4.1.2化学电源(教学课件)——高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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(1)构造:
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等
MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
(2)组成:
锌筒
正极: 石墨 负极: Zn
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和
电解质: NH4Cl糊
H2O等
一次电池：只能使用一次，不能
MnO2和C
充电复原继续使用.
普通锌-锰干电池的结构
优点：制作简单、价格便宜。
(3)工作原理:
缺点：放电时间短，电压下降快。
负极反应: Zn－2e-＝Zn2＋
正极反应: 2MnO2 + 2NH4++2e- = Mn2O3+ 2NH3↑+H2O
总反应:Zn+2MnO2 +2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl2+ 2NH3+H2O
2.碱性锌锰干电池
(1)构造:
(2)组成:
正极: MnO2 负极: Zn 电解质: KOH
Байду номын сангаас
③ 电池的可储存时间的长短
除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、 储存时间长的电池，其质量好。
化学电源的分类
一次电池：干电池 二次电池：铅蓄电池、锂离子电池等 (可充电电池)
燃料电池：氢氧燃料电池
二、一次电池
放电之后不可再充电的电池。一次电池中的电解质 溶液制成胶状，不流动，也叫干电池。 1.普通锌锰干电池 （酸性）
放电后可以再充电使活性物质获得再生； 铅蓄电池、锂离子电池……
1.铅蓄电池 其电池反应可以正向和逆向进行，放电时为自发电池，充电时
为电解池，充电后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次。
工作机制
充电电池中能量的转化关系：
放电
化学能 充电
电能
不是可逆反应
组成: 正极: PbO2 负极: Pb 电解质: H2SO4溶液
优点：比能量和储存时间有所提高，
(3)工作原理:
适用于大电流和连续放电 缺点：只能一次使用，不能充电； 价格较贵
负极反应:Zn+2OH--2e-= Zn(OH)2 正极反应:2MnO2+2e-+2H2O = 2MnO(OH)+2OH-
总反应:Zn+2MnO2+2H2O = 2MnO(OH)+Zn(OH)2
【课堂练习9】
写出甲醇燃料电池的电极反应式及总反应式 （电解质为KOH溶液）
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
学习 目 标
1.知道化学电源的分类方法
2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理, 培养证据推理与模型认知的能力 3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危 害,设想其处理方法,形成科学态度与社会责任意识
电池的发展史 meiyangyang8602
meiyangy ang8602
电池反应：
2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负极 2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
正极
O2 + 4e-= 2O2－
负极
2H2 - 4e- = 4H+
正极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
④氢氧燃料电池——熔融碳酸盐
一极通入H2，一极通入空气和CO2混合气体，以Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐作电解质。
4. 锂离子电池--新一代可充电的绿色电池
铜集流板
LixC6
锂导电有 机电解液
Li1-xCoO2
铝集流板
石墨钴酸锂锂离子电池结构
组成： 负极材料：嵌锂层状石墨(LixC6 ) 正极材料：钴酸锂(Li1-xCoO2) 电解液：锂导电有机电解液
4. 锂离子电池工作原理
LixC6 +Li1-xCoO2
LiCoO2＋6C
①放电过程
负极： LixC6 － xe－＝ 6C+xLi+ 正极： Li1-xCoO2+xe－+xLi ＝LiCoO2 总反应： LixC6 +Li1-xCoO2 = LiCoO2＋6C
②充电过程
阴极： 6C+xe－+xLi+＝LixC6 阳极：LiCoO2－xe－＝Li1-xCoO2+xLi+ 总反应： LiCoO2＋6C = LixC6 +Li1-xCoO2
3. 镍氢电池
组成：镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极)，负 极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金(称储氢电极)， 电解液为KOH溶液。
圆柱可充镍氢电池
方形可充镍氢电池
3. 镍氢电池工作原理
H2 + 2NiOOH
①放电过程
2Ni(OH)2
负极： H2 -2e- + 2OH- = 2H2O 正极：2NiOOH +2e- + 2H2O = 2Ni(OH)2 +2OH总反应： H2 + 2NiOOH = 2Ni(OH)2
2. 银锌电池用途广泛，可用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表
示为：2Ag+Zn(OH)2 是( D )
Ag2O+Zn +H2O，此电池放电时负极上发生反应的物质
A．Ag C．Ag2O
B．Zn(OH)2 D．Zn
将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池
负极 H2,CO,烃类，醇类， 其他有机物
阴极： PbSO4+2e－ =Pb+SO42－ 阳极： PbSO4＋2H2O－2e－ = PbO2＋4H＋＋SO42－ 总反应：2PbSO4＋2H2O = Pb＋PbO2＋2H2SO4
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
缺点：笨重，比能量低、废弃电池污染环境
【典例】铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作 时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O， 下面结论正确的是（ ） A．Pb为正极，被氧化 B．溶液的pH不断减小 C．SO42－只向PbO2处移动 D．电解液密度不断减小 【答案】D
锂离子电池的优越性能: 相对于传统的镉镍电池(Ni/Cd)和氢镍电池
(Ni/MH),锂离子电池的电压大约是它们的3倍;重量比能 量密度提高了约3倍;对于同样的功率消耗，锂离子电 池的使用期限约为镍镉电池的2.25～2.57倍.现在锂离子 电池已经是电子信息产品设计人员的普通配置.
