第17講 4.2化學(xué)電源（含解析）-2024年高中化學(xué)同步精講義（選擇性必修一）

第17講4.2化學(xué)電源（含解析）-2024年高中化學(xué)同步精品講義（選擇性必修一）第4課第2課時(shí)化學(xué)電源課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能列舉常見的化學(xué)電源，并能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原理。2．能綜合考慮化學(xué)變化中的物質(zhì)變化和能量變化來分析、解決新型電池的開發(fā)問題。1．能從宏觀與微觀結(jié)合的視角分析化學(xué)電源的工作原理、新型電源中微粒的移動(dòng)及電極反應(yīng)。2．能利用原電池的結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)識(shí)化學(xué)電源的組成特點(diǎn)，正確判斷新型電源的結(jié)構(gòu)、電極反應(yīng)及相關(guān)實(shí)際問題。自主梳理一、化學(xué)電池的分類與優(yōu)劣1．化學(xué)電池的分類及其特點(diǎn)（1）一次電池：活性物質(zhì)消耗到一定程度，就，如普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池。

（2）二次電池：放電后可以再使活性物質(zhì)獲得再生，如鉛蓄電池、鎳鎘電池。

（3）燃料電池：燃料電子，氧化劑電子，如氫氧燃料電池。2．化學(xué)電池的優(yōu)點(diǎn)具有高，供能穩(wěn)定可靠，使用方便，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。3．判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量：所能輸出電能的多少。(2)比功率：所能輸出功率的大小。(3)電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。二、化學(xué)電源的分類及工作原理1．一次電池(以堿性鋅錳電池為例)(1)組成。正極：；負(fù)極：；電解質(zhì)：。(2)工作原理負(fù)極反應(yīng)：；正極反應(yīng)：2MnO2＋2e－＋2H2O=2MnOOH＋2OH－；總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2。(3)特點(diǎn)：堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池性能好，它的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有提高，適用于大電流和連續(xù)放電。2．二次電池(以鉛蓄電池為例)(1)組成負(fù)極：；正極：；電解質(zhì)：。(2)工作原理①放電過程負(fù)極：(氧化反應(yīng))；正極：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)；總反應(yīng)：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)。②充電過程陰極：；陽極：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－=PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；總反應(yīng)：2PbSO4(s)＋2H2O(l)=Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。(3)鉛蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。②缺點(diǎn)：比能量低、笨重，廢棄的電池污染環(huán)境。3．燃料電池(以H2-O2燃料電池為例)(2)工作原理酸性電解質(zhì)(H2SO4)堿性電解質(zhì)(KOH)負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)2H2＋O2=2H2O預(yù)習(xí)檢測(cè)1．化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列說法正確的是A．干電池放置過久可能漏液失效，其原因是顯酸性的氯化銨溶液和外殼鋅反應(yīng)B．燃煤時(shí)，適當(dāng)?shù)毓娜胙鯕猓蓽p輕溫室效應(yīng)C．硫酸鋁可用來除去水體中的懸浮雜質(zhì)且具有殺菌消毒的作用D．氫氧化鎂、氫氧化鋁和氫氧化鈉都是常見的胃酸中和劑2．日常所用鋅-錳干電池的電極分別為鋅筒和石墨棒，以糊狀NH4Cl作電解質(zhì)，電極反應(yīng)為：Zn-2e-=Zn2＋，2MnO2＋2NH＋2e-=Mn2O3＋2NH3＋H2O。下列有關(guān)鋅-錳干電池的敘述中，正確的是A．干電池中鋅筒為正極，石墨棒為負(fù)極B．干電池可實(shí)現(xiàn)電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C．干電池長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作后，糊狀物可能流出，腐蝕用電器D．干電池工作時(shí)，電流方向是由鋅筒經(jīng)外電路流向石墨棒3．下列有關(guān)如圖所示鉛蓄電池的說法正確的是A．放電時(shí)，鉛被還原B．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液增大C．充電時(shí)，原極接電源的負(fù)極即可復(fù)原D．放電時(shí)總反應(yīng)：4．一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為；，當(dāng)為電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是A．的還原B．的還原C．的氧化D．的氧化5．以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH4?O2、CH3OH?O2、N2H4?O2清潔燃料電池，下列說法錯(cuò)誤的是A．放電過程中，K+均向正極移動(dòng)B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，CH4?O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4?O2燃料電池可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氣體產(chǎn)物6．氫能源汽車在北京冬奧會(huì)上大批量使用為減少碳排放立下了大功勞。下列關(guān)于氫氧燃料電池的說法正確的是A．氫氧燃料電池工作時(shí)負(fù)極通入B．氫氧燃料電池正極發(fā)生氧化反應(yīng)C．氫氧燃料電池客車不能在寒冷天氣中使用D．氫氧燃料電池工作時(shí)的總反應(yīng)為探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一一次電池【情境材料】普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池的構(gòu)造如下圖所示：普通鋅錳電池堿性鋅錳電池【問題探究】1．你能指出兩種干電池中的正、負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液?jiǎn)幔?．試寫出堿性鋅錳電池的正、負(fù)極反應(yīng)式。3．對(duì)比兩種干電池，比較兩種電池的優(yōu)缺點(diǎn)。4．為什么廢舊電池不能隨意丟棄，要回收利用？要點(diǎn)歸納普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池普通鋅錳電池堿性鋅錳電池裝置電極反應(yīng)及電池總反應(yīng)負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋正極：2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋2MnO2＋2e－=2NH3＋Mn2O3＋H2O總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))=Zn2＋＋2NH3＋Mn2O3＋H2O負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：新電池會(huì)發(fā)生自動(dòng)放電，使存放時(shí)間縮短，放電后電壓下降較快優(yōu)點(diǎn)：克服了普通鋅錳電池的缺點(diǎn)，單位質(zhì)量所輸出的電能多，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，適用于大電流和連續(xù)放電一次電池使用過后一定要注意回收，防止污染環(huán)境。典例精講【例1】（2023春·河南南陽·高二校聯(lián)考期末）電池可用于治療某些心律失常所致的心臟起搏器的驅(qū)動(dòng)。該電池的工作原理示意圖如圖所示：

