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第2课时　化学电源
专题6　第三单元　
核心素养
发展目标
1.了解一次电池、二次电池、燃料电池等化学电池的特点及在生活中的应用。
2.掌握构成化学电源的基本要素，了解常见化学电源的工作原理。
一、一次电池、二次电池
二、燃料电池、电解池
课时对点练
内容索引
一次电池、二次电池
一
1.一次电池(干电池)
(1)特点：电池用过之后_____复原，如锌锰干电池属于一次电池。
(2)锌锰干电池
电池反应 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)
构造示意图　
不能
工作原理 负极 _____ Zn－2e－===Zn2＋
锌被_____，逐渐消耗
正极 _______ _______被还原
电解质 氯化铵 锌筒
氧化
石墨棒
MnO2
2.二次电池(充电电池)
(1)充电电池又称二次电池。其能量的转化关系是化学能　　　电能。
放电
充电
(2)常见的充电电池
①铅蓄电池：PbO2＋Pb＋2H2SO4
2PbSO4＋2H2O，常用于机动车辆。负极材料是____，正极材料是______，电解质溶液是___________。
放电
充电
Pb
PbO2
H2SO4溶液
②镍氢电池：NiO(OH)＋MH　　　NiO＋M＋H2O。负极材料是_____
_____(常用____表示贮氢合金M中吸收结合的氢)，正极材料是泡沫氧化镍，电解质溶液是氢氧化钾溶液。
③银锌纽扣电池Zn＋Ag2O＋H2O　　　Zn(OH)2＋2Ag。____作负极，
______作正极，电解质溶液为氢氧化钾溶液。
④锂离子电池是笔记本电脑、手机等数码产品中使用最为广泛的电池。
放电
充电
放电
充电
贮氢
合金
MH
锌
Ag2O
正误判断
(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
(2)干电池放电之后可以再充电
(3)充电电池可以无限制地反复充电、放电
(4)二次电池充电时化学能转化为电能
×
×
×
×
1.写出下列电池的正、负极反应式。
(1)银锌纽扣电池放电时
Zn＋Ag2O＋H2O　　　Zn(OH)2＋2Ag
负极：____________________________；
正极：_______________________________。
深度思考
放电
充电
Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
(2)镍氢电池放电时
NiO(OH)＋MH　　　NiO＋M＋H2O
负极：_________________________；
正极：__________________________。
深度思考
放电
充电
MH－e－＋OH－===M＋H2O
NiO(OH)＋e－===NiO＋OH－
2.铅蓄电池放电时正极、负极电极反应式分别为
深度思考
提示　负极质量增加9.6 g，正极质量增加6.4 g。
当电路中转移0.2 mol电子时，负极、正极质量如何变化？
1.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是
A.锌筒是原电池的正极
B.石墨电极上发生氧化反应
C.铵根离子流向石墨电极
D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒
√
应用体验
锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨棒作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，A、B错误；
原电池中阳离子向正极移动，故铵根离子流向石墨电极，C正确；
电子经导线由负极锌筒流向石墨棒，D错误。
2.(2022·兰州第一中学高一期中)镍氢电池放电时的总反应是 H2＋NiO(OH)===Ni(OH)2，根据此反应判断，下列说法正确的是
A.电池放电时，电池负极周围溶液的碱性不断增大
B.电池放电时，镍元素被氧化
C.电池放电时，氢元素被还原
D.电池放电时，通入H2的一极是负极
√
应用体验
电池放电时，负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，所以负极周围溶液的氢氧根离子减少，溶液的pH减小，A错误；
电池放电时，正极反应式为NiO(OH)＋H2O＋e－===OH－＋Ni(OH)2，镍元素被还原，B错误；
电池放电时，H2是负极，氢元素化合价升高，被氧化，C错误、D正确。
3.镍-镉(Ni-Cd)可充电电池的总反应为Cd(OH)2＋2Ni(OH)2　　　Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，放电时该电池的负极材料是
A.Cd 　　　　B.NiO(OH) 　　　　C.Cd(OH)2 　　　　D.Ni(OH)2
√
应用体验
放电时，Cd由0价到＋2价，失电子，故负极材料为Cd。
放电
充电
返回
燃料电池、电解池
二
1.氢氧燃料电池
该电池反应式为
负极：_______________________；
正极：_______________________；
总反应：________________。
H2＋2OH－－2e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H2＋O2===2H2O
2.电解池
将____能转化为_____能的装置。
(1)电解水制氢气和氧气
化学方程式为_____________________。
(2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气
电
化学
(3)电解制取金属
①电解熔融的氧化铝制备铝
阴极反应式：________________；
阳极反应式：__________________；
总反应式：______________________。
Al3＋＋3e－===Al
2O2－－4e－===O2↑
②电解制备其他活泼金属
电解熔融的_______、_______、_______可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。
(4)通常条件下无法自发进行的化学反应可通过电解的方法实现。
氯化钠
氯化镁
氯化钙
正误判断
(1)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应
(2)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能
(3)氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高
(4)活泼金属的冶炼常用电解法
(5)原电池将化学能转化为电能，而电解池将电能转化为化学能
×
√
×
√
√
写出下列燃料电池的正、负极反应式和总反应。
(1)氢氧酸性燃料电池
负极：______________；
正极：______________________；
总反应：_________________。
(2)CH4酸性燃料电池
负极：____________________________；
正极：______________________；
总反应：_______________________。
深度思考
H2－e－===2H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
2H2＋O2===2H2O
CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
CH4＋2O2===CO2＋2H2O
(3)甲醇-空气碱性燃料电池
负极：__________________________________；
正极：________________________；
