高一化学新人教版同步精讲必修2第12讲化学电池

第12讲化学电池
一、一次电池（锌锰干电池）
常见的锌锰干电池的构造如图所示。

其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。

在使用过程中，电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐渐降低，最后失效。

这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。

有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环，这种充电电池属于二次电池。

常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。

1. 铅酸蓄电池
Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
Pb + PbO+ 2H SO === 2PbSO+ 2H O
=== PbSO4 + 2H2O
4 4 2 4
2. 锂离子电池
以钻酸锂-石墨锂电池为例：
Li1-x CoO2 + Li x C6LiCoO2 + 6C
61-x22
三、燃料电池
燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。

燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。

1．氢氧燃料电池
2 2 2
O2 + 4H+ +4e-=== 2H2OO2 +2H2O + 4e-=== 4OH-
2．甲烷燃料电池
422432
2O2 +8H+ +8e-=== 4H2O2O2 + 8e-+4H2O=== 8OH-
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2OCH4 + 2O2 + 2OH-===CO32-+ 3H2O
题型一：化学电池的分类及特点
【变1】下列化学电池属于高效、环境友好电池的是
A．镍镉电池B．锌锰电池
C．铅蓄电池D．氢氧燃料电池
【答案】D
【详解】
A．镍镉电池中含有镍镉重金属，对环境有污染，故A错误；
B．锌锰电池中含有锌、锰元素，对环境有污染，故B错误；
C．铅蓄电池中含有铅重金属，对环境有污染，故C错误；
D．氢氧燃料电池最终生成水，水对环境无污染，故D正确；
故选：D。

题型二：一次电池
Zn+2MnO+2H O=2MnO OH+Zn OH。

下列关于该【变2】碱性锌锰电池的总反应为：()()
222
电池的说法中正确的是
MnO为正极
A．Zn为负极，
2
B．工作时KOH没有发挥作用
MnO经外电路流向Zn
C．工作时电子由
2
MnO发生氧化反应
D．Zn发生还原反应，
2
【答案】A
【解析】
【分析】
由电池总反应可知，锌为碱性锌锰电池的负极，碱性条件下锌做负极失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2，二氧化锰是电池的正极，在水分子作用下，二氧化锰做正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢氧根离子，电极反应式为MnO2+e—+H2O=MnO（OH）+OH—。

【详解】
A．由分析可知，锌为碱性锌锰电池的负极，二氧化锰是电池的正极，故A正确；
B．碱性锌锰电池的电解质为氢氧化钾，电池工作时，电离出的离子向两极移动构成闭合回路，同时氢氧根离子还参与电极反应，故B错误；
C．由分析可知，锌为碱性锌锰电池的负极，二氧化锰是电池的正极，电池工作时，电子由锌经外电路流向二氧化锰，故C错误；
D．由分析可知，碱性条件下锌做负极失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，在水分子作用下，二氧化锰做正极得到电子发生还原反应生成碱式氧化锰和氢氧根离子，故D错误；
故选A。

【例4】锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

下列说法错误的是
A．电极a为电池的负极
B．外电路的电流方向是由电极b流向电极a
C．电极b上的反应式为：MnO2＋e-＋Li＋=LiMnO2
D．可用水代替电池中的混合有机溶剂
【答案】D
【详解】
A．电池工作时，锂失电子发生氧化反应，电极a为电池的负极，故A正确；
B．a是负极、b是正极，外电路的电流方向是由电极b流向电极a，故B正确；
C ．电池工作时，b 是正极，Li ＋通过电解质迁移入MnO 2晶格中，电极b 上的反应式为：MnO 2＋e -＋Li ＋=LiMnO 2，故C 正确；
D ．锂能与水反应，所以不能用水代替电池中的混合有机溶剂，故D 错误； 选D 。

题型三：二次电池
【变5】目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示，根据图示回答下列问题：
(1)铅蓄电池的负极是___________，铅蓄电池的正极是___________。

(2)铅蓄电池的总反应式为Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4=2PbSO 4＋2H 2O ，则负极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，由___________生成___________；正极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，由___________生成___________。