①工作电压高 、②比能量大、 ③循环寿命长、 ④自放电率低 、⑤无记忆效应、 ⑥污染小。
②充电过程
阴极： Cd(OH)2+2e－= Cd+2OH－ 阳极： 2Ni(OH)2+2OH－-2e－= 2NiOOH+2H2O 总反应：2Ni(OH)2+Cd(OH)2= 2NiOOH+Cd+2H2O
优点：体积小便于携带，可重复使用500次以上，寿命比铅蓄电池长。 广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。 缺点：镉有致癌作用，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境， 有被镍氢电池取代的趋势。
三．二次电池 1.二次电池又称为可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充 电而反复使用的电池。
（1）常见类型：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等； （2）特点： 放电：化学能转化为电能； 充电：电能转化为化学能。 放电时发生的氧化还原反应， 在充电时逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
三、二次电池(充电电池或蓄电池):
【检】
(2)甲烷-氧气燃料电池 电解质为KOH溶液
负极：CH4 - 8e- + 10OH- ＝ CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 8e- + 4H2O ＝ 8OH总反应式：CH4+2O2+2OH -＝CO32-+3H2O
【检】
【检】
(3)甲烷-氧气燃料电池 电解质为熔融氧化物(高温下能传导O2-) 负极： CH4 - 8e-+ 4O2- = CO2 + 2H2O 正极： 2O2 + 8e- = 4O2-
总反应式： CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
【检】
(4)甲烷-氧气燃料电池 电解质为熔融碳酸盐(熔融K2CO3) 负极： CH4 - 8e-+ 4CO32- = 5CO2 + 2H2O 正极： 2O2 + 8e- +4CO2 = 4CO32-
总反应式： CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
2. 碱性镍镉电池 组成: 正极：NiOOH
负极：Cd
电解质：KOH
2. 碱性镍镉电池工作原理
2NiOOH+Cd+2H2O
①放电过程
2Ni(OH)2+Cd(OH)2
负极： Cd+2OH－-2e－ = Cd(OH)2 正极：2NiOOH+2e－+2H2O = 2Ni(OH)2+2OH－ 总反应： 2NiOOH+Cd+2H2O = 2Ni(OH)2+Cd(OH)2
（4）锂电池 （非水有机溶剂电解液）
负极：2Li - 2e- = 2Li+， 正极：I2 + 2e- = 2I-， 总反应：2Li + I2 = 2LiI
跟其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、 电压高、工作效率高、储存寿命长。为什么？
与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂提供电子数最 多。
1.铅蓄电池工作原理
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)＋2H2O(l)
①放电过程
负极： Pb+SO42－－2e－ = PbSO4 正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－ = PbSO4＋ 2H2O 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O
②充电过程
用途广泛的各种化学电池
思考
为什么电池的用途如此广泛呢？
【思】
方便携带、易于维护，能量转换效率高， 供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小、 不同容量和电压的电池和电池组。
电池优劣的判断标准:
① 比能量 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
② 比功率
【评】
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小.