总反应：____________________________________。
(4)铝-空气燃料电池(NaOH溶液为电解质溶液)
负极：______________________________；
正极：________________________；
总反应：_______________________________。
深度思考
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
归纳总结
电极反应式的书写
1.电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气，阳极的产物是
A.烧碱 B.氯气
C.氢气 D.以上都不对
√
应用体验
2.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.电流由a极流向b极
B.溶液中的OH－向b极移动
C.a极的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
D.b极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
√
应用体验
氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，
电流由正极流向负极，则电流由b极流
向a极，A项错误；
溶液中的阴离子会移向负极，故OH－向
a极移动，B项错误；
a极通入氨气生成氮气，电解质溶液显碱性，则a极的电极反应式为2NH3＋6OH－－6e－===N2＋6H2O，C项错误；
b极通入氧气，氧气得电子被还原，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=== 4OH－，D项正确。
3.某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30% H2SO4溶液作电解质溶液。有关这种燃料电池的下列说法正确的是
A.该电池工作时，正极区域溶液pH上升
B.a电极为负极，发生还原反应
C.正极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－
===4OH－
D.该电池能够将化学能全部转化为电能且
产物是水，属于环境友好电池
√
应用体验
正极上的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=== 2H2O，氢离子浓度减小，该电池工作时，正极区域溶液pH上升，A正确；
该装置为原电池，通入氢气的一极为负极，a电极为负极，失电子，发生氧化反应，B错误；
b电极通入氧气，氧气发生得电子的还原反应，作正极，酸性条件下，正极上的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；
该电池能量转化率高，但不能全部转化，且产物是水，属于环境友好电池，D错误。
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[核心素养发展目标]　1.了解一次电池、二次电池、燃料电池等化学电池的特点及在生活中的应用。2.掌握构成化学电源的基本要素，了解常见化学电源的工作原理。
一、一次电池、二次电池
1．一次电池(干电池)
(1)特点：电池用过之后不能复原，如锌锰干电池属于一次电池。
(2)锌锰干电池
电池反应 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)
构造示意图　
工作原理 负极 锌筒 Zn－2e－===Zn2＋ 锌被氧化，逐渐消耗
正极 石墨棒 MnO2被还原
电解质 氯化铵
2.二次电池(充电电池)
(1)充电电池又称二次电池。其能量的转化关系是化学能电能。
(2)常见的充电电池
①铅蓄电池：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，常用于机动车辆。负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。
②镍氢电池：NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O。负极材料是贮氢合金(常用MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢)，正极材料是泡沫氧化镍，电解质溶液是氢氧化钾溶液。
③银锌纽扣电池Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。锌作负极，Ag2O作正极，电解质溶液为氢氧化钾溶液。
④锂离子电池是笔记本电脑、手机等数码产品中使用最为广泛的电池。
(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细(　　)
(2)干电池放电之后可以再充电(　　)
(3)充电电池可以无限制地反复充电、放电(　　)
(4)二次电池充电时化学能转化为电能(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
1．写出下列电池的正、负极反应式。
(1)银锌纽扣电池放电时
Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag
负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；
正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。
(2)镍氢电池放电时
NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O
负极：MH－e－＋OH－===M＋H2O；
正极：NiO(OH)＋e－===NiO＋OH－。
2．铅蓄电池放电时正极、负极电极反应式分别为
负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)；
正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。
当电路中转移0.2 mol电子时，负极、正极质量如何变化？
提示　负极质量增加9.6 g，正极质量增加6.4 g。
1．某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．锌筒是原电池的正极 B．石墨电极上发生氧化反应
C．铵根离子流向石墨电极 D．电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒
答案　C
解析　锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨棒作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，A、B错误；原电池中阳离子向正极移动，故铵根离子流向石墨电极，C正确；电子经导线由负极锌筒流向石墨棒，D错误。
2．(2022·兰州第一中学高一期中)镍氢电池放电时的总反应是H2＋NiO(OH)===Ni(OH)2，根据此反应判断，下列说法正确的是(　　)
A．电池放电时，电池负极周围溶液的碱性不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池放电时，氢元素被还原
D．电池放电时，通入H2的一极是负极
答案　D
解析　电池放电时，负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，所以负极周围溶液的氢氧根离子减少，溶液的pH减小，A错误；电池放电时，正极反应式为NiO(OH)＋H2O＋e－===OH－＋Ni(OH)2，镍元素被还原，B错误；电池放电时，H2是负极，氢元素化合价升高，被氧化，C错误、D正确。
