资源简介 第2课时 化学电源课后·训练提升基础巩固1.下列关于化学电源的叙述错误的是( )。A.普通锌锰电池中石墨棒为正极B.铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板是负极板C.氢氧燃料电池的正极是通入氧气的电极D.碱性锌锰电池的比能量和储存时间比普通锌锰电池高答案:B解析:铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板为正极板,Pb板为负极板,B项错误。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、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )。①铝合金是阴极 ②铝合金是负极 ③海水是电解质溶液 ④铝合金电极发生还原反应A.②③ B.②④C.①② D.①④答案:A解析:海水电池,电极名称为正极和负极,相对活泼的铝合金作负极,发生氧化反应,海水是电解质溶液。3.环境友好型铝碘电池已研制成功,电解质溶液为AlI3溶液,已知电池总反应为2Al+3I22AlI3。下列说法不正确的是( )。A.该电池负极的电极反应为Al-3e-Al3+B.该电池的正极材料不能是镁C.消耗相同质量金属,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多D.该电池的正极材料是碘答案:D解析:由总反应式知A项正确;由镁比铝活泼及镁也能与I2反应知B项正确;转移1 mol 电子消耗锂、铝的质量分别为7 g、9 g,C项正确;碘不是导体,故不能作电极材料,D项错误。4.锂电池是新一代高能电池,目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2LiMnO2。下列说法中正确的是( )。A.Li是正极,MnO2是负极B.放电时负极的反应:Li-e-Li+C.电池放电时,正极发生氧化反应D.电池放电时,产生高锰酸根离子答案:B解析:根据锂电池的总反应式可知,Li作负极,发生氧化反应生成Li+;MnO2作正极,发生还原反应,生成Mn而不是高锰酸根离子Mn,A项、C项、D项错误,B项正确。5.一种新型燃料电池,以镍板为电极插入KOH溶液中,分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气,其中某一电极反应式为C2H6+18OH--14e-2C+12H2O。有关此电池的推断不正确的是( )。A.通入乙烷的电极为负极B.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度将下降C.参加反应的O2与C2H6的质量比为32∶105D.溶液中的OH-向负极移动答案:C解析:在燃料电池中,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,通入乙烷的电极为负极,发生氧化反应,A项正确;电池工作过程中,电池总反应为C2H6+4OH-+O22C+5H2O,反应消耗KOH,因此放电一段时间后,KOH的物质的量浓度将下降,B项正确;原电池中两极上转移的电子数相等,当有28 mol电子转移时,正极上消耗7 mol O2,负极上消耗2 mol C2H6,二者的物质的量之比为7∶2,质量比为56∶15,C项错误;原电池中阴离子向负极移动,则溶液中的OH-向负极移动,D项正确。6.某新型燃料电池利用民用燃气为燃料,其工作原理如图所示,下列说法错误的是( )。A.通入空气的电极为该电池的正极B.电池工作时,电子由b极经电解质流向a极C.CO在b极发生的电极反应为CO-2e-+O2-CO2D.相同状况下,a极消耗1 L O2,理论上b极消耗2 L燃料答案:B解析:燃料电池中,通入空气的电极为该电池的正极,A正确;电池工作时,电子由b极经外电路流向a极,B错误;CO在b极被氧化为CO2,电极反应式为CO-2e-+O2-CO2,C正确;H2、CO与O2发生反应生成H2O、CO2时,化学计量数之比均为2∶1,因此相同状况下a极消耗1 L O2的同时,理论上b极消耗2 L燃料,D正确。7.有人设计出利用CH4和O2反应,用铂电极在KOH溶液中构成的原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧。下列说法中正确的是( )。①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol电子 ②负极上CH4失去电子,电极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O ③负极上是O2获得电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH- ④电池放电时,溶液pH不断升高A.①② B.①③C.①④ D.