电极反应式的书写
【评】
找正负
找找 还氧 原化 剂剂
看环境
写 出 稳 定 的 电 极 产 物
使守恒
相加减
+=
正
①②③
极
电电原
子荷子
负
守守守
极
恒恒恒
总
反
应
酸性补H＋
式 碱性补OH－
给什么补什么
②氢氧燃料电池——碱性
总反应式: 2H2 + O2 ＝ 2H2O
负极：2H2 + 4OH- - 4e- ＝ 4H2O
氢氧化氧锰
3.银锌电池
(1)构造:
(2)组成:
这种电池能量大、电压稳定，储
负极：Zn，正极：Ag2O， 电解质：KOH
存时间长，适宜小电流连续放电， 常制成纽扣式电池，广泛用于电
子手表、照相机、计算器和其他
(3)工作原理:
微型电子仪器。
负极反应：Zn＋2OH－－2e－ =Zn(OH)2 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－ =2Ag＋2OH－ 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O =Zn(OH)2＋2Ag
负 极： 2H2+2CO32--4e-=2CO2 +2H2O 正 极： O2+2CO2+4e-=2CO32总反应式： 2H2 + O2＝2H2O
【课堂练习8】
写出下列甲烷燃料电池的电极反应式及总反应式。 (1)甲烷-氧气燃料电池 电解质为H2SO4溶液
负极： CH4 - 8e-+ 2H2O = CO2 +8H+ 正极： 2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O 总反应式： CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
正极： O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4OH-
正极pH 增大；负极pH 减小 ； 溶液pH 减小；消耗1molH2转移 电子 2NA 。
燃料电池pH变化 酸性溶液 碱性溶液
正极 负极
溶液
pH增大
pH减小
对应减弱
酸性pH增大
正增负减 对应减弱
碱性pH减小
③氢氧燃料电池——高温传导O2-或H+
介质
1. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱
性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)
+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。下列说法错误 的是
(C)
A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极反应为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-===Mn2O3(s) +2OH-(aq) C．电池工作时，负极附近溶液碱性增强 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
失电子
不同电解质体系下 的特定结构形式
正极 通常为氧气
得电子
不同电解质体系下 的特定结构形式 如OH-,H2O,O2-
以氢氧燃料电池为例
①氢氧燃料电池——酸性
总反应式: 2H2 + O2 ＝ 2H2O
负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+ 正极：O2 + 4e- + 4H+ ＝2H2O
正极pH 增大；负极pH减小 ； 溶液pH 增大 ；消耗2molO2转移 电子 8NA 。
②充电过程
阴极： 2H2O +2e- = H2 + 2OH阳极： 2Ni(OH)2-2e- + 2OH- = 2NiOOH +2H2O
总反应：2Ni(OH)2 = H2 + 2NiOOH
优点：能量密度高；无镉污染，是一种绿色电池；可大电流快速 充放电；电池工作电压为1.2V；在小型便携电子器件、电动工具、 电动车辆和混合动力车上逐步得到应用。
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等
MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
(2)组成:
锌筒
正极: 石墨 负极: Zn
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和
电解质: NH4Cl糊
H2O等
一次电池：只能使用一次，不能
MnO2和C
充电复原继续使用.
普通锌-锰干电池的结构
优点：制作简单、价格便宜。
(3)工作原理:
缺点：放电时间短，电压下降快。
负极反应: Zn－2e-＝Zn2＋
正极反应: 2MnO2 + 2NH4++2e- = Mn2O3+ 2NH3↑+H2O
总反应:Zn+2MnO2 +2NH4Cl=Mn2O3+ZnCl2+ 2NH3+H2O
2.碱性锌锰干电池
(1)构造:
(2)组成:
正极: MnO2 负极: Zn 电解质: KOH
Байду номын сангаас
③ 电池的可储存时间的长短
除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、 储存时间长的电池，其质量好。
化学电源的分类
一次电池：干电池 二次电池：铅蓄电池、锂离子电池等 (可充电电池)
燃料电池：氢氧燃料电池
二、一次电池
放电之后不可再充电的电池。一次电池中的电解质 溶液制成胶状，不流动，也叫干电池。 1.普通锌锰干电池 （酸性）
放电后可以再充电使活性物质获得再生； 铅蓄电池、锂离子电池……
1.铅蓄电池 其电池反应可以正向和逆向进行，放电时为自发电池，充电时
为电解池，充电后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次。
工作机制
充电电池中能量的转化关系：
放电
化学能 充电
电能
不是可逆反应
组成: 正极: PbO2 负极: Pb 电解质: H2SO4溶液
优点：比能量和储存时间有所提高，
(3)工作原理:
适用于大电流和连续放电 缺点：只能一次使用，不能充电； 价格较贵
负极反应:Zn+2OH--2e-= Zn(OH)2 正极反应:2MnO2+2e-+2H2O = 2MnO(OH)+2OH-
总反应:Zn+2MnO2+2H2O = 2MnO(OH)+Zn(OH)2
【课堂练习9】
写出甲醇燃料电池的电极反应式及总反应式 （电解质为KOH溶液）