下列說法錯(cuò)誤的是A．負(fù)極材料為，發(fā)生氧化反應(yīng)B．正極反應(yīng)式為C．有助于電池內(nèi)部的導(dǎo)電D．電池工作時(shí)向電極移動(dòng)【例2】（2023·高二課時(shí)練習(xí)）銀鋅紐扣電池的電池反應(yīng)式為：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。下列說法不正確的是A．鋅作負(fù)極，失去電子B．正極為Ag2O，發(fā)生還原反應(yīng)C．電池工作時(shí)，電子從Ag2O經(jīng)導(dǎo)線流向ZnD．正極的電極方程式為：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-?環(huán)節(jié)二二次電池【情境材料】一種充電電池的原料為H2，其電池反應(yīng)為H2＋2NiOOH2Ni(OH)2，它具有比能量多等優(yōu)點(diǎn)，常作為電動(dòng)汽車、衛(wèi)星等的電源。【問題探究】1．該電池內(nèi)電解質(zhì)溶液呈酸性還是堿性？2．放電時(shí)的電極反應(yīng)式如何書寫？3．充電時(shí)的電極反應(yīng)式如何書寫？4．電池充電時(shí)，外接電源的負(fù)極連接二次電池的哪個(gè)電極？要點(diǎn)歸納1．鉛酸蓄電池(1)工作原理放電負(fù)極Pb＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－=PbSO4正極PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=PbSO4＋2H2O總反應(yīng)Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O充電陰極PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))陽極PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))總反應(yīng)2PbSO4＋2H2O=Pb＋PbO2＋2H2SO4合并總反應(yīng)Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O(2)電池的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。②缺點(diǎn)：比能量低、笨重，廢棄電池污染環(huán)境。2．可充電電池復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫方法第一步：先標(biāo)出放電(原電池)總反應(yīng)式中變價(jià)元素的化合價(jià)，確定電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目，指出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)。如鉛酸蓄電池中：第二步：寫出一個(gè)比較容易書寫的電極反應(yīng)式，書寫時(shí)一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存。如鉛酸蓄電池的負(fù)極反應(yīng)式為Pb＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－=PbSO4。第三步：在電子守恒的基礎(chǔ)上，用總反應(yīng)式減去寫出的電極反應(yīng)式，即得另一極的反應(yīng)式。如鉛酸蓄電池的正極反應(yīng)式可用總反應(yīng)式－負(fù)極反應(yīng)式得到，即Pb＋PbO2＋4H＋＋2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－(Pb＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－)=2PbSO4＋2H2O－PbSO4，整理得：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=PbSO4＋2H2O。3．可充電電池充、放電時(shí)電極的連接(1)二次電池放電時(shí)遵循原電池原理，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；充電時(shí)遵循電解池原理，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(2)蓄電池充電時(shí)的電極反應(yīng)和總反應(yīng)是放電時(shí)反應(yīng)的逆反應(yīng)，但蓄電池充、放電時(shí)的合并總反應(yīng)不是可逆反應(yīng)。(3)充電時(shí)電池正極接電源正極作陽極，電池負(fù)極接電源負(fù)極作陰極。(4)放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；充電時(shí)，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。(5)若電極反應(yīng)消耗OH－(或H＋)，則電極周圍溶液pH減小(或增大)；若電極反應(yīng)生成H＋(或OH－)，則電極周圍溶液的pH減小(或增大)；若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH－(或H＋)，則溶液的pH減小(或增大)；若總反應(yīng)的結(jié)果是生成H＋(或OH－)，則溶液的pH減小(或增大)。典例精講【例3】（2022秋·山東菏澤·高二曹縣一中?？茧A段練習(xí)）用吸附了H2的碳納米管等材料制作的二次電池的原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為：H2－2e－＝2H＋B．充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)為：Ni(OH)2＋OH－－e－＝NiO(OH)＋H2OC．充電時(shí)，將電池的碳電極與外電源的正極相連D．放電時(shí)，OH－向鎳電極作定向移動(dòng)【例4】（2022春·四川遂寧·高二遂寧中學(xué)校考期中）下圖是Zn-空氣二次電池(鋅和鋁的某些性質(zhì)相似)，電池內(nèi)聚丙烯酸鈉吸收了KOH溶液形成導(dǎo)電凝膠。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，K+向PVC-RuO2電極移動(dòng)B．放電時(shí)，鋅電極發(fā)生反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2OC．充電時(shí)，陽極附近pH減小D．充電時(shí)，導(dǎo)線中每通過4mol電子，陰極產(chǎn)生22.4L(標(biāo)況下)O2?環(huán)節(jié)三燃料電池【情境材料】設(shè)計(jì)出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是21世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入汽油蒸氣[以壬烷(C9H20)代表汽油]，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－?！締栴}探究】1．該電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式如何書寫？2．該電池的正極反應(yīng)如何書寫？負(fù)極發(fā)生什么反應(yīng)？3．固體電解質(zhì)里的O2－的移動(dòng)方向是怎樣的？4．向外電路釋放電子的電極為哪一極？5．若用KOH溶液代替固體電解質(zhì)，則放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式如何書寫？eq\o\al(\s\up1(),\s\do1())要點(diǎn)歸納1．燃料電池的工作原理(1)連續(xù)地將燃料(常見的有氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣等氣體或液體)和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。(2)燃料電池的電極本身不參與氧化還原反應(yīng)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件。(3)工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給并在電極上進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排出。2．燃料電池的優(yōu)點(diǎn)(1)氧化劑與燃料在工作時(shí)不斷地由外部供給，生成物不斷地被排出，能連續(xù)不斷地提供電能。(2)能量轉(zhuǎn)換率高，有利于節(jié)約能源。(3)排放的廢棄物少，綠色環(huán)保。3．燃料電池的種類(1)氫氧燃料電池①構(gòu)成：氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，鉑作電極材料。②工作原理：如圖所示的氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液為酸性，在負(fù)極室通入H2，H2在Pt催化下分解為H，H再失去電子成為H＋進(jìn)入電解質(zhì)溶液，H＋可以穿過質(zhì)子交換進(jìn)入正極室；在正極室通入O2，經(jīng)過Pt催化，O2得到電子生成H2O。③電極反應(yīng)介質(zhì)電極電池反應(yīng)：2H2＋O2=2H2O酸性(H＋)負(fù)極2H2－4e－=4H＋正極O2＋4H＋＋4e－=2H2O中性(Na2SO4)負(fù)極2H2－4e－=4H＋正極O2＋2H2O＋4e－=4OH－堿性(OH－)負(fù)極2H2－4e－＋4OH－=4H2O正極O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)甲烷燃料電池負(fù)極和正極分別通入CH4和O2，在酸性條件下負(fù)極生成H＋，正極消耗H＋；堿性條件下正極生成OH－，負(fù)極消耗OH－并生成COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))。甲烷燃料電池正、負(fù)極在H2SO4溶液和KOH溶液中的反應(yīng)如表所示。電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)式總反應(yīng)式H2SO4溶液負(fù)極：CH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋正極：2O2＋8H＋＋8e－=4H2OCH4＋2O2=CO2＋2H2OKOH溶液負(fù)極：CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋7H2O正極：2O2＋4H2O＋8e－=8OH－CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋3H2O(3)乙醇燃料電池電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)式總反應(yīng)式H2SO4溶液負(fù)極：C2H5OH＋3H2O－12e－=2CO2↑＋12H＋正極：3O2＋12H＋＋12e－=6H2OC2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2ONaOH溶液負(fù)極：C2H5OH＋16OH－－12e－=2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋11H2O正極：3O2＋6H2O＋12e－=12OH－C2H5OH＋3O2＋4OH－=2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋5H2O(4)肼燃料電池名稱電解質(zhì)電極反應(yīng)和總反應(yīng)肼燃料電池KOH正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－負(fù)極：N2H4＋4OH－－4e－=N2＋4H2O總反應(yīng)：N2H4＋O2=N2＋2H2O燃料電池電極反應(yīng)書寫關(guān)鍵(1)燃料電池的總反應(yīng)相當(dāng)于燃料的燃燒，書寫總反應(yīng)方程式時(shí)，要注意產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，電解質(zhì)溶液要寫在總反應(yīng)方程式中。(2)燃料電池正極反應(yīng)的本質(zhì)是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即O2＋4e－=2O2－，產(chǎn)生的O2－存在形式與電解質(zhì)溶液的酸堿性和電解質(zhì)的狀態(tài)有著密切的關(guān)系。(3)書寫燃料電池的電極反應(yīng)式，一定要注意電解質(zhì)的酸堿性。堿性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)H＋；酸性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)OH－。典例精講【例5】（2022秋·山東棗莊·高二統(tǒng)考期中）執(zhí)法交警最常用的一種酒精檢測(cè)儀的工作原理示意圖如圖所示，其反應(yīng)原理為，被測(cè)者呼出氣體中所含的酒精被輸送到電池中反應(yīng)產(chǎn)生微小電流，該電流經(jīng)電子放大器放大后在液晶顯示屏上顯示其酒精含量。下列說法不正確的A．電解質(zhì)溶液中的移向a電極B．b為正極，電極反應(yīng)式為C．呼出氣體中酒精含量越低，微處理器中通過的電流越大D．a(chǎn)極上的電極反應(yīng)式為【例6】（2023秋·遼寧葫蘆島·高二統(tǒng)考期末）如圖所示為NH3—O2燃料電池裝置，下列說法錯(cuò)誤的是A．電池工作時(shí)，O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極b上的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2OC．燃料電池可以把化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能D．電池工作時(shí)，溶液中的Na+向電極a遷移一、單選題1．（2023春·河北唐山·高一校聯(lián)考期中）化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法正確的是A．圖甲：鋅銅原電池工作時(shí)，電子由鋅經(jīng)電解質(zhì)溶液流向銅B．圖乙：紐扣式銀鋅電池中，正極的電極反應(yīng)式為C．圖丙：鋅錳干電池中，鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，且外電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子消耗鋅32.5gD．圖丁：鉛蓄電池為二次電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為2．（2022秋·河南駐馬店·高三統(tǒng)考期中）鋰—海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注。下列說法錯(cuò)誤的是A．海水起電解質(zhì)溶液的作用B．鋰為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)：C．鋰電極應(yīng)與海水直接接觸D．正極反應(yīng)式：3．（2022春·安徽亳州）以鋁-空氣-海水為能源的電池為我國首創(chuàng)，該電池用于航海標(biāo)志燈，只要把燈放入海水中數(shù)秒鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的白光。電極材料為Al與石墨。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是A．鋁電極是該電池的正極 B．海水中Cl-向石墨電極移動(dòng)C．石墨電極的反應(yīng):O2+2H2O+4e-=4OH- D．該新型電池屬于二次電池4．（2022秋·江蘇宿遷·高二?？奸_學(xué)考試）新冠肺炎最明顯的癥狀就是出現(xiàn)發(fā)熱，體溫槍能快速檢測(cè)人體體溫，該體溫槍所用的電池為一種銀鋅電池(如下圖所示)，該電池的總反應(yīng)式為：。下列關(guān)于該電池的說法正確的是A．Ag2O電極作正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．該電池放電時(shí)溶液中的K+向Zn電極移動(dòng)C．電池工作時(shí)，電流從Ag2O電極經(jīng)過隔板流向Zn電極D．該電池的負(fù)極反應(yīng)為：5．（2023春·廣東汕頭·高二統(tǒng)考期末）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學(xué)原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A．直流電源為鉛蓄電池時(shí)，極連接Y電極B．Y電極發(fā)生還原反應(yīng)C．當(dāng)產(chǎn)生時(shí)，有跨膜而過D．陽極電極反應(yīng)方程式為：6．（2023·全國·高三統(tǒng)考專題練習(xí)）蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用。以下是愛迪生電池分別在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。下列有關(guān)愛迪生電池的說法不正確的是A．放電時(shí)，F(xiàn)e是負(fù)極，NiO2是正極B．蓄電池的電極可以浸入某種酸性電解質(zhì)溶液中C．充電時(shí)，F(xiàn)e電極上的電極反應(yīng)式為Fe(OH)2＋2e-=Fe＋2OH-D．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極方向移動(dòng)7．（2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）一種新型可充電電池，其工作原理如圖所示，下列說法正確的是