③④答案:A解析:CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应,生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3,电极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol电子发生转移,O2在正极上发生反应,获得电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。虽然正极产生OH-,负极消耗OH-,但从总反应CH4+2O2+2KOHK2CO3+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。8.一种由甲醇、氧气和强碱溶液(作电解质)组成的新型手机电池,可持续使用一个月,其电池总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-2C+6H2O,则有关说法正确的是( )。A.放电时CH3OH参与反应的电极为正极B.放电时负极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-C+6H2OC.标准状况下,通入5.6 L O2并完全反应后,有0.5 mol电子转移D.放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的pH降低答案:B解析:该原电池负极电极反应式为2CH3OH+16OH--12e-2C+12H2O,正极反应式为3O2+6H2O+12e-12OH-,A、D项错误,B项正确;C项应有1 mol电子转移,C项错误。9.铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,工作原理为Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+。下列说法一定正确的是( )。A.电池充电时,b极的电极反应式为Cr3++e-Cr2+B.电池放电时,b极的电极反应式为Fe2+-e-Fe3+C.电池放电时,Cl-从b极穿过选择性透过膜移向a极D.电池放电时,电路中每通过0.1 mol电子,Fe3+浓度降低0.1 mol·L-1答案:A解析:放电时负极b发生氧化反应Cr2+-e-Cr3+,充电时该电极发生还原反应Cr3++e-Cr2+,A项正确,B项错误;放电时阴离子向负极b移动,C项错误;电池放电时,电路中每通过0.1 mol电子,Fe3+的物质的量减少0.1 mol,不知道溶液体积,无法得出浓度的变化,D项错误。10.铅酸蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸,该电池工作时发生的总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。试回答下列问题。(1)铅酸蓄电池的负极材料是 ,正极反应为 。 (2)电池工作时, 溶液中S移向 极。 (3)电池工作时,电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)若有1 mol电子从某电极流出,则参加反应的H2SO4是 mol,负极的质量变化是 (填“增大”或“减小”) g。 答案:(1)Pb PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O(2)负(3)增大(4)1 增大 48解析:(1)蓄电池放电时是原电池。根据电池总反应及原电池原理,负极发生氧化反应,Pb为负极;正极PbO2发生还原反应,正极反应式为PbO2+S+4H++2e-PbSO4+2H2O。(2)原电池工作时,溶液中阴离子移向负极。(3)从电池总反应可知H2SO4参加反应,且生成H2O,所以溶液pH增大。(4)根据总反应式,若从负极流出1 mol电子,参加反应的H2SO4是1 mol,负极有0.5 mol Pb转化为PbSO4,负极增大质量即为0.5 mol S的质量,即48 g。能力提升1.镍氢电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是H2+NiO(OH)Ni(OH)2。根据此反应式判断,下列叙述正确的是( )。A.电池放电时,电池负极周围溶液的碱性增强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,氢气是负极反应物答案:D解析:充电电池在放电时是一个电源(原电池),在电池的总反应式中从左到右是放电,根据发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极,所以D正确,B、C错误;而H2作为电池的负极发生的反应是H2+2OH--2e-2H2O,溶液中应该是OH-浓度减小,所以A错误。2.中国科学院绿色智能技术研究院设计出一种新型微生物电池,可消除水中碳水化合物的污染。其工作原理如图所示,下列有关说法正确的是( )。A.X电极为负极B.Y电极上的电极反应式:Cm(H2O)n-4me-mCO2↑+(n-2m)H2O+4mH+C.H+由左向右移动D.