3．镍-镉(Ni-Cd)可充电电池的总反应为Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，放电时该电池的负极材料是(　　)
A．Cd B．NiO(OH) C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)2
答案　A
解析　放电时，Cd由0价到＋2价，失电子，故负极材料为Cd。
二、燃料电池、电解池
1．氢氧燃料电池
该电池反应式为
负极：H2＋2OH－－2e－===2H2O；
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；
总反应：2H2＋O2===2H2O。
2．电解池
将电能转化为化学能的装置。
(1)电解水制氢气和氧气
化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。
(2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气
化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(3)电解制取金属
①电解熔融的氧化铝制备铝
阴极反应式：Al3＋＋3e－===Al；
阳极反应式：2O2－－4e－===O2↑；
总反应式：2Al2O34Al＋3O2↑。
②电解制备其他活泼金属
电解熔融的氯化钠、氯化镁、氯化钙可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。
(4)通常条件下无法自发进行的化学反应可通过电解的方法实现。
(1)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应(　　)
(2)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能(　　)
(3)氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高(　　)
(4)活泼金属的冶炼常用电解法(　　)
(5)原电池将化学能转化为电能，而电解池将电能转化为化学能(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√
写出下列燃料电池的正、负极反应式和总反应。
(1)氢氧酸性燃料电池
负极：H2－e－===2H＋；
正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；
总反应：2H2＋O2===2H2O。
(2)CH4酸性燃料电池
负极：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋；
正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；
总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
(3)甲醇-空气碱性燃料电池
负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O；
正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；
总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O。
(4)铝-空气燃料电池(NaOH溶液为电解质溶液)
负极：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O；
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；
总反应：4Al＋4OH－＋3O2===4AlO＋2H2O。
电极反应式的书写
1．电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气，阳极的产物是(　　)
A．烧碱 B．氯气
C．氢气 D．以上都不对
答案　B
2．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电流由a极流向b极
B．溶液中的OH－向b极移动
C．a极的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
D．b极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
答案　D
解析　氧气在b极发生还原反应，则b极为正极，电流由正极流向负极，则电流由b极流向a极，A项错误；溶液中的阴离子会移向负极，故OH－向a极移动，B项错误；a极通入氨气生成氮气，电解质溶液显碱性，则a极的电极反应式为2NH3＋6OH－－6e－===N2＋6H2O，C项错误；b极通入氧气，氧气得电子被还原，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D项正确。
3．某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液。有关这种燃料电池的下列说法正确的是(　　)
A．该电池工作时，正极区域溶液pH上升
B．a电极为负极，发生还原反应
C．正极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池能够将化学能全部转化为电能且产物是水，属于环境友好电池
答案　A
解析　正极上的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，氢离子浓度减小，该电池工作时，正极区域溶液pH上升，A正确；该装置为原电池，通入氢气的一极为负极，a电极为负极，失电子，发生氧化反应，B错误；b电极通入氧气，氧气发生得电子的还原反应，作正极，酸性条件下，正极上的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误；该电池能量转化率高，但不能全部转化，且产物是水，属于环境友好电池，D错误。第2课时　化学电源
[核心素养发展目标]　1.了解一次电池、二次电池、燃料电池等化学电池的特点及在生活中的应用。2.掌握构成化学电源的基本要素，了解常见化学电源的工作原理。
一、一次电池、二次电池
1．一次电池(干电池)
(1)特点：电池用过之后______复原，如锌锰干电池属于一次电池。
(2)锌锰干电池
电池反应 Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)
构造示意图
工作原理 负极 Zn－2e－===Zn2＋ 锌被________，逐渐消耗
正极 ______被还原
电解质 氯化铵
2.二次电池(充电电池)
(1)充电电池又称二次电池。其能量的转化关系是化学能电能。
(2)常见的充电电池
①铅蓄电池：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，常用于机动车辆。负极材料是______，正极材料是______，电解质溶液是________。
②镍氢电池：NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O。负极材料是______________(常用______表示贮氢合金M中吸收结合的氢)，正极材料是泡沫氧化镍，电解质溶液是氢氧化钾溶液。
③银锌纽扣电池Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。______作负极，______作正极，电解质溶液为氢氧化钾溶液。
④锂离子电池是笔记本电脑、手机等数码产品中使用最为广泛的电池。
(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细(　　)
(2)干电池放电之后可以再充电(　　)
(3)充电电池可以无限制地反复充电、放电(　　)