A．充電時(shí)，M應(yīng)與電源的正極相連接B．充電時(shí)，通過鈉離子交換膜向N極移動(dòng)C．放電時(shí)，N極電極反應(yīng)為D．放電時(shí)，每生成，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8．（2023春·浙江杭州·高一校聯(lián)考期中）下列有關(guān)燃料電池的說法正確的是A．燃料電池清潔、高效，能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)到B．氫氧燃料電池工作時(shí)氧氣在正極被氧化C．燃料電池的反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供D．燃料電池主要是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能9．（2022秋·云南昆明·高二?？计谥校錃狻⒓淄?、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時(shí)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達(dá)80%(一般柴油發(fā)電機(jī)只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯(cuò)誤的是A．上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用C．乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負(fù)極反應(yīng)為C2H5OH-12e-=2CO2↑＋3H2OD．以KOH溶液作電解質(zhì)溶液，甲烷燃料電池的正極反應(yīng)O2＋2H2O＋4e-=4OH-10．（2023春·河南·高二校聯(lián)考期末）某傳統(tǒng)鋅—空氣二次電池的充放電原理如圖所示：

下列說法正確的是A．放電時(shí)，CO2作氧化劑，被還原為K2CO3B．放電時(shí)，負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有C．放電時(shí)，多孔Cu網(wǎng)極的電勢(shì)高于Zn極D．充電時(shí)，電子從Zn電極流出經(jīng)電解液向多孔銅電極移動(dòng)11．（2023春·浙江紹興·高一紹興一中?？计谀┮环N新型鎂硫電池工作時(shí)的原理如圖所示。下列說法正確的是

A．a(chǎn)極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B．離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜C．當(dāng)石墨烯中的S均轉(zhuǎn)化為MgS8時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)達(dá)到最大值D．若電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，則正極質(zhì)量增加12g12．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期末）愛迪生發(fā)明的鎳鐵堿性電池的壽命是鉛蓄電池的數(shù)倍，為了紀(jì)念愛迪生的付出，這種電池也叫“愛迪生蓄電池”，其反應(yīng)原理為：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，用愛迪生蓄電池制取少量Na2FeO4的裝置如圖所示。下列說法正確的是A．裝置圖中愛迪生蓄電池的負(fù)極是bB．該電池工作一段時(shí)間充電時(shí)，生成NiO2的反應(yīng)是還原反應(yīng)C．電解質(zhì)溶液中OH-透過陰離子交換膜從右池移到左池D．Fe電極上的反應(yīng)為：Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O二、填空題13．（2022秋·廣東茂名）化學(xué)電池廣泛應(yīng)用在通訊、交通等方面。(1)常用的酸性鋅錳干電池(構(gòu)造如圖所示)中的電解質(zhì)糊狀物由ZnCl2，和NH4Cl混合而成。該電池的負(fù)極材料是。電池工作時(shí)，電子流向(填“正極”或“負(fù)極”)。若ZnCl2和NH2Cl混合糊狀物中含有雜質(zhì)Cu2+，會(huì)加速某電極的反應(yīng)，其主要原因是。

(2)鉛蓄電池是常用的化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為H2SO4溶液。電池的總反應(yīng)為，放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子移向(填“Pb”或“”)，正極附近溶液的酸性(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)，負(fù)極反應(yīng)式為。(3)某品牌電動(dòng)車采用了一種高效耐用的新型可充電電池，該電池的總反應(yīng)為：。①該電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為。②放電時(shí)每轉(zhuǎn)移電子，正極有被還原。14．（2022秋·江蘇無錫·高二校聯(lián)考期中）鉛酸蓄電池(圖1)是一種電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，又可以循環(huán)使用的化學(xué)電源，廣泛應(yīng)用于國防、交通、生產(chǎn)和生活中。(1)鉛蓄電池在放電時(shí)發(fā)生的總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，負(fù)極電極反應(yīng)式為。工作后，鉛蓄電池里電解質(zhì)溶液的pH(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)圖2是利用微生物將廢水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)而制作的化學(xué)電源，可給二次電池充電。①用該微生物電池對(duì)鉛酸蓄電池充電時(shí)，鉛酸蓄電池的A極應(yīng)該連接圖2中的極(M或N)，此時(shí)A處的電極反應(yīng)方程式為。②充電過程中如果B極質(zhì)量減輕48g，理論上可處理乙二胺的物質(zhì)的量為mol。(3)合理利用廢舊鉛蓄電池中的鉛膏可緩解鉛資源短缺，同時(shí)減少污染。一種從廢舊電池的鉛膏中回收鉛的生產(chǎn)流程如下圖(部分產(chǎn)物已略去)。已知：PbSiF6和H2SiF6均為能溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)。①為提高過程①的反應(yīng)速率，你認(rèn)為可采取的措施是。②過程③發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。③過程④使用純鉛和粗鉛作電極，H2SiF6和PbSiF6混合溶液作電解液，可進(jìn)行粗鉛精煉，則陽極的電極材料是。電解精煉時(shí)需要調(diào)控好電解液中H2SiF6的起始濃度，其他條件相同時(shí)，隨起始時(shí)c(H2SiF6)的增大，鉛產(chǎn)率先增大后減小，減小的原因可能是。15．（2023春·上海崇明·高二上海市崇明中學(xué)?？计谀?NH3的燃燒反應(yīng)可設(shè)計(jì)成燃料電池，工作原理如圖甲所示。

(1)電極a為(填“正極”或“負(fù)極”)；電極b上的電極反應(yīng)為；當(dāng)正負(fù)極共消耗1.568L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí)，通過負(fù)載的電子的物質(zhì)的量為mol。Ⅱ.一種肼()燃料電池的工作原理如圖乙所示。