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
学习 目 标
1.知道化学电源的分类方法
2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理, 培养证据推理与模型认知的能力 3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危 害,设想其处理方法,形成科学态度与社会责任意识
电池的发展史 meiyangyang8602
meiyangy ang8602
电池反应：
2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负极 2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
正极
O2 + 4e-= 2O2－
负极
2H2 - 4e- = 4H+
正极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
④氢氧燃料电池——熔融碳酸盐
一极通入H2，一极通入空气和CO2混合气体，以Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐作电解质。
4. 锂离子电池--新一代可充电的绿色电池
铜集流板
LixC6
锂导电有 机电解液
Li1-xCoO2
铝集流板
石墨钴酸锂锂离子电池结构
组成： 负极材料：嵌锂层状石墨(LixC6 ) 正极材料：钴酸锂(Li1-xCoO2) 电解液：锂导电有机电解液
4. 锂离子电池工作原理
LixC6 +Li1-xCoO2
LiCoO2＋6C
①放电过程
负极： LixC6 － xe－＝ 6C+xLi+ 正极： Li1-xCoO2+xe－+xLi ＝LiCoO2 总反应： LixC6 +Li1-xCoO2 = LiCoO2＋6C
②充电过程
阴极： 6C+xe－+xLi+＝LixC6 阳极：LiCoO2－xe－＝Li1-xCoO2+xLi+ 总反应： LiCoO2＋6C = LixC6 +Li1-xCoO2
3. 镍氢电池
组成：镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极)，负 极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金(称储氢电极)， 电解液为KOH溶液。
圆柱可充镍氢电池
方形可充镍氢电池
3. 镍氢电池工作原理
H2 + 2NiOOH
①放电过程
2Ni(OH)2
负极： H2 -2e- + 2OH- = 2H2O 正极：2NiOOH +2e- + 2H2O = 2Ni(OH)2 +2OH总反应： H2 + 2NiOOH = 2Ni(OH)2
2. 银锌电池用途广泛，可用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表
示为：2Ag+Zn(OH)2 是( D )
Ag2O+Zn +H2O，此电池放电时负极上发生反应的物质
A．Ag C．Ag2O
B．Zn(OH)2 D．Zn
将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池
负极 H2,CO,烃类，醇类， 其他有机物
阴极： PbSO4+2e－ =Pb+SO42－ 阳极： PbSO4＋2H2O－2e－ = PbO2＋4H＋＋SO42－ 总反应：2PbSO4＋2H2O = Pb＋PbO2＋2H2SO4
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
缺点：笨重，比能量低、废弃电池污染环境
【典例】铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作 时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O， 下面结论正确的是（ ） A．Pb为正极，被氧化 B．溶液的pH不断减小 C．SO42－只向PbO2处移动 D．电解液密度不断减小 【答案】D
锂离子电池的优越性能: 相对于传统的镉镍电池(Ni/Cd)和氢镍电池
(Ni/MH),锂离子电池的电压大约是它们的3倍;重量比能 量密度提高了约3倍;对于同样的功率消耗，锂离子电 池的使用期限约为镍镉电池的2.25～2.57倍.现在锂离子 电池已经是电子信息产品设计人员的普通配置.
①工作电压高 、②比能量大、 ③循环寿命长、 ④自放电率低 、⑤无记忆效应、 ⑥污染小。
②充电过程
阴极： Cd(OH)2+2e－= Cd+2OH－ 阳极： 2Ni(OH)2+2OH－-2e－= 2NiOOH+2H2O 总反应：2Ni(OH)2+Cd(OH)2= 2NiOOH+Cd+2H2O
优点：体积小便于携带，可重复使用500次以上，寿命比铅蓄电池长。 广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。 缺点：镉有致癌作用，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境， 有被镍氢电池取代的趋势。
三．二次电池 1.二次电池又称为可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充 电而反复使用的电池。
（1）常见类型：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等； （2）特点： 放电：化学能转化为电能； 充电：电能转化为化学能。 放电时发生的氧化还原反应， 在充电时逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
三、二次电池(充电电池或蓄电池):
【检】
(2)甲烷-氧气燃料电池 电解质为KOH溶液
负极：CH4 - 8e- + 10OH- ＝ CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 8e- + 4H2O ＝ 8OH总反应式：CH4+2O2+2OH -＝CO32-+3H2O
【检】
【检】
(3)甲烷-氧气燃料电池 电解质为熔融氧化物(高温下能传导O2-) 负极： CH4 - 8e-+ 4O2- = CO2 + 2H2O 正极： 2O2 + 8e- = 4O2-
总反应式： CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