(3)电解质溶液是H 2SO 4，那么在铅蓄电池中H ＋向___________(填“正”或“负”)极移动，向___________(填“正”或“负”)极移动。

【答案】 Pb PbO 2 氧化 Pb PbSO 4 还原 PbO 2 PbSO 4 正 负 【解析】 【分析】
从铅蓄电池的总反应式Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4=2PbSO 4＋2H 2O 可以看出，Pb 失电子，则Pb 作负极；PbO 2得电子生成PbSO 4，则PbO 2作正极。

【详解】
(1)由总反应式可以看出，铅蓄电池的负极是Pb ，铅蓄电池的正极是PbO 2。

答案为：Pb ；PbO 2； (2)铅蓄电池的总反应式为Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4=2PbSO 4＋2H 2O ，则负极Pb 生成PbSO 4，失电子发生氧化反应，由Pb 生成PbSO 4；正极PbO 2生成PbSO 4，得电子发生还原反应，由PbO 2生成PbSO 4。

答案为：氧化；Pb ；PbSO 4；还原；PbO 2；PbSO 4；
(3)铅蓄电池属于原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电解质溶液是H 2SO 4，那么在铅蓄电池中H ＋向正极移动，2-
4SO 向负极移动。

答案为：正；负。

【变6】锂/氟化碳电池稳定性很高。

电解质溶液为4LiC1O 的乙二醇二甲醚
(3223CH OCH CH OCH )溶液，总反应为x xLi+CF xLiF+C ═，放电产物LiF 沉积在正极，工作原理如图所示： 下列说法正确的是 A ．外电路电子由b 流向a B ．离子交换膜为阴离子交换膜
C ．电解质溶液可用4LiC1O 的乙醇溶液代替
D ．正极的电极反应式为-+
x CF +xe +xLi xLiF+C ═
【答案】D 【分析】
电解质为LiClO 4的乙二醇二甲醚溶液，总反应为xLi+CF x ═xLiF+C ，负极为Li ，负极上Li
失电子生成Li +，正极为CF x ，正极反应为CF x +xe -+xLi +═xLiF+C ，据此分析解答。

【详解】
A ．由上述分析可知，负极为Li ，电子由负极流向正极，即a 流向b ，故A 错误；
B ．Li +通过离子交换膜在正极上形成LiF ，所以交换膜为阳离子交换膜，故B 错误；
C ．Li 是活泼金属能与乙醇反应，所以不能乙醇溶液代替，故C 错误；
D ．由分析可知，正极的电极反应为：-+x CF +xe +xLi xLiF+C ═，故D 正确。

答案选D 。

题型四：燃料电池
【变7】燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，下列说法正确的是
A ．O 2在b 电极上发生氧化反应
B ．电解质溶液中OH -向正极移动
C ．该装置实现了电能到化学能的转化
D ．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．O 2在b 电极上得到电子发生还原反应，A 错误；
B ．该燃料电池工作时，电解质溶液中OH -向正电荷较多的负极移动，B 错误；
C ．该装置通过两个电极分别发生氧化反应、还原反应，实现了化学能到电能的转化，C 错误；
D ．氢氧燃料电池反应产物水不会对环境造成污染，且水又是生产燃料H 2的原料，比H 2直接燃烧能量利用率大大提高，因此是一种具有应用前景的绿色电源，D 正确； 故合理选项是D 。

【例8】用CH 4和O 2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图： (1)电极c 的电极反应式为 _______。

(2)若线路中转移2mol 电子，则该燃料电池理论上消耗的O 2在标准状况下的体积为 _______。

【答案】(1)CH 4﹣8e ﹣+2H 2O=CO 2+8H + (2)11.2L 【解析】 【分析】
(1)
c 电极电子流出、
d 电极电子流入，则d 电极是正极、电极c 是负极，甲烷在负极发生氧化反应生成CO 2，其电极反应式为CH 4﹣8
e ﹣+2H 2O=CO 2+8H +， 故答案为：CH 4﹣8e ﹣+2H 2O=CO 2+8H +； (2)
d 电极是正极，正极反应式为2O 2+8H ++8
e ﹣=4H 2O ，n (O 2)=1
4
n (e ﹣)=0.25×2mol=0.5mol ，则标准状况下的体积V =nV m =0.5mol×22.4L/mol=11.2L ， 故答案为：11.2L 。