有1 mol CO2生成时,消耗1 mol的MnO2答案:B解析:该装置为原电池装置,X电极上MnO2转化成Mn2+,Mn元素的化合价降低,根据原电池工作原理,X电极为正极,Y电极为负极,A错误;Y电极为负极,C元素的平均化合价由0价升高为+4价,电极反应式为Cm(H2O)n-4me-mCO2↑+(n-2m)H2O+4mH+,B正确;根据原电池工作原理,H+由负极向正极移动,即H+由右向左移动,C错误;正极反应式为MnO2+2e-+4H+Mn2++2H2O,建立关系式为2mMnO2~4me-~mCO2,有1 mol CO2生成时,消耗2 mol MnO2,D错误。3.下面是四种燃料电池工作原理示意图,其中正极反应生成水的是( )。答案:C解析:A项,正极反应生成O2-;B项,正极反应生成OH-;C项,正极反应生成H2O;D项,正极反应生成C。4.新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图,该电池总反应为NaBH4+4H2O2NaBO2+6H2O。下列有关说法正确的是( )。A.电池正极区的电极反应为B+8OH--8e-B+6H2OB.电极B为负极,MnO2层的作用是提高原电池的工作效率C.燃料电池每消耗3 mol H2O2,理论上电路中通过的电子数为6NAD.燃料电池在放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移答案:C解析:电池总反应为NaBH4+4H2O2NaBO2+6H2O,结合图示,电极A反应为B-8e-+8OH-B+6H2O,电极A为负极,A错误;电极B反应式为H2O2+2e-2OH-,电极B为正极,B错误;H2O2中O元素的化合价由-1价降低为-2价,每消耗3 mol H2O2,理论上电路中通过电子的物质的量为6 mol,数目为6NA,C正确;燃料电池在放电过程中,阳离子Na+从负极区向正极区迁移,D错误。5.(1)锂水电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,加入水即可放电,总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑。①锂水电池放电时,OH-向 极移动。 ②写出该电池放电时正极的电极反应: 。 (2)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料,其负极反应为 。 (3)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和石墨,电解质溶液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl24LiCl+S+SO2↑。①电池的负极材料为 ,发生的电极反应为 。 ②电池正极发生的电极反应为 。 ③组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是 。答案:(1)①负 ②2H2O+2e-2OH-+H2↑(2)SO2+2H2O-2e-S+4H+(3)①Li Li-e-Li+②2SOCl2+4e-4Cl-+S+SO2↑③构成电池的电极材料Li能与氧气、水反应,且SOCl2也与水反应解析:(1)OH-是阴离子,一定向负极移动。正极是H2O中的H+得电子放出H2,所以正极电极反应是2H2O+2e-2OH-+H2↑。(2)负极失电子,化合价升高,SO2S,故负极电极反应为SO2+2H2O-2e-S+4H+。(3)分析反应的化合价变化,可得Li为还原剂,SOCl2为氧化剂。①负极材料为Li(还原剂),Li-e-Li+。②正极反应式可由总反应减去负极反应式得到: 2SOCl2+4e-4Cl-+S+SO2↑。③因为构成电池的电极材料Li能与氧气、水反应,且SOCl2也与水反应,故组装该电池必须在无水、无氧条件下进行。21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共58张PPT)第2课时 化学电源一、化学电源的分类及其特点1.化学电源的分类。化学电源包括 一次电池 、 二次电池 和 燃料电池 等,它们都是根据 原电池 原理制成的。 2.化学电源的优点。(1) 能量转化 效率较高,供能稳定可靠。 (2)可以制成各种形状、大小和 容量 不同的电池及电池组。 (3)方便携带,易于维护等。3.判断一种电池优劣的主要标准——“两看”。(1)看电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少( 比能量 )或输出功率的大小( 比功率 )。 (2)看电池 可储存时间 的长短。 二、一次电池1.一次电池的特点。放电后 不可再充电 。一次电池又叫干电池,其电解质溶液为 胶 状,不流动。 2.一次电池的代表——碱性锌锰电池。(1)组成。正极: MnO2 ;负极: Zn ;电解质: KOH 。 (2)工作原理。负极反应: Zn+2OH--2e- ==== Zn(OH)2 ; 正极反应:MnO2+H2O+e-══MnO(OH)+OH-;总反应:Zn+2MnO2+2H2O══2MnO(OH)+Zn(OH)2。