(2)a極的電極反應(yīng)式為；電池中的離子方程式為。(3)若利用該電池給鉛酸蓄電池充電，當(dāng)消耗3.2g時(shí)，電極質(zhì)量減少g。16．（2022秋·河南洛陽·高二洛陽市第三中學(xué)?？茧A段練習(xí)）回答下列問題：(1)輔助的電池工作原理如圖所示，該電池容量大，能有效利用，電池反應(yīng)產(chǎn)物是重要的化工原料，電池的負(fù)極反應(yīng)式為，電池的正極反應(yīng)式為，反應(yīng)過程中的作用是，該電池的總反應(yīng)式為。(2)一種一氧化碳分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(zhì)為氧化釔—氧化鈉，其中可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)，傳感器中通過的電流越大，尾氣中一氧化碳的含量越高。則a極的電極反應(yīng)式為，工作時(shí)由電極(填“a”或“b”，下同)向電極移動(dòng)，電子由電極通過傳感器流向電極。(3)減排是各個(gè)國家都在努力為之的事，和的處理是許多科學(xué)家都在著力研究的重點(diǎn)。有學(xué)者想以如圖所示裝置利用原電池原理將、轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。①若A為，B為，C為，電池總反應(yīng)為，則正極的電極反應(yīng)式為。②若A為，B為，C為，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為，電池的總反應(yīng)式為。第4課第2課時(shí)化學(xué)電源課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能列舉常見的化學(xué)電源，并能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原理。2．能綜合考慮化學(xué)變化中的物質(zhì)變化和能量變化來分析、解決新型電池的開發(fā)問題。1．能從宏觀與微觀結(jié)合的視角分析化學(xué)電源的工作原理、新型電源中微粒的移動(dòng)及電極反應(yīng)。2．能利用原電池的結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)識(shí)化學(xué)電源的組成特點(diǎn)，正確判斷新型電源的結(jié)構(gòu)、電極反應(yīng)及相關(guān)實(shí)際問題。自主梳理一、化學(xué)電池的分類與優(yōu)劣1．化學(xué)電池的分類及其特點(diǎn)（1）一次電池：活性物質(zhì)消耗到一定程度，就，如普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池。

（2）二次電池：放電后可以再使活性物質(zhì)獲得再生，如鉛蓄電池、鎳鎘電池。

（3）燃料電池：燃料電子，氧化劑電子，如氫氧燃料電池。2．化學(xué)電池的優(yōu)點(diǎn)具有高，供能穩(wěn)定可靠，使用方便，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。3．判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量：所能輸出電能的多少。(2)比功率：所能輸出功率的大小。(3)電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。二、化學(xué)電源的分類及工作原理1．一次電池(以堿性鋅錳電池為例)(1)組成。正極：；負(fù)極：；電解質(zhì)：。(2)工作原理負(fù)極反應(yīng)：；正極反應(yīng)：2MnO2＋2e－＋2H2O=2MnOOH＋2OH－；總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2。(3)特點(diǎn)：堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池性能好，它的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有提高，適用于大電流和連續(xù)放電。2．二次電池(以鉛蓄電池為例)(1)組成負(fù)極：；正極：；電解質(zhì)：。(2)工作原理①放電過程負(fù)極：(氧化反應(yīng))；正極：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)；總反應(yīng)：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)。②充電過程陰極：；陽極：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－=PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；總反應(yīng)：2PbSO4(s)＋2H2O(l)=Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。(3)鉛蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。②缺點(diǎn)：比能量低、笨重，廢棄的電池污染環(huán)境。3．燃料電池(以H2-O2燃料電池為例)(2)工作原理酸性電解質(zhì)(H2SO4)堿性電解質(zhì)(KOH)負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)2H2＋O2=2H2O【答案】一、1．（1）不能使用（2）充電（3）失得2．能量轉(zhuǎn)換效率3．(1)單位質(zhì)量或單位體積(2)單位質(zhì)量或單位體積二、1．(1)MnO2ZnKOH。(2)Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；2．(1)PbPbO2H2SO4溶液(2)①Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－=PbSO4(s)②PbSO4(s)＋2e－=Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)；3．(1)H2O2(2)H2－2e－=2H＋H2－2e－＋2OH－=2H2Oeq\f(1,2)O2＋2e－＋2H＋=H2Oeq\f(1,2)O2＋2e－＋H2O=2OH－預(yù)習(xí)檢測(cè)1．化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列說法正確的是A．干電池放置過久可能漏液失效，其原因是顯酸性的氯化銨溶液和外殼鋅反應(yīng)B．燃煤時(shí)，適當(dāng)?shù)毓娜胙鯕?，可減輕溫室效應(yīng)C．硫酸鋁可用來除去水體中的懸浮雜質(zhì)且具有殺菌消毒的作用D．氫氧化鎂、氫氧化鋁和氫氧化鈉都是常見的胃酸中和劑【答案】A【解析】A．干電池中電解質(zhì)銨根離子水解而使溶液呈酸性，酸能和外殼鋅反應(yīng)而腐蝕Zn，導(dǎo)致干電池放置過久可能漏夜而失效，故A正確；B．燃煤時(shí)，適當(dāng)?shù)毓娜胙鯕?，不能減少排放CO2的含量，所以不能減輕溫室效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．硫酸鋁中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體能吸附水中懸浮物而凈水，但沒有強(qiáng)氧化性，所以不能殺菌消毒，故C錯(cuò)誤；D．NaOH具有強(qiáng)腐蝕性，能腐蝕胃壁，所以不能用作常見的胃酸中和劑，氫氧化鎂和氫氧化鋁可以作胃酸中和劑，故D錯(cuò)誤；故選A。2．日常所用鋅-錳干電池的電極分別為鋅筒和石墨棒，以糊狀NH4Cl作電解質(zhì)，電極反應(yīng)為：Zn-2e-=Zn2＋，2MnO2＋2NH＋2e-=Mn2O3＋2NH3＋H2O。下列有關(guān)鋅-錳干電池的敘述中，正確的是A．干電池中鋅筒為正極，石墨棒為負(fù)極B．干電池可實(shí)現(xiàn)電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C．干電池長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作后，糊狀物可能流出，腐蝕用電器D．干電池工作時(shí)，電流方向是由鋅筒經(jīng)外電路流向石墨棒【答案】C【解析】A．干電池中較活潑的金屬鋅作負(fù)極，較不活潑的導(dǎo)電的非金屬石墨棒作正極，故A錯(cuò)誤；B．干電池是一次電池，所以不能實(shí)現(xiàn)電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，故B錯(cuò)誤；C．NH4Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽水解呈酸性，所以干電池長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用時(shí)內(nèi)裝糊狀物可能流出腐蝕電器，故C正確；D．干電池工作時(shí)，電流由正極石墨棒經(jīng)外電路流向負(fù)極鋅，故D錯(cuò)誤；故選C。3．下列有關(guān)如圖所示鉛蓄電池的說法正確的是A．放電時(shí)，鉛被還原B．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液增大C．充電時(shí)，原極接電源的負(fù)極即可復(fù)原D．放電時(shí)總反應(yīng)：【答案】B【解析】A．放電時(shí)，鉛作負(fù)極，化合價(jià)升高，失去電子，被氧化，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，鉛、二氧化鉛和硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和水，硫酸濃度降低，因此電解質(zhì)溶液增大，故B正確；C．放電時(shí)，極為正極，則充電時(shí)，原極接電源的正極即可復(fù)原，故C錯(cuò)誤；D．是充電時(shí)總反應(yīng)，放電時(shí)總反應(yīng)為，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為B。4．一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為；，當(dāng)為電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是A．的還原B．的還原C．的氧化D．的氧化【答案】D【解析】充電電池放電時(shí)正極發(fā)生反應(yīng)為：，電池充電時(shí)，電池的正極接電源的正極，電池的負(fù)極接電源的負(fù)極，則電池充電時(shí)，電極反應(yīng)式是電池放電時(shí)電極反應(yīng)式的逆過程，即Ni(OH)2被氧化；答案選D。5．以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH4?O2、CH3OH?O2、N2H4?O2清潔燃料電池，下列說法錯(cuò)誤的是A．放電過程中，K+均向正極移動(dòng)B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，CH4?O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4?O2燃料電池可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氣體產(chǎn)物【答案】B【解析】A．放電過程中，根據(jù)“同性相吸”，則K+均向正極移動(dòng)，故A正確；B．放電過程中，CH4?O2、CH3OH?O2燃料電池中KOH不斷消耗生成碳酸鉀，KOH物質(zhì)的量減小，N2H4?O2燃料電池反應(yīng)生成氮?dú)夂退?，電池中KOH物質(zhì)的量不變，則B錯(cuò)誤；C．消耗等質(zhì)量燃料(設(shè)質(zhì)量為mg)，三者失去電子物質(zhì)的量分別為、、，則CH4?O2燃料電池的理論放電量最大，故C正確；D．根據(jù)方程式，消耗1molO2時(shí)，則理論上N2H4?O2燃料電池可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氮?dú)饧?2.4L，故D正確。綜上所述，答案為B。6．氫能源汽車在北京冬奧會(huì)上大批量使用為減少碳排放立下了大功勞。下列關(guān)于氫氧燃料電池的說法正確的是A．氫氧燃料電池工作時(shí)負(fù)極通入B．氫氧燃料電池正極發(fā)生氧化反應(yīng)C．氫氧燃料電池客車不能在寒冷天氣中使用D．氫氧燃料電池工作時(shí)的總反應(yīng)為【答案】D【解析】A．氫氧燃料電池工作時(shí)正極通入，故A錯(cuò)誤；B．氫氧燃料電池，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．氫氧燃料電池，可以有效使用輔助系統(tǒng)改善傳質(zhì)、增濕，所以氫氧燃料電池客車能在寒冷天氣中使用，故C錯(cuò)誤；D．氫氧燃料電池工作時(shí)，氫氣和氧氣反應(yīng)生成水，總反應(yīng)為，故D正確；選D。探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一一次電池【情境材料】普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池的構(gòu)造如下圖所示：普通鋅錳電池堿性鋅錳電池【問題探究】1．你能指出兩種干電池中的正、負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液?jiǎn)幔?．試寫出堿性鋅錳電池的正、負(fù)極反應(yīng)式。3．對(duì)比兩種干電池，比較兩種電池的優(yōu)缺點(diǎn)。4．為什么廢舊電池不能隨意丟棄，要回收利用？【答案】1．普通鋅錳電池的負(fù)極為Zn，正極為石墨棒，電解質(zhì)溶液為NH4Cl糊。堿性鋅錳電池的負(fù)極為Zn，正極為MnO2，電解質(zhì)為KOH。2．負(fù)極反應(yīng)式：Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，正極反應(yīng)式：2MnO2＋2e－＋2H2O=2MnO(OH)＋2OH－。3．普通鋅錳電池中的NH4Cl糊呈酸性，能腐蝕負(fù)極材料Zn，故該干電池不能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存；堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池性能好，它的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有所提高，是普通鋅錳干電池的升級(jí)換代產(chǎn)品。4．廢舊電池中常含有重金屬、酸和堿等物質(zhì)，能污染水源，危害人體健康，因此，應(yīng)將廢舊電池回收利用，這樣既可減少環(huán)境污染，又可節(jié)約資源。要點(diǎn)歸納普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池普通鋅錳電池堿性鋅錳電池裝置電極反應(yīng)及電池總反應(yīng)負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋正極：2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋2MnO2＋2e－=2NH3＋Mn2O3＋H2O總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))=Zn2＋＋2NH3＋Mn2O3＋H2O負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：新電池會(huì)發(fā)生自動(dòng)放電，使存放時(shí)間縮短，放電后電壓下降較快優(yōu)點(diǎn)：克服了普通鋅錳電池的缺點(diǎn)，單位質(zhì)量所輸出的電能多，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，適用于大電流和連續(xù)放電一次電池使用過后一定要注意回收，防止污染環(huán)境。典例精講【例1】（2023春·河南南陽·高二校聯(lián)考期末）電池可用于治療某些心律失常所致的心臟起搏器的驅(qū)動(dòng)。該電池的工作原理示意圖如圖所示：