题型五：化学电池的工作原理
【例9】下列四个常用电化学装置的叙述错误的是( )
A ．图 I 所示电池中，电子从锌片流出
B ．图 II 所示干电池中石墨作负极
C ．图 III 所示电池为二次电池
D ．图 IV 所示电池中正极反应为：22O 4H 4e 2H O +-
++=
【答案】B 【详解】
A ．原电池工作时，电子从负极流出，图 I 所示电池中，锌为负极，则电子从锌片流出，A 正确；
B ．图 II 所示干电池中石墨作正极、锌作负极，B 错误；
C ．铅蓄电池对外供电时，铅作负极、二氧化铅作正极，当充电时，铅作阴极，二氧化铅作阳极，可反复使用，故图 III 所示电池为二次电池，C 正确；
D ．图 IV 所示电池为氢氧燃料电池，其中，氧气在正极得到电子发生还原反应，正极反应
为：22O 4H 4e 2H O +-
++=，D 正确；
答案选B 。

【变9】下列有关装置的说法正确的是
A ．装置I 中Mg 为原电池的负极
B ．装置IV 工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
C ．装置III 可构成原电池
D ．装置II 为一次电池 【答案】B
【详解】
A．Al能够与NaOH溶液反应，而Mg不能反应，所以装置I中Mg为原电池的正极，Al为原电池的负极，A错误；
B．由于电极活动性Zn比C强，所以Zn为负极，碳棒为正极，故装置IV工作时，电子由负极锌通过导线流向正极碳棒，B正确；
C．装置III中2个电极都是Zn，没有活动性不同的电极，因此不可构成原电池，C错误；D．装置II可充电，为电解池；也可放电，为原电池，故装置II电池为二次电池，D错误；故合理选项是B。

【变10】电化学在生产生活中都具有重要的作用和意义。

(1)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的差别进行发电，在海水中电池反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl
①该电池的负极反应式为___________；
①在电池中，Na+不断移动到“水”电池的___________极(填“正”或“负”)；
①外电路每通过4 mol电子时，生成Na2Mn5O10的物质的量是___________；
(2)中国科学院应用化学研究所在二甲醚(CH3OCH3)燃料电池技术方面获得新突破。

二甲醚燃料电池的工作原理如图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为___________；
①该电池负极的电极反应式为___________；
①工作一段时间后，当9.2 g二甲醚完全反应生成CO2时，有___________ 个电子转移。

【答案】(1)Ag-e-+Cl-=AgCl正 2 mol
(2)二甲醚(CH3OCH3)CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+ 2.4N A
【解析】
(1)
①由总方程式分析可知：Ag在反应中失电子作原电池的负极，电极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl；
①在电池中，阳离子向负电荷较多的正极移动，故Na+移向电池的正极；
①根据①可知负极电极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl，故反应中转移4 mol电子，消耗4 mol Ag，由总反应方程可知：每生成1 mol的Na2Mn5O10，反应转移2 mol电子，则现在反应转移4 mol 电子，因此生成Na2Mn5O10的物质量为2 mol；
(2)
①在原电池反应中阳离子向负电荷较多的正极移动。

根据图示可知H+移向右侧电极，说明右侧电极为正极，左侧电极为负极。

故该电池工作时。

b口通入的物质是燃料二甲醚；
①在负极上燃料失去电子发生氧化反应产生CO2、H+，故负极的电极反应式为：
CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
①9.2 g 二甲醚的物质的量n (二甲醚)=
9.2g
=0.2mol 46g/mol
，根据负极反应式可知：每有1 mol
二甲醚发生反应，转移12 mol 电子，则当有9.2 g(即有0.2 mol)二甲醚发生反应时转移电子的物质的量为n (e -)=0.2 mol×12=2.4 mol ，则反应过程中转移的电子数目为N (e -)=2.4 mol ×N A /mol=2.4N A 。

【题1】新冠肺炎最明显的症状就是出现发热，体温枪能快速检测人体体温。

该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如下图所示)，该电池的总反应式为：222Zn Ag O H O=Zn(OH)2Ag +++。