(3)特点:碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好,它的 比能量 和可储存时间均有提高。 三、二次电池1.二次电池的特点。放电后可以再充电而反复使用的电池。二次电池又叫 可充电 电池或蓄电池。 2.铅酸蓄电池。(1)负极板上覆盖 Pb ,正极板上覆盖 PbO2 , 稀硫酸 作电解质溶液。 (2)电池放电时的电极反应式如下。负极: Pb+ -2e- ==== PbSO4 ; 正极:PbO2+4H++ +2e- ==== PbSO4+2H2O ;总反应:Pb +PbO2 +2H2SO4══2PbSO4 +2H2O 。电池的充电过程与其放电过程相反。(3)铅酸蓄电池的优缺点。①优点:可重复使用、 电压 稳定、使用方便、安全可靠、价格 低廉 ,应用广泛。 ②缺点: 比能量 低、笨重。 3.新型蓄电池的特点。小型 化、供电方便、 工作寿命 长、不需要维护等。 四、燃料电池1.燃料电池的特点。连续地将燃料和氧化剂的 化学 能直接转化为 电 能。工作时,燃料和氧化剂连续地由 外部 供给并在 电极 上进行反应,生成物不断地被排出,从而连续不断地提供 电能 。 2.基本构造及工作原理(以酸性氢氧燃料电池为例)。负极反应: 2H2-4e- ==== 4H+ ; 正极反应: O2+4H++4e-====2H2O ; 总反应:2H2+O2══2H2O。3.燃料电池的优点。(1)将化学能转化为电能的转化率 高 ,超过80%,远高于转化率仅30%多的火力发电。(2)污染 小 。 微思考 燃料电池与燃烧有什么区别 燃料电池的两个电极材料是否必须不同 提示:燃料电池是将化学能转化为电能,燃烧是将化学能转化为热能。燃料电池的两个电极材料一般相同,常用石墨作电极。微判断 (1)废旧电池中含汞、镉、铅、镍等重金属,随意丢弃会污染环境,应对废旧电池分类回收,集中处理。( )(2)二次电池的充电反应和放电反应互为可逆反应。( )(3)燃料电池工作时负极应不断充入燃料,正极充入氧化剂,如O2。( )(4)铅酸蓄电池的负极反应式为Pb-2e-══Pb2+。( )√×√×微训练 1 .下列化学电源属于绿色电池的是( )。A.铅酸蓄电池B.镍镉电池C.锌锰电池D.氢氧燃料电池答案:D解析:铅酸蓄电池、镍镉电池、锌锰电池都含有一些毒性很强的重金属元素,若处理不当会造成土壤、水源的严重污染;氢氧燃料电池中反应产物是水,无污染。2.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。碱性锌锰电池以氢氧化钾为电解质,电池总反应式为Zn+2MnO2+2H2O══2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是( )。A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为MnO2+H2O+e-══MnO(OH)+OH-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0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 gC解析:由所给电池的总反应式可知,电池工作时,每有1 mol Zn参加反应,失去2 mol电子,则会有2 mol电子从负极Zn经过外电路流向正极,并在正极发生反应:MnO2+H2O+e-══MnO(OH)+OH-,故外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量就减小6.5 g。3.电子表和电子计算器中所用的是纽扣式的微型锌银电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH。工作时电池总反应式为Ag2O+Zn+H2O══2Ag+Zn(OH)2。(1)工作时电流从 (填“Ag2O”或“Zn”,下同)极流向 极。 (2)负极的电极反应式为 。 答案:(1)Ag2O Zn (2)Zn+2OH--2e-══Zn(OH)2解析:(1)在反应Ag2O+Zn+H2O══2Ag+Zn(OH)2中,由化合价变化可知Zn被氧化,应为原电池的负极,则正极为Ag2O,电子由负极流向正极,电流方向与电子流向相反。(2)负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-══Zn(OH)2。一、二次电池的工作原理问题探究高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池可长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。1.写出该电池放电时的负极反应式。提示:放电时负极反应为Zn-2e-+2OH-══Zn(OH)2。2.根据该电池的总反应分析电池工作时,正极附近溶液的pH怎样变化 提示:放电时正极附近生成OH-,碱性增强,pH变大。3.给该电池充电时应该怎样连接电极 提示:充电时该电池的正极接外接电源正极,负极接外接电源负极。归纳总结二次电池的充电过程与放电过程相反,放电时为原电池,充电时为电解池。