
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．放电时负极反响：LaNi5H6＋6OH－－6e－===LaNi5＋6H2O
【解析】A选项，镍氢电池放电时作原电池，发生反响：LaNi5H6＋6NiO(OH)===LaNi5＋6Ni(OH)2，储氢合金是复原剂，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，其电池反响为：2CH3OH＋3O2＋4OH－2CO＋6H2O，那么有关说法正确的选项是()
A．放电时CH3OH参与反响的电极为正极
B．放电时负极的电极反响为CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O
C．标准状况下，通入5.6 LO2并完全反响后，有0.5mol电子转移
D．放电一段时间是是后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低
【解析】从电池反响可知，CH3OH为原电池的负极，A选项错误；正极反响为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，标准状况下，5.6 LO2为0.25mol，转移电子为
1mol，C选项错误；从正极反响可以看出，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β­Al2O3陶瓷为固体电解质，反响式如下：2Na＋xSNa2Sx。

以下说法中正确的选项是()
A．放电时，钠作负极，发生复原反响
B．放电时，钠作正极，硫极发生复原反响
C．假设用此电池电解水，当产生标准状况下的O21.12 L时，消耗金属钠为4.6 g
D．放电时，正极发生的反响为S－2e－===xS
【解析】放电时为原电池装置，钠作负极，发生氧化反响，硫极作正极，发生复原反响，A、B、D均不正确。

假设用此电池电解水，极产生标准状况下的气体为1.12 LO2时，那么转移的电子的物质的量为n(e－)＝4n(O2)＝4×0.05mol＝0.2mol，那么消耗金属钠的质量为m(Na)＝0.2mol×23 g·mol－1＝4.6 g，故C 项正确。

【答案】C
10．有人设计出利用CH4和O2的反响，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。

电池的总反响类似于CH4在O2中燃烧，那么以下说法正确的选项是()
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole－
②负极上CH4失去电子，电极反响式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反响式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
④电池放电后，溶液pH不断升高
A．①②B．①③
C．①④D．③④
【解析】CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反响，即CH4CO2，严格讲生成的CO2还会与KOH反响生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反响式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O,1molCH4参加反响有8mole－发生转移，O2在正极上发生反响，获得电子，电极反响式为O2＋2H2O ＋4e－===4OH－。

虽然正极产生OH－。

负极消耗OH－，但从总反响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PbO2，电解质为稀硫酸，工作(放电)时该电池的总反响：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，正极反响为
________________________________________________________________________。

(3)工作时，电解质溶液的pH________(填“增大〞、“减小〞或者者“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，题中各小题概括表达了蓄电池放电时所涉及的各个方面。

根据原电池原理，负极发生氧化反响，元素化合价升高，所以Pb为负极；正极发生复原反响，元素化合价降低，从总反响式可知，PbO2是氧化剂，即正极反响：PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O；从正极反响或者者电池的总反响可知H2SO4参加了反响，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；电流方向与电子挪动方向相反，从正极沿导线流向负极。

【答案】(1)Pb
(2)PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O
(3)增大(4)负(5)正负
12．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，电解质是LiAlCl4－SOCl2。

电池的总反响可表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

请答复以下问题：
(1)电池的负极材料为________，发生的电极反响为
________________________________________________________________________。

(2)电池正极发生的电极反响为
________________________________________________________________________；
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。

假设把少量水滴到SOCl2
中，实验现象是____________________，反响的化学方程式为________________________________________________________________________；
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进展，原因是
________________________________________________________________________。

【解析】(1)分析反响的化合价变化，可得Li为复原剂(作负极)，失电子：Li－e－===Li＋。

(2)SOCl2为氧化剂，得电子，从题给电池反响可推出产物：Cl－、S、SO2。

(或者者用总反响减去负极反响)。

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

【答案】(1)LiLi－e－===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、水反响，SOCl2也与水反响
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，电极反响为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。

根据上述反响式，完成以下题目。

(1)判断以下表达中正确的选项是________。

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电极发生复原反响，Ag2O电极发生氧化反响
(2)写出电池的总反响式：
________________________________________________________________________。

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

【解析】(1)由正、负电极反响式可知：Zn电极为负极，发生氧化反响，负极区pH减小，Ag2O为正极，发生复原反响，正极区pH增大；使用时电子由Zn极流向Ag2O极，正、负极反响式相加可得总反响式为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，该电池电极外表镀一层细小的铂粉，吸附气体的才能强，性质稳定。

请答复：
(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)负极反响式为
________________________________________________________________________。

(3)电极外表镀铂粉的原因为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供应，电池可连续不断提供电能。

因此，大量平安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＋H22LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反响Ⅰ中的复原剂是________，反响Ⅱ中的氧化剂是________。

②LiH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________。

③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，假设能量转化率为80%，那么导线中通过电子的物质的量为________mol。

【解析】此题考察电化学知识。

(1)原电池的本质为化学能转化成电能。

总反响为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，故电极反响式左右应各加上OH－。

(3)铂粉的接触面积大，可以加快反响速率。

(4)Ⅰ中Li从零价升至＋1价，作复原剂。

Ⅱ中H2O的H从＋1价降至H2中的零价，作氧化剂。

由反响Ⅰ，当吸收10molH2时，那么生成20molLiH，V＝m/ρ＝(20×)/0.82×10－3 L＝198×10－3 L，那么V(LiH)/V(H2)＝198×10－3 L/224 L＝0×10－4。

20molLiH可生成20molH2，实际参加反响的H2为20×80%＝16mol,1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol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或者者H2＋2OH－－2e－===2H2O
(3)增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数，加快电极反响速率
(4)①LiH2O②1/1163或者者0×10－4③32
阶段归纳提升课
一、原电池设计的根本根据和关键
进展原电池设计的根本根据，是原电池的构成条件，关键是选择适宜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可以与电解质溶液反响，容易失去电子，因此负极一般是活。