下列关于该电池的说法正确的是
A ．Ag 2O 电极作正极，发生氧化反应
B ．该电池放电时溶液中的K +向Zn 电极移动
C ．电池工作时，电流从Ag 2O 电极经过隔板流向Zn 电极
D ．该电池的负极反应为：2Zn 2e +2OH Zn(=OH)--
-
【答案】D 【详解】
A ．根据总反应方程式分析Ag 2O 化合价降低，得到电子，作原电池正极，发生还原反应，故A 错误；
B ．Zn 化合价升高，是原电池负极，Ag 2O 化合价降低，得到电子，作原电池正极，根据原电池“同性相吸”，得到该电池放电时溶液中的K +向Ag 2O 电极移动，故B 错误；
C ．电池工作时，电流从Ag 2O 电极经过外电路流向Zn 电极，故C 错误；
D ．根据B 分析得到Zn 为负极，根据总反应式得到该电池的负极反应为：2Zn 2e +2OH Zn(=OH)---，故D 正确。

综上所述，答案为D 。

【题2】下列图示都是原电池原理在化学电源中的应用。

下列有关说法中正确的是
A ．铅蓄电池在放电时，其负极是铅电极
B ．氢氧燃料电池中，2H 所在电极发生的反应为--22H -2e +2OH =2H O
C ．氢氧燃料电池中，通入2O 的一极为负极
D ．铅蓄电池放电后，2PbO 极质量减小 【答案】A 【详解】
A ．铅蓄电池在放电时，铅是负极，由铅变成硫酸铅，A 正确；
B ．氢氧燃料电池中，电解质溶液为酸性，所以H 2所在电极发生的反应为H 2-2e -=2H +，B 错误；
C ．氢氧燃料电池中，通入O 2的一极为正极，C 错误；
D ．铅蓄电池放电后，PbO 2极变成PbSO 4，质量增重，D 错误； 故选A 。

【题3】铅酸蓄电池、镍镉碱性电池都是重要的二次电池。

已知镍镉碱性电池放电时，正极
反应为：()()222NiO OH 2H O 2e 2Ni OH 2OH --
++=+，负极反应为：
()2Cd 2OH 2e Cd OH --+-=。

下列有关说法不正确的是
A ．铅酸蓄电池放电时，4PbSO 在两个电极上生成
B ．若用铅酸蓄电池为镍镉碱性电池充电，则2PbO 电极与Cd 电极相连接且两电极附近的pH 值均增大
C ．镍镉碱性电池在充电时的反应为()()()222Cd OH 2Ni OH Cd 2NiO OH 2H O +=++
D ．放电一段时间后镍镉碱性电池内()-
c OH 变大
【答案】B 【解析】 【详解】
A ．铅酸蓄电池负极电极反应为：Pb+SO 24--2e -=PbSO 4，正极电极反应为：PbO 2+4H +
+SO 24
-+2e -=PbSO 4+2H 2O ，由此可知，硫酸铅在两个电极上产生，A 正确；
B ．若用铅酸蓄电池为镍镉碱性电池充电，则铅酸蓄电池的2PbO 电极为正极，应与镍镉碱性电池的正极相连，而不是Cd 电极，B 错误；
C ．由题意可知，镍镉碱性电池在放电时的反应为：
()()()222Cd 2NiO OH 2H O Cd OH 2Ni OH ++=+，则充电时的反应为：
()()()222Cd OH 2Ni OH Cd 2NiO OH 2H O +=++，C 正确；
D ．镍镉碱性电池在放电时的反应为：()()()222Cd 2NiO OH 2H O Cd OH 2Ni OH ++=+，反应过程中消耗水，使得电解液浓度增大，氢氧根离子浓度变大，D 正确； 答案选B 。

【题4】某固体酸燃料电池以CaHSO 4固体为电解质传递H +，其基本结构见图，下列有关说法错误的是
A．H+在固体酸膜中由a极流向b极
B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O
D．电路中每转移1mol电子，b极消耗16gO2
【答案】D
【解析】
【分析】
根据燃料电池中，通入燃料的一极为负极，故通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，反应为H2-2e-═2H+，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，反应为O2+4e-+4H+=2H2O；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H+由a极通过固体酸电解质传递到b极；每转移0.1mol电子，消耗0.05mol
的H2，标准状况下的体积为1.12L，据此分析答题。

【详解】
A．由分析可知，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H+由a极通过固体酸电解质传递到b 极，A正确；
B．由分析可知，b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-4OH-，B正确；
C．由分析可知，负极反应式为H2-2e-═2H+，正极反应式为：O2+2H2O+4e-4OH-，故电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，C正确；
D．根据电子守恒可知，电路中每转移1mol电子，b极消耗O2为1 mol
×32 g/mol
4
＝8g，D
错误；
故答案为：D。