充电时,电池的正极外接直流电源的正极,作阳极,电池的负极外接直流电源的负极,作阴极。同一电极上的电极反应式,充电与放电时在形式上恰好相反;同一电极周围的溶液,充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。归纳为下图:典例剖析【例1】铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应式为Fe+Ni2O3+3H2O══Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是( )。A.电池的电解质溶液为碱性溶液,正极为Ni2O3,负极为FeB.电池放电时,负极反应式为Fe+2OH--2e-══Fe(OH)2C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时,阳极反应式为2Ni(OH)2+2OH--2e-══Ni2O3+3H2OC解析:因为放电时的反应中有氢氧化物生成,故电解质溶液是碱性溶液,因为铁的化合价升高,镍的化合价降低,故Fe是负极, Ni2O3是正极,故A和B均正确;充电时的阴极反应式为Fe(OH)2+2e-══Fe+2OH-,故此时阴极附近溶液的pH增大,故C错误;根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。学以致用1.关于铅酸蓄电池的说法正确的是( )。A.放电时,正极发生的反应是Pb+ -2e-══PbSO4B.放电时,该电池的负极材料是铅板C.充电时,电池中硫酸的浓度不断减小D.充电时,阳极发生的反应是PbSO4+2e-══Pb+答案:B解析:A项中电池放电时正极应发生还原反应,电极反应为PbO2+4H++ +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应。2.镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁电池放电时电压高而平稳,因而越来越成为人们研制绿色电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为xMg+Mo3S4 MgxMo3S4,则镁电池放电时,下列说法错误的是( )。A.Mg2+向正极迁移B.正极反应式为Mo3S4+2xe-══C.充电时,该电池的正极与电源的负极相连D.负极反应式为xMg-2xe-══xMg2+解析:充电时,电池的正极应与电源的正极相连。C二、燃料电池电极反应式的书写问题探究一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物作电解质,一极通CO气体,另一极通O2和CO2混合气体,其总反应为2CO+O2══2CO2。1.判断该电池的正极、负极情况 A、B为何种物质 提示:电极a为负极,电极b为正极,A为CO,B为O2。2.你能写出该电池的正极反应式和负极反应式吗 归纳总结电池的负极一定是充入可燃物,有机燃料中各元素的化合价变化遵循一般化合价规则,燃料失电子发生氧化反应,电池的正极多为氧气或空气得电子,发生还原反应,特别注意电解质溶液酸碱性不同的区别。可根据电荷守恒来配平电极反应式。以CH3OH为燃料的燃料电池电极反应式的书写。1.酸性介质。2.碱性介质。3.熔融碳酸盐作介质。4.熔融金属氧化物作介质。典例剖析【例2】科技工作者制造了一种甲烷燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入甲烷,通过掺杂了Y2O3的ZrO2晶体在高温下传导O2-。以下判断错误的是( )。A.电池正极发生的反应:O2+4e-══2O2-B.电池负极发生的反应:CH4+4O2--8e-══CO2+2H2OC.固体电解质里的O2-的移动方向:由正极移向负极D.向外电路释放电子的电极:正极(即电子由正极流向负极)答案:D解析:因为放电时,电池正极发生还原反应(元素化合价降低),负极发生氧化反应(元素化合价升高)。所以正极反应式是O2+4e-══2O2-,负极反应式是CH4+4O2--8e-══CO2+2H2O。由上述电池的正、负极反应式可以看出,正极反应“源源不断”地产生O2-,负极反应要持续进行,则需要“持续不断”地消耗O2-,故电池内O2-的移动方向是由正极移向负极。电池的负极发生氧化反应,失去电子,故外电路电子从负极流出,D项错误。【拓展延伸】 对于甲烷燃料电池,电解质溶液如果是KOH溶液,则电极反应式如何书写 答案:正极:2O2+4H2O+8e-══8OH-负极:CH4+10OH--8e-══ +7H2O总反应:CH4+2O2+2OH-══ +3H2O方法归纳 燃料电池电极反应式的书写关键。 (1)书写总反应方程式时,要注意燃料燃烧产物与电解质溶液是否发生反应,若能反应,电解质溶液要写在总反应方程式中。 (2)燃料电池正极反应的本质是氧气得电子发生还原反应,即O2+4e-══2O2-,产生的O2-存在形式与电解质溶液的酸碱性和电解质的状态有着密切的关系,在酸性溶液中转化为H2O,在碱性溶液中转化为OH-,在熔融的碳酸盐中转化为 。