(4)二次电池充电时化学能转化为电能(　　)
1．写出下列电池的正、负极反应式。
(1)银锌纽扣电池放电时
Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag
负极：________________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________________。
(2)镍氢电池放电时
NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O
负极：________________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________________。
2．铅蓄电池放电时正极、负极电极反应式分别为
负极：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)；
正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。
当电路中转移0.2 mol电子时，负极、正极质量如何变化？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．锌筒是原电池的正极
B．石墨电极上发生氧化反应
C．铵根离子流向石墨电极
D．电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒
2．(2022·兰州第一中学高一期中)镍氢电池放电时的总反应是H2＋NiO(OH)===Ni(OH)2，根据此反应判断，下列说法正确的是(　　)
A．电池放电时，电池负极周围溶液的碱性不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池放电时，氢元素被还原
D．电池放电时，通入H2的一极是负极
3．镍 镉(Ni Cd)可充电电池的总反应为Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，放电时该电池的负极材料是(　　)
A．Cd B．NiO(OH)
C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)2
二、燃料电池、电解池
1．氢氧燃料电池
该电池反应式为
负极：________________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________________；
总反应：________________________________________________________________________。
2．电解池
将______能转化为______能的装置。
(1)电解水制氢气和氧气
化学方程式为_______________________________________________________。
(2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气
化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(3)电解制取金属
①电解熔融的氧化铝制备铝
阴极反应式：_________________________________________________________________；
阳极反应式：_________________________________________________________________；
总反应式：___________________________________________________________________。
②电解制备其他活泼金属
电解熔融的________、________、________可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。
(4)通常条件下无法自发进行的化学反应可通过电解的方法实现。
(1)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应(　　)
(2)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能(　　)
(3)氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高(　　)
(4)活泼金属的冶炼常用电解法(　　)
(5)原电池将化学能转化为电能，而电解池将电能转化为化学能(　　)
写出下列燃料电池的正、负极反应式和总反应。
(1)氢氧酸性燃料电池
负极：________________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________________；
总反应：______________________________________________________________________。
(2)CH4酸性燃料电池
负极：________________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________________；
总反应：______________________________________________________________________。
(3)甲醇 空气碱性燃料电池
负极：________________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________________；
总反应：______________________________________________________________________。
(4)铝 空气燃料电池(NaOH溶液为电解质溶液)
负极：________________________________________________________________________；
正极：________________________________________________________________________；
总反应：______________________________________________________________________。
电极反应式的书写
1．电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气，阳极的产物是(　　)
A．烧碱 B．氯气
C．氢气 D．以上都不对
2．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电流由a极流向b极
B．溶液中的OH－向b极移动
C．a极的电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋
D．b极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
3．某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上，该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液。有关这种燃料电池的下列说法正确的是(　　)
A．该电池工作时，正极区域溶液pH上升
B．a电极为负极，发生还原反应
C．正极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池能够将化学能全部转化为电能且产物是水，属于环境友好电池

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