下列說法錯(cuò)誤的是A．負(fù)極材料為，發(fā)生氧化反應(yīng)B．正極反應(yīng)式為C．有助于電池內(nèi)部的導(dǎo)電D．電池工作時(shí)向電極移動(dòng)【答案】B【解析】A．負(fù)極材料為，鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．正極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖示，正極反應(yīng)式為，故B錯(cuò)誤；C．有助于電池內(nèi)部的導(dǎo)電，故C正確；D．電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，向電極移動(dòng)，故D正確；選B?！纠?】（2023·高二課時(shí)練習(xí)）銀鋅紐扣電池的電池反應(yīng)式為：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。下列說法不正確的是A．鋅作負(fù)極，失去電子B．正極為Ag2O，發(fā)生還原反應(yīng)C．電池工作時(shí)，電子從Ag2O經(jīng)導(dǎo)線流向ZnD．正極的電極方程式為：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-【答案】C【解析】該原電池Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag中，負(fù)極反應(yīng)為Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2、正極反應(yīng)為Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，電子由負(fù)極流向正極。A．Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，故A正確；B．正極上Ag2O得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C．原電池中電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，該原電池中Zn是負(fù)極、Ag2O是正極，所以放電時(shí)電子從Zn經(jīng)導(dǎo)線流向Ag2O極，故C錯(cuò)誤；D．正極上Ag2O得電子，正極反應(yīng)為Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，故D正確；故選：C。?環(huán)節(jié)二二次電池【情境材料】一種充電電池的原料為H2，其電池反應(yīng)為H2＋2NiOOH2Ni(OH)2，它具有比能量多等優(yōu)點(diǎn)，常作為電動(dòng)汽車、衛(wèi)星等的電源?！締栴}探究】1．該電池內(nèi)電解質(zhì)溶液呈酸性還是堿性？2．放電時(shí)的電極反應(yīng)式如何書寫？3．充電時(shí)的電極反應(yīng)式如何書寫？4．電池充電時(shí)，外接電源的負(fù)極連接二次電池的哪個(gè)電極？【答案】1．由H2→OH－知呈堿性。2．負(fù)極：H2＋2OH－－2e－=2H2O正極：2NiOOH＋2H2O＋2e－=2Ni(OH)2＋2OH－3．陰極：2H2O＋2e－=H2＋2OH－陽極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=2NiOOH＋2H2O4．負(fù)極。要點(diǎn)歸納1．鉛酸蓄電池(1)工作原理放電負(fù)極Pb＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－=PbSO4正極PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=PbSO4＋2H2O總反應(yīng)Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O充電陰極PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))陽極PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))總反應(yīng)2PbSO4＋2H2O=Pb＋PbO2＋2H2SO4合并總反應(yīng)Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O(2)電池的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。②缺點(diǎn)：比能量低、笨重，廢棄電池污染環(huán)境。2．可充電電池復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫方法第一步：先標(biāo)出放電(原電池)總反應(yīng)式中變價(jià)元素的化合價(jià)，確定電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目，指出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)。如鉛酸蓄電池中：第二步：寫出一個(gè)比較容易書寫的電極反應(yīng)式，書寫時(shí)一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存。如鉛酸蓄電池的負(fù)極反應(yīng)式為Pb＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－=PbSO4。第三步：在電子守恒的基礎(chǔ)上，用總反應(yīng)式減去寫出的電極反應(yīng)式，即得另一極的反應(yīng)式。如鉛酸蓄電池的正極反應(yīng)式可用總反應(yīng)式－負(fù)極反應(yīng)式得到，即Pb＋PbO2＋4H＋＋2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－(Pb＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))－2e－)=2PbSO4＋2H2O－PbSO4，整理得：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2e－=PbSO4＋2H2O。3．可充電電池充、放電時(shí)電極的連接(1)二次電池放電時(shí)遵循原電池原理，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；充電時(shí)遵循電解池原理，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(2)蓄電池充電時(shí)的電極反應(yīng)和總反應(yīng)是放電時(shí)反應(yīng)的逆反應(yīng)，但蓄電池充、放電時(shí)的合并總反應(yīng)不是可逆反應(yīng)。(3)充電時(shí)電池正極接電源正極作陽極，電池負(fù)極接電源負(fù)極作陰極。(4)放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；充電時(shí)，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。(5)若電極反應(yīng)消耗OH－(或H＋)，則電極周圍溶液pH減小(或增大)；若電極反應(yīng)生成H＋(或OH－)，則電極周圍溶液的pH減小(或增大)；若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH－(或H＋)，則溶液的pH減小(或增大)；若總反應(yīng)的結(jié)果是生成H＋(或OH－)，則溶液的pH減小(或增大)。典例精講【例3】（2022秋·山東菏澤·高二曹縣一中校考階段練習(xí)）用吸附了H2的碳納米管等材料制作的二次電池的原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為：H2－2e－＝2H＋B．充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)為：Ni(OH)2＋OH－－e－＝NiO(OH)＋H2OC．充電時(shí)，將電池的碳電極與外電源的正極相連D．放電時(shí)，OH－向鎳電極作定向移動(dòng)【答案】B【解析】放電時(shí)為原電池原理，吸附H2的碳納米管為負(fù)極，鎳電極為正極；充電時(shí)為電解原理，碳電極為陰極，鎳電極為陽極；根據(jù)圖示和電解質(zhì)溶液書寫電極反應(yīng)式，結(jié)合工作原理作答。A項(xiàng)，放電時(shí)為原電池原理，吸附H2的碳納米管為負(fù)極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，負(fù)極電極反應(yīng)為：H2-2e-+2OH-=2H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，充電時(shí)為電解原理，鎳電極為陽極，陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽極的電極反應(yīng)為：Ni（OH）2-e-+OH-=NiO（OH）+H2O，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，充電時(shí)碳電極為陰極，將碳電極與外電源的負(fù)極相連，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，放電時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，OH-向碳電極作定向移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選B?！纠?】（2022春·四川遂寧·高二遂寧中學(xué)校考期中）下圖是Zn-空氣二次電池(鋅和鋁的某些性質(zhì)相似)，電池內(nèi)聚丙烯酸鈉吸收了KOH溶液形成導(dǎo)電凝膠。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，K+向PVC-RuO2電極移動(dòng)B．放電時(shí)，鋅電極發(fā)生反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2OC．充電時(shí)，陽極附近pH減小D．充電時(shí)，導(dǎo)線中每通過4mol電子，陰極產(chǎn)生22.4L(標(biāo)況下)O2【答案】D【解析】根據(jù)題干信息可知，Zn-二次電池中，放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O（Zn與Al性質(zhì)相似，在堿性條件下以ZnO存在），正極氧氣得電子生成氫氧根離子，其電極反應(yīng)式為：O2＋4e-＋2H2O=4OH-；充電時(shí)，電極反應(yīng)式相反，利用原電池與電解池工作原理分析解答。A．放電式Zn極為負(fù)極，PVC-RuO2電極為正極，所以K+向PVC-RuO2電極移動(dòng)，A正確；B．放電時(shí)，鋅電極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)上述分析可知，其電極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O，B正確；C．充電時(shí)，陽極區(qū)的電極反應(yīng)式為：，消耗氫氧根離子的同時(shí)生成水，所以陽極附近pH減小，C正確；D．充電時(shí)，導(dǎo)線中每通過4mol電子，陽極產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量為1mol，所以標(biāo)況下其體積為=22.4L，D錯(cuò)誤；故選D。?環(huán)節(jié)三燃料電池【情境材料】設(shè)計(jì)出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是21世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入汽油蒸氣[以壬烷(C9H20)代表汽油]，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－?！締栴}探究】1．該電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式如何書寫？2．該電池的正極反應(yīng)如何書寫？負(fù)極發(fā)生什么反應(yīng)？3．固體電解質(zhì)里的O2－的移動(dòng)方向是怎樣的？4．向外電路釋放電子的電極為哪一極？5．若用KOH溶液代替固體電解質(zhì)，則放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式如何書寫？【答案】1．該電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)就是壬烷燃燒的化學(xué)反應(yīng)：C9H20＋14O2=9CO2＋10H2O。2．該電池的正極是氧氣，得電子，電極反應(yīng)式是O2＋4e－=2O2－。負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。3．原電池中陰離子O2－向負(fù)極移動(dòng)。4．負(fù)極。原電池中電子由負(fù)極流出，經(jīng)外電路流向正極。5．C9H20＋74OH－－56e－=9COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋47H2O。要點(diǎn)歸納1．燃料電池的工作原理(1)連續(xù)地將燃料(常見的有氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣等氣體或液體)和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。(2)燃料電池的電極本身不參與氧化還原反應(yīng)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件。(3)工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給并在電極上進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排出。2．燃料電池的優(yōu)點(diǎn)(1)氧化劑與燃料在工作時(shí)不斷地由外部供給，生成物不斷地被排出，能連續(xù)不斷地提供電能。(2)能量轉(zhuǎn)換率高，有利于節(jié)約能源。(3)排放的廢棄物少，綠色環(huán)保。3．燃料電池的種類(1)氫氧燃料電池①構(gòu)成：氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，鉑作電極材料。②工作原理：如圖所示的氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液為酸性，在負(fù)極室通入H2，H2在Pt催化下分解為H，H再失去電子成為H＋進(jìn)入電解質(zhì)溶液，H＋可以穿過質(zhì)子交換進(jìn)入正極室；在正極室通入O2，經(jīng)過Pt催化，O2得到電子生成H2O。③電極反應(yīng)介質(zhì)電極電池反應(yīng)：2H2＋O2=2H2O酸性(H＋)負(fù)極2H2－4e－=4H＋正極O2＋4H＋＋4e－=2H2O中性(Na2SO4)負(fù)極2H2－4e－=4H＋正極O2＋2H2O＋4e－=4OH－堿性(OH－)負(fù)極2H2－4e－＋4OH－=4H2O正極O2＋2H2O＋4e－=4OH－(2)甲烷燃料電池負(fù)極和正極分別通入CH4和O2，在酸性條件下負(fù)極生成H＋，正極消耗H＋；堿性條件下正極生成OH－，負(fù)極消耗OH－并生成COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))。甲烷燃料電池正、負(fù)極在H2SO4溶液和KOH溶液中的反應(yīng)如表所示。電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)式總反應(yīng)式H2SO4溶液負(fù)極：CH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋正極：2O2＋8H＋＋8e－=4H2OCH4＋2O2=CO2＋2H2OKOH溶液負(fù)極：CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋7H2O正極：2O2＋4H2O＋8e－=8OH－CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋3H2O(3)乙醇燃料電池電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)式總反應(yīng)式H2SO4溶液負(fù)極：C2H5OH＋3H2O－12e－=2CO2↑＋12H＋正極：3O2＋12H＋＋12e－=6H2OC2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2ONaOH溶液負(fù)極：C2H5OH＋16OH－－12e－=2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋11H2O正極：3O2＋6H2O＋12e－=12OH－C2H5OH＋3O2＋4OH－=2COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋5H2O(4)肼燃料電池名稱電解質(zhì)電極反應(yīng)和總反應(yīng)肼燃料電池KOH正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－負(fù)極：N2H4＋4OH－－4e－=N2＋4H2O總反應(yīng)：N2H4＋O2=N2＋2H2O燃料電池電極反應(yīng)書寫關(guān)鍵(1)燃料電池的總反應(yīng)相當(dāng)于燃料的燃燒，書寫總反應(yīng)方程式時(shí)，要注意產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，電解質(zhì)溶液要寫在總反應(yīng)方程式中。(2)燃料電池正極反應(yīng)的本質(zhì)是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即O2＋4e－=2O2－，產(chǎn)生的O2－存在形式與電解質(zhì)溶液的酸堿性和電解質(zhì)的狀態(tài)有著密切的關(guān)系。(3)書寫燃料電池的電極反應(yīng)式，一定要注意電解質(zhì)的酸堿性。堿性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)H＋；酸性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)OH－。典例精講【例5】（2022秋·山東棗莊·高二統(tǒng)考期中）執(zhí)法交警最常用的一種酒精檢測(cè)儀的工作原理示意圖如圖所示，其反應(yīng)原理為，被測(cè)者呼出氣體中所含的酒精被輸送到電池中反應(yīng)產(chǎn)生微小電流，該電流經(jīng)電子放大器放大后在液晶顯示屏上顯示其酒精含量。下列說法不正確的A．電解質(zhì)溶液中的移向a電極B．b為正極，電極反應(yīng)式為C．呼出氣體中酒精含量越低，微處理器中通過的電流越大D．a(chǎn)極上的電極反應(yīng)式為【答案】C【解析】如圖，該裝置為原電池裝置，電極b通入空氣，主要是其中的氧氣參與反應(yīng)，則電極b作為電池正極，環(huán)境為酸性，電極反應(yīng)式為；電極a為負(fù)極，酒精在電極a失電子，被氧化，電極反應(yīng)式為；A．原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，電極a為負(fù)極，所以電解質(zhì)溶液中的移向a電極，故A正確；B．電極b通入空氣，主要是其中的氧氣參與反應(yīng)，則電極b作為電池正極，環(huán)境為酸性，電極反應(yīng)式為，故B正確；C．呼出氣體中酒精含量越低，根據(jù)電極反應(yīng)式，產(chǎn)生的電子越少，電流越微弱，故C錯(cuò)誤；D．電極a為電池的負(fù)極，酒精在電極a失電子，被氧化，電極反應(yīng)式為，故D正確；故選C?！纠?】（2023秋·遼寧葫蘆島·高二統(tǒng)考期末）如圖所示為NH3—O2燃料電池裝置，下列說法錯(cuò)誤的是A．電池工作時(shí)，O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極b上的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2OC．燃料電池可以把化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能D．電池工作時(shí)，溶液中的Na+向電極a遷移【答案】C【解析】由圖可知，氮元素價(jià)態(tài)升高失電子，故b極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，a極為正極，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-。A．電池工作時(shí)，a極為正極，O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B．b極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，故B正確；C．燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，但仍有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，不可能完全轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤；D．電池工作時(shí)，陽離子(Na+)向正極(a極)移動(dòng)，故D正確；故選：C。一、單選題1．（2023春·河北唐山·高一校聯(lián)考期中）化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法正確的是A．圖甲：鋅銅原電池工作時(shí)，電子由鋅經(jīng)電解質(zhì)溶液流向銅B．圖乙：紐扣式銀鋅電池中，正極的電極反應(yīng)式為C．圖丙：鋅錳干電池中，鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，且外電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子消耗鋅32.5gD．圖?。恒U蓄電池為二次電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為【答案】C【解析】A．圖1為鋅銅原電池，鋅為負(fù)極，銅為正極，電子通過導(dǎo)線流向銅，故A錯(cuò)誤；B．圖2為紐扣式銀鋅電池，正極為氧化銀得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀，所以正極的極反應(yīng)為：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-，故B錯(cuò)誤；C．圖3為鋅錳干電池中，鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，極反應(yīng)式：Zn-2e-=Zn2+，所以外電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗鋅0.5mol，質(zhì)量為0.5×65g/mol=32.5g，故C正確；D．圖4為鉛蓄電池為二次電池，總反應(yīng)為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，放電時(shí)鉛為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO=PbSO4，故D錯(cuò)誤；故選C。2．（2022秋·河南駐馬店·高三統(tǒng)考期中）鋰—海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注。下列說法錯(cuò)誤的是A．海水起電解質(zhì)溶液的作用B．鋰為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)：C．鋰電極應(yīng)與海水直接接觸D．正極反應(yīng)式：【答案】C【解析】A．海水中含有多種鹽，起電解質(zhì)溶液的作用，故A正確；B．Li是活潑金屬易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鋰為負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)：，故B正確；C．鋰活潑金屬能與水反應(yīng)，鋰電極不應(yīng)與海水直接接觸，故C錯(cuò)誤；D．正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式：，故D正確；選C。3．（2022春·安徽亳州）以鋁-空氣-海水為能源的電池為我國首創(chuàng)，該電池用于航海標(biāo)志燈，只要把燈放入海水中數(shù)秒鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的白光。電極材料為Al與石墨。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是A．鋁電極是該電池的正極 B．海水中Cl-向石墨電極移動(dòng)C．石墨電極的反應(yīng):O2+2H2O+4e-=4OH- D．該新型電池屬于二次電池【答案】C【解析】以鋁-空氣-海水為能源的電池，電極材料為Al與石墨，Al作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Al-3e-=Al3+；石墨為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-，電池總反應(yīng)為4Al+3O2+6H2O═4Al(OH)3，據(jù)此分析解答。A．根據(jù)分析，鋁電極是該電池的負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B．原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，鋁電極是該電池的負(fù)極，海水中Cl-向鋁電極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)分析，石墨電極的反應(yīng):O2+2H2O+4e-=4OH-，故C正確；