【检】
(4)甲烷-氧气燃料电池 电解质为熔融碳酸盐(熔融K2CO3) 负极： CH4 - 8e-+ 4CO32- = 5CO2 + 2H2O 正极： 2O2 + 8e- +4CO2 = 4CO32-
总反应式： CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
2. 碱性镍镉电池 组成: 正极：NiOOH
负极：Cd
电解质：KOH
2. 碱性镍镉电池工作原理
2NiOOH+Cd+2H2O
①放电过程
2Ni(OH)2+Cd(OH)2
负极： Cd+2OH－-2e－ = Cd(OH)2 正极：2NiOOH+2e－+2H2O = 2Ni(OH)2+2OH－ 总反应： 2NiOOH+Cd+2H2O = 2Ni(OH)2+Cd(OH)2
（4）锂电池 （非水有机溶剂电解液）
负极：2Li - 2e- = 2Li+， 正极：I2 + 2e- = 2I-， 总反应：2Li + I2 = 2LiI
跟其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、 电压高、工作效率高、储存寿命长。为什么？
与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂提供电子数最 多。
1.铅蓄电池工作原理
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)＋2H2O(l)
①放电过程
负极： Pb+SO42－－2e－ = PbSO4 正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－ = PbSO4＋ 2H2O 总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O
②充电过程
用途广泛的各种化学电池
思考
为什么电池的用途如此广泛呢？
【思】
方便携带、易于维护，能量转换效率高， 供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小、 不同容量和电压的电池和电池组。
电池优劣的判断标准:
① 比能量 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
② 比功率
【评】
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小.
电极反应式的书写
【评】
找正负
找找 还氧 原化 剂剂
看环境
写 出 稳 定 的 电 极 产 物
使守恒
相加减
+=
正
①②③
极
电电原
子荷子
负
守守守
极
恒恒恒
总
反
应
酸性补H＋
式 碱性补OH－
给什么补什么
②氢氧燃料电池——碱性
总反应式: 2H2 + O2 ＝ 2H2O
负极：2H2 + 4OH- - 4e- ＝ 4H2O
氢氧化氧锰
3.银锌电池
(1)构造:
(2)组成:
这种电池能量大、电压稳定，储
负极：Zn，正极：Ag2O， 电解质：KOH
存时间长，适宜小电流连续放电， 常制成纽扣式电池，广泛用于电
子手表、照相机、计算器和其他
(3)工作原理:
微型电子仪器。
负极反应：Zn＋2OH－－2e－ =Zn(OH)2 正极反应：Ag2O＋H2O＋2e－ =2Ag＋2OH－ 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O =Zn(OH)2＋2Ag
负 极： 2H2+2CO32--4e-=2CO2 +2H2O 正 极： O2+2CO2+4e-=2CO32总反应式： 2H2 + O2＝2H2O
【课堂练习8】
写出下列甲烷燃料电池的电极反应式及总反应式。 (1)甲烷-氧气燃料电池 电解质为H2SO4溶液
负极： CH4 - 8e-+ 2H2O = CO2 +8H+ 正极： 2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O 总反应式： CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
正极： O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4OH-
正极pH 增大；负极pH 减小 ； 溶液pH 减小；消耗1molH2转移 电子 2NA 。
燃料电池pH变化 酸性溶液 碱性溶液
正极 负极
溶液
pH增大
pH减小
对应减弱
酸性pH增大
正增负减 对应减弱
碱性pH减小
③氢氧燃料电池——高温传导O2-或H+
介质
1. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱
性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应为：Zn(s)+2MnO2(s)
+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。下列说法错误 的是
(C)
A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极反应为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-===Mn2O3(s) +2OH-(aq) C．电池工作时，负极附近溶液碱性增强 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
失电子
不同电解质体系下 的特定结构形式
正极 通常为氧气
得电子
不同电解质体系下 的特定结构形式 如OH-,H2O,O2-
以氢氧燃料电池为例
①氢氧燃料电池——酸性
总反应式: 2H2 + O2 ＝ 2H2O
负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+ 正极：O2 + 4e- + 4H+ ＝2H2O
正极pH 增大；负极pH减小 ； 溶液pH 增大 ；消耗2molO2转移 电子 8NA 。
②充电过程
阴极： 2H2O +2e- = H2 + 2OH阳极： 2Ni(OH)2-2e- + 2OH- = 2NiOOH +2H2O
总反应：2Ni(OH)2 = H2 + 2NiOOH
优点：能量密度高；无镉污染，是一种绿色电池；可大电流快速 充放电；电池工作电压为1.2V；在小型便携电子器件、电动工具、 电动车辆和混合动力车上逐步得到应用。