【题5】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+2K2FeO4+8H2O 放电
充电
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下
列叙述正确
．．的是
A．放电时正极附近溶液的pH减小
B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3-3e-+ 5 OH- =2-
4
FeO+ 4H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化
D．放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-= Zn(OH)2
【答案】BD
【解析】
【分析】
根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为
Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，高铁酸钠在正极得到电子，电极反应式为
FeO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，根据电极反应式可判断电子转移的物质的量与反应物之间的关系，负极上消耗OH-离子，碱性要减弱，以此解答该题。

【详解】
A．放电时正极附近发生得电子的还原反应，FeO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，生成氢氧根离子，所以碱性增强，故A错误；
B．充电时，铁离子失去电子，发生Fe(OH)3转化为FeO42-的反应，电极反应为Fe(OH)3-3e-+
5 OH- =2-
4
FeO+ 4H2O，故B正确；
C．放电时Zn元素失去电子，正极Fe元素得到电子，转移电子数为1mol×（6-3）=3mol，放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被还原，故C错误；
D．根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为
Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，故D正确。

答案选BD。

【题6】磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为
M1-x Fe x PO4+LiC6放电
充电
LiM1-x Fe x PO4+6C，其原理如图所示，下列说法正确的是
A．放电时，石墨电极的电势更高
B．充电时，Li+移向磷酸铁锂电极
C．充电时，磷酸铁锂电极应与电源正极相连
D．放电时，正极反应式为M1-x Fe x PO4+e-+Li+=LiFe x PO4+(1-x)M
【答案】C
【分析】
从电池总反应式可以分析出，放电时LiC6变为Li+和6C，Li元素化合价升高被氧化，所以石墨电极是负极，另一侧磷酸铁锂电极为正极，放电过程电解质中Li+向磷酸铁锂电极方向移动；
【详解】
A．根据分析，石墨电极为负极，故电势更低，描述错误，不符题意；
B．根据分析，放电时Li+移向磷酸铁锂电极，而充电时离子移动方向相反，向石墨电极移动，描述错误，不符题意；
C．放电时，磷酸铁锂电极是正极，电子流入，充电时，该极需输出电子，故要和电源正极相连，描述正确，符合题意；
D．根据电池模型，可以看到，放电时正极电极反应式应是M1-x Fe x PO4+e-+Li+=LiM1-x Fe x PO4，描述错误，不符题意；
综上，本题选C。

【题7】酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据表所示：
溶解度/(g/100g水)
(1)该电池的正极反应式为___________。

(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn___________g．(已知Q=It，
F=96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过
___________分离回收。

(4)滤渣的主要成分是MnO2、___________和___________，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是___________，其原理是___________。

【答案】MnO2＋e-＋H+=MnOOH0.05g加热浓缩、冷却结晶碳
粉MnOOH在空气中加热碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)该电池的正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH，电极方程式为
MnO2+H++e-=MnOOH，负极锌被氧化生成Zn2+，电池总反应式为
2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+，故答案为MnO2+H++e-=MnOOH；
(2)电池工作5分钟，通过的电量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通过电子的物质的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/mol＝1.554×10－3mol，则理论消耗Zn的质量是m(Zn)＝
1.554×10-3mol/2×65g/mol＝0.05g，故答案为0.05。

(3)由于ZnCl2的溶解度受温度影响较大，而NH4Cl的溶解度受温度影响较小，所以可采用加热浓缩、冷却结晶的方法分离氯化锌和氯化铵混合物；故答案为：加热浓缩、冷却结晶；
(4)根据废电池糊状填充物中碳粉和MnO2及正极放电产生的MnOOH都不溶于水，可确定滤渣的主要成分；碳粉在足量氧气中燃烧转变为CO2，MnOOH在足量氧气中燃烧转变为MnO2，因此得到较纯的二氧化锰最简便的方法是在足量空气或氧气中燃烧滤渣，故答案为：碳粉；MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2。

【练1】下列电池工作时能量转化形式与其它三个不同的是
A．锌锰碱性电池B．硅太阳能电池
C．铅蓄电池D．银锌纽扣电池
【答案】B
【详解】
A．锌锰碱性电池是将化学能转化为电能的装置；
B．硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置；
C ．铅蓄电池是将化学能转化为电能的装置；
D ．银锌纽扣电池是将化学能转化为电能的装置；
可见只有选项B 中硅太阳能电池能量转化形式与其它选项不同，故合理选项是B 。