D．該新型電池又叫做海洋電池，放電時(shí)，把電池放入海水中，便可供電，其能量比干電池高20-50倍。電池設(shè)計(jì)使用周期可長(zhǎng)達(dá)一年以上，避免經(jīng)常更換電池的麻煩，不能放電時(shí)，需要更換鋁電極，因此屬于一次電池，故D錯(cuò)誤；答案選C。4．（2022秋·江蘇宿遷·高二校考開學(xué)考試）新冠肺炎最明顯的癥狀就是出現(xiàn)發(fā)熱，體溫槍能快速檢測(cè)人體體溫，該體溫槍所用的電池為一種銀鋅電池(如下圖所示)，該電池的總反應(yīng)式為：。下列關(guān)于該電池的說法正確的是A．Ag2O電極作正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．該電池放電時(shí)溶液中的K+向Zn電極移動(dòng)C．電池工作時(shí)，電流從Ag2O電極經(jīng)過隔板流向Zn電極D．該電池的負(fù)極反應(yīng)為：【答案】D【解析】由圖可知，銀鋅電池中，鋅為電池的負(fù)極，堿性條件下，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫氧化鋅，電極反應(yīng)式為Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2，氧化銀為正極，水分子作用下氧化銀得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銀和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為Ag2O+2e—+H2O=2Ag+2OH—。A．由分析可知，氧化銀為正極，水分子作用下氧化銀得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銀和氫氧根離子，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，電池放電時(shí)鋅為電池的負(fù)極，氧化銀為正極，則溶液中鉀離子向氧化銀電極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，電池放電時(shí)鋅為電池的負(fù)極，氧化銀為正極，則電流從氧化銀電極經(jīng)導(dǎo)線流向鋅電極，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，鋅為電池的負(fù)極，堿性條件下，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫氧化鋅，電極反應(yīng)式為Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2，故D正確；故選D。5．（2023春·廣東汕頭·高二統(tǒng)考期末）含有硝酸鹽和亞硝酸鹽的酸性廢水可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)環(huán)境污染。如圖是利用電化學(xué)原理處理的原理，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A．直流電源為鉛蓄電池時(shí)，極連接Y電極B．Y電極發(fā)生還原反應(yīng)C．當(dāng)產(chǎn)生時(shí)，有跨膜而過D．陽極電極反應(yīng)方程式為：【答案】C【解析】A．鉛蓄電池中Pb電極為負(fù)極，PbO2電極為正極。Y極為陰極，與直流電源負(fù)極相連，故A正確；B．Y是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C．由于不能確定參與電極反應(yīng)的中氮元素的具體化合價(jià)，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)無法確定，H+遷移數(shù)量無法確定，故C錯(cuò)誤；D．陽極區(qū)電解質(zhì)為硫酸溶液，故電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，故D正確；故答案選C。6．（2023·全國·高三統(tǒng)考專題練習(xí)）蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用。以下是愛迪生電池分別在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。下列有關(guān)愛迪生電池的說法不正確的是A．放電時(shí)，F(xiàn)e是負(fù)極，NiO2是正極B．蓄電池的電極可以浸入某種酸性電解質(zhì)溶液中C．充電時(shí)，F(xiàn)e電極上的電極反應(yīng)式為Fe(OH)2＋2e-=Fe＋2OH-D．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極方向移動(dòng)【答案】B【解析】放電時(shí)，F(xiàn)e被氧化生成Fe(OH)2，作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，正極NiO2得電子被還原生成Ni(OH)2，電極反應(yīng)式為NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-，充電時(shí)，陽極、陰極與正負(fù)極反應(yīng)正好相反。A．放電時(shí)，F(xiàn)e是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，NiO2是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B．放電時(shí)能生成Fe(OH)2、Ni(OH)2，這兩種物質(zhì)能溶于酸，不能溶于堿，所以電解質(zhì)溶液應(yīng)該呈堿性，故B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，陰極上電極反應(yīng)式與負(fù)極反應(yīng)式正好相反，所以電極反應(yīng)式為Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-，故C正確；D．放電時(shí)，為原電池，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故D正確；答案選B。7．（2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）一種新型可充電電池，其工作原理如圖所示，下列說法正確的是