【练2】碱性锌锰干电池的总反应为：()()222Zn+2MnO +2H O=2MnO OH +Zn OH 。

下列关于该电池的说法中正确的是 A ．Zn 为负极，2MnO 为正极 B ．工作时电子由2MnO 经由外电路流向Zn C ．工作时OH -移向正极 D ．电池放电过程中，溶液的酸碱性一定不变
【答案】A 【详解】
A ．由碱性锌锰电池的总反应()()222Zn+2MnO +2H O=2MnO OH +Zn OH 可知，正极MnO 2得电子被还原，负极是金属锌失电子被氧化，故A 正确；
B ．工作时外电路电子由负极流向正极，即电子由Zn 经由外电路流向MnO 2，故B 错误；
C ．电池工作时阴离子OH -向负极锌电极移动，故C 错误；
D ．碱性锌锰电池中的电解质为KOH ，由碱性锌锰电池的总反应
()()222Zn+2MnO +2H O=2MnO OH +Zn OH 可知，电池放电过程中，KOH 物质的量不变，但
反应消耗水，溶液OH -浓度增大，则碱性增强，故D 错误； 答案为A 。

【练3】下列有关化学电池装置的叙述中，不正确的是
B ．图①所示电池放电过程中，电解质溶液中的+H 移向2PbO 极
C ．图①所示装置工作过程中，电解质溶液的质量增大
D ．图①所示电池中，2AgO 是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag 【答案】C 【详解】
A ．碱性锌锰电池中，锌作负极，失电子，发生氧化反应，故A 正确；
B ．原电池中，阳离子向正极移动，铅-硫酸蓄电池中PbO 2极为正极，电解质溶液中的H +移向PbO 2极，故B 正确；
C ．铜-铁-硫酸铜原电池中铁为负极，溶解，铜为正极，析出铜，电池反应为Fe+ Cu 2+ =Fe 2+ + Cu ，工作过程中，电解质溶液的质量减小，故C 错误；
D ．银锌纽扣电池中Ag 2O 为正极，得电子，作氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag ，故D
正确；
故选C。

【练4】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法中不正确的是
A．工作时，正极上发生反应的物质是Ag2O
B．负极发生的反应是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
C．工作时，负极区溶液c(OH-)减小
D．溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极移动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．Ag2O中Ag化合价降低，发生还原反应，在正极反应，故A正确；
B．Zn在负极上失电子，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应为Zn+2OH−−2e−=Zn(OH)2，故B正确；
C．负极发生反应Zn+2OH－-2e－=Zn(OH)2，消耗氢氧根离子，因此负极c(OH-)减小，故C 正确；
D．原电池原理中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，因此放电时，电解质溶液中OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，故D错误；
故选D。

【练5】氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。

下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是
A．该电池工作时电能转化为化学能
B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应：2H2＋O2= 2H2O
【答案】D
【解析】
【详解】
A．燃料电池是将化学能转化为电能，A项错误；
B．a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极，B项错误；
C．外电路中电子由负极流向正极，即由电极a通过导线流向电极b，C项错误；
D．氢氧燃料电池酸性和碱性条件下生成物都是水，故该电池的总反应：2H2＋O2= 2H2O，故D正确；
故答案为D。

【练6】(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氧气从________口通入(填“a”或“b”)，X极为电池的______(填“正”或“负”)极。

(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为
A极：2H2＋2O2－－4e－=2H2O
B极：O2＋4e－=2O2－
则A极是电池的______极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。

(3)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－－2e－=ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－
总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag
①Zn是_______极，Ag2O发生________反应。

①电子由_____极流向_____极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过1 mol电子时，负极消耗物质的质量是________g。

①在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量_____(填“增大”“减小”或“不变”)。

【答案】b负负流出负还原Zn Ag2O32.5不变
【解析】
【详解】
(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动，X是负极；Y是正极，氧气得电子，氧气应通入正极。

(2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。

(3)①根据电极反应可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag2O得电子被还原发生还原反应。

①发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn极经外电路到Ag2O极，当通过电路1 mol时，负极消耗Zn的质量是32.5 g。

①根据电极反应式，电池中KOH只起到增强导电的作用，不参与反应，故电池使用过程中KOH的量不变。