A．充電時(shí)，M應(yīng)與電源的正極相連接B．充電時(shí)，通過鈉離子交換膜向N極移動(dòng)C．放電時(shí)，N極電極反應(yīng)為D．放電時(shí)，每生成，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為【答案】D【解析】從圖示裝置可看出，可充電電池放電時(shí)，Na失電子生成鈉離子，所以Na電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成的鈉離子通過有機(jī)電解質(zhì)移向右側(cè)，右側(cè)電極作正極在放電時(shí)，轉(zhuǎn)化為，發(fā)生還原反應(yīng)。由分析可知，M極為原電池的負(fù)極，故充電時(shí)，M應(yīng)與電源的負(fù)極相連接，從圖示裝置可看出，可充電電池放電時(shí)，Na失電子生成鈉離子，所以Na電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成的鈉離子通過有機(jī)電解質(zhì)移向右側(cè)，右側(cè)電極作正極在放電時(shí)，轉(zhuǎn)化為，發(fā)生還原反應(yīng)。A．由分析可知，M極為原電池的負(fù)極，故充電時(shí)，M應(yīng)與電源的負(fù)極相連接，A錯(cuò)誤；B．充電為放電的逆過程，所以充電時(shí)，通過鈉離子交換膜向陰極(M極)移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)，N極轉(zhuǎn)化為，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)為，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)電子守恒可知，放電時(shí)，每生成，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為，D正確；故選：D。8．（2023春·浙江杭州·高一校聯(lián)考期中）下列有關(guān)燃料電池的說法正確的是A．燃料電池清潔、高效，能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)到B．氫氧燃料電池工作時(shí)氧氣在正極被氧化C．燃料電池的反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供D．燃料電池主要是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能【答案】C【解析】A．燃料電池放電時(shí)，只有一部分能量轉(zhuǎn)化為電能，所以能量轉(zhuǎn)化率不是100%，故A錯(cuò)誤；B．氫氧燃料電池工作時(shí)氧氣在正極被還原，氫氣在負(fù)極被氧化，故B錯(cuò)誤；C．燃料電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，燃料電池的反應(yīng)物不是儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是從外部提供，故C正確；D．燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，故D錯(cuò)誤；故選C。9．（2022秋·云南昆明·高二校考期中）將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時(shí)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達(dá)80%(一般柴油發(fā)電機(jī)只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯(cuò)誤的是A．上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用C．乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負(fù)極反應(yīng)為C2H5OH-12e-=2CO2↑＋3H2OD．以KOH溶液作電解質(zhì)溶液，甲烷燃料電池的正極反應(yīng)O2＋2H2O＋4e-=4OH-【答案】C【解析】A．燃料電池中，燃料做負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)物可以是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)，A正確；B、航天飛行器中氫氧燃料電池的總反應(yīng)為O2+2H2=2H2O，反應(yīng)產(chǎn)物是水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用，B正確；C、乙醇燃料電池的電解質(zhì)用KOH時(shí)，生成的二氧化碳會(huì)和其反應(yīng)生成碳酸鹽，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)C2H5OH-12e-+16OH-=2+11H2O，C錯(cuò)誤；D、燃料電池中正極上氧氣得電子，堿性環(huán)境下，正極上電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，D正確；故答案為：C。10．（2023春·河南·高二校聯(lián)考期末）某傳統(tǒng)鋅—空氣二次電池的充放電原理如圖所示：

下列說法正確的是A．放電時(shí)，CO2作氧化劑，被還原為K2CO3B．放電時(shí)，負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有C．放電時(shí)，多孔Cu網(wǎng)極的電勢(shì)高于Zn極D．充電時(shí)，電子從Zn電極流出經(jīng)電解液向多孔銅電極移動(dòng)【答案】C【解析】某傳統(tǒng)鋅—空氣二次電池的充放電原理如圖，左圖為原電池，Zn為負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，生成的鋅離子結(jié)合氫氧根結(jié)合為電極反應(yīng)：；右端氧氣發(fā)生得電子還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)；右圖為電解池，Zn為電解池陰極端，發(fā)生得電子還原反應(yīng)生成Zn，多孔Cu網(wǎng)為陽極端發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成O2；A．放電時(shí)，多孔Cu網(wǎng)作正極，氧氣為氧化劑發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)：，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)裝置為原電池，負(fù)極反應(yīng)為Zn失電子被氧化為鋅離子，結(jié)合氫氧根離子，電極反應(yīng)：，故B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)，裝置為原電池，多孔Cu網(wǎng)極為原電池正極端，電勢(shì)高于負(fù)極端Zn極，故C正確；D．充電時(shí)，電子從多孔銅電極流出經(jīng)導(dǎo)線向直流電源正極，從直流電源負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線向Zn電極移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；答案選C。11．（2023春·浙江紹興·高一紹興一中校考期末）一種新型鎂硫電池工作時(shí)的原理如圖所示。下列說法正確的是

A．a(chǎn)極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B．離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜C．當(dāng)石墨烯中的S均轉(zhuǎn)化為MgS8時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)達(dá)到最大值D．若電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，則正極質(zhì)量增加12g【答案】D【解析】由圖可知，活潑金屬M(fèi)g是負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Mg-2e-=Mg2+，S為正極，電極反應(yīng)依次是8S+Mg2++2e-=MgS8，MgS8+3Mg2++6e-=4MgS2，MgS2+Mg2++2e-=2MgS。A．a(chǎn)是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．離子交換膜是陽離子交換膜，通過的是Mg2+離子，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)石墨烯中的S均轉(zhuǎn)化為MgS時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)達(dá)到最大，故C錯(cuò)誤；D．電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，有0.5molMg失去電子形成Mg2+，0.5molMg2+通過陽離子交換膜與硫作用，陽極端增加了0.5molMg即12g，故D正確；答案選D。12．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期末）愛迪生發(fā)明的鎳鐵堿性電池的壽命是鉛蓄電池的數(shù)倍，為了紀(jì)念愛迪生的付出，這種電池也叫“愛迪生蓄電池”，其反應(yīng)原理為：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2，用愛迪生蓄電池制取少量Na2FeO4的裝置如圖所示。下列說法正確的是A．裝置圖中愛迪生蓄電池的負(fù)極是bB．該電池工作一段時(shí)間充電時(shí)，生成NiO2的反應(yīng)是還原反應(yīng)C．電解質(zhì)溶液中OH-透過陰離子交換膜從右池移到左池D．Fe電極上的反應(yīng)為：Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O【答案】D【解析】A.根據(jù)“愛迪生蓄電池”反應(yīng)原理：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2用愛迪生蓄電池制取少量Na2FeO4說明Fe電極作陽極，應(yīng)接電源正極，A錯(cuò)誤；B．生成NiO2的反應(yīng)是氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C．電解質(zhì)溶液中OH-透過陰離子交換膜從左池移到右池，C錯(cuò)誤；D．Fe電極上的反應(yīng)為：Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O，D正確；故選D。二、填空題13．（2022秋·廣東茂名）化學(xué)電池廣泛應(yīng)用在通訊、交通等方面。(1)常用的酸性鋅錳干電池(構(gòu)造如圖所示)中的電解質(zhì)糊狀物由ZnCl2，和NH4Cl混合而成。該電池的負(fù)極材料是。電池工作時(shí)，電子流向(填“正極”或“負(fù)極”)。若ZnCl2和NH2Cl混合糊狀物中含有雜質(zhì)Cu2+，會(huì)加速某電極的反應(yīng)，其主要原因是。

(2)鉛蓄電池是常用的化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為H2SO4溶液。電池的總反應(yīng)為，放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陰離子移向(填“Pb”或“”)，正極附近溶液的酸性(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)，負(fù)極反應(yīng)式為。(3)某品牌電動(dòng)車采用了一種高效耐用的新型可充電電池，該電池的總反應(yīng)為：。①該電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為。②放電時(shí)每轉(zhuǎn)移電子，正極有被還原?！敬鸢浮?1)Zn(或鋅)正極Zn與反應(yīng)生成Cu，Zn與Cu構(gòu)成原電池，加快反應(yīng)速率；(2)Pb減弱(3)(或)1【解析】（1）原電池的負(fù)極是發(fā)生氧化反應(yīng)的一極：Zn－2e－=Zn2＋；電池工作時(shí)，電子從負(fù)極流向正極；Zn與Cu2＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成的Cu附著在Zn的表面構(gòu)成銅鋅原電池，加快反應(yīng)速率，從而加快Zn的腐蝕；（2）鉛蓄電池工作時(shí)，硫酸參加反應(yīng)生成硫酸鉛同時(shí)生成水，導(dǎo)致硫酸濃度降低、酸性減弱，原電池放電時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)；放電時(shí)，鉛為負(fù)極，失去電子被氧化，電極反應(yīng)為：Pb-2e-+SO42－=PbSO4；（3）①該電池放電時(shí)，負(fù)極為Zn失去電子生成Zn(OH)2，電極反應(yīng)式為；②根據(jù)總反應(yīng)式，2參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移6mol電子，所以每轉(zhuǎn)移電子，則有1被還原。14．（2022秋·江蘇無錫·高二校聯(lián)考期中）鉛酸蓄電池(圖1)是一種電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠，又可以循環(huán)使用的化學(xué)電源，廣泛應(yīng)用于國防、交通、生產(chǎn)和生活中。(1)鉛蓄電池在放電時(shí)發(fā)生的總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，負(fù)極電極反應(yīng)式為