(3)书写燃料电池的电极反应式,一定要注意电解质溶液的酸碱性。碱性溶液电极反应式中不能出现H+,酸性溶液电极反应式中不能出现OH-。学以致用3.如图是甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2══ 2CO2+4H2O。下列说法不正确的是( )。A.左电极为电池的负极,a处通入的物质是甲醇B.正极反应式为O2+2H2O+4e-══4OH-C.负极反应式为CH3OH+H2O-6e-══CO2+6H+D.该电池提供1 mol e-,消耗氧气0.25 mol答案:B解析:负极反应式为2CH3OH-12e-+2H2O══2CO2+12H+,正极反应式为3O2+12e-+12H+══6H2O;根据电子流向,可以判断a处通甲醇,b处通O2;当电池提供1 mol电子时,消耗O2为1×mol=0.25 mol。4.以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法。(1)酸性条件。总反应式: ; 正极反应式: ; 负极反应式: 。 (2)碱性条件。总反应式: ; 正极反应式: ; 负极反应式: 。 (3)固体电解质(高温下能传导O2-)。总反应式: ; 正极反应式: ; 负极反应式: 。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下。总反应式: ; 正极反应式: ; 负极反应式: 。 答案:(1)CH4+2O2══CO2+2H2O 2O2+8H++8e-══4H2O CH4-8e-+2H2O══CO2+8H+(3)CH4+2O2══CO2+2H2O 2O2+8e-══4O2- CH4+4O2--8e-══CO2+2H2O(4)CH4+2O2══CO2+2H2O 1.下列有关化学电源的叙述正确的是( )。A.铅酸蓄电池充电时的阳极产物为PbO2B.锌锰干电池中碳棒为负极C.燃料电池在工作时需要点燃引发反应D.氧化还原反应都可以设计成原电池答案:A解析:铅酸蓄电池充电时,阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应,电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-══PbO2+ +4H+,则铅酸蓄电池充电时的阳极产物为PbO2,A项正确;原电池中失电子的一极为负极,则锌锰干电池中锌为负极,碳棒为正极,B项错误;燃料电池中燃料与氧气分别在两个电极上反应,燃料与氧气不接触,不发生燃烧反应,不需要点燃引发反应,C项错误;自发的氧化还原反应可以设计成原电池,非自发的氧化还原反应不能设计成原电池,D项错误。2.下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是( )。A.电池Ⅰ中锌是正极B.电池Ⅱ是一次电池C.电池Ⅲ工作时,氢气发生还原反应D.电池Ⅳ工作时,电子由锌通过导线流向石墨棒答案:D解析:电池Ⅰ中锌是负极;电池Ⅱ是铅酸蓄电池,属于二次电池;电池Ⅲ工作时,负极氢气发生氧化反应;电池Ⅳ中,锌作负极,工作时电子流出到石墨棒,D项正确。3.新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式:正极为FePO4+Li++e-══LiFePO4,负极为Li-e-══Li+。下列说法中正确的是( )。A.充电时动力电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连B.充电时电池反应为FePO4+Li++e-══LiFePO4C.放电时电池内部Li+向负极移动D.放电时,在正极上Li+得电子被还原A解析:充电时动力电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连,发生氧化反应:LiFePO4-e-══FePO4+Li+,A项正确;放电时电池反应式为FePO4+Li══LiFePO4,则充电时电池反应式为LiFePO4══FePO4+Li,B项错误;放电时电池内部Li+向正极移动,C项错误;放电时,在正极上FePO4得电子被还原,D项错误。4.我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示(离子交换膜只允许K+通过),下列说法错误的是( )。A.物质A可以是硫酸氢钾D.右侧每消耗11.2 L O2(标准状况),左侧有1 mol K+通过离子交换膜移向右侧答案:D甲酸燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应将化学能转化为电能,故电池的总反应为2HCOOH+O2+2OH-══2 +2H2O,C正确;右侧每消耗11.2 LO2(标准状况),其物质的量是0.5 mol,转移2 mol电子,左侧有2 molK+通过离子交换膜移向右侧,D错误。5.(1)在氢氧燃料电池中,若电解质溶液为KOH溶液,则负极通入的应是 ,正极通入的应是 ,电极反应式分别为 , 。 (2)如把KOH溶液改为稀硫酸作电解质溶液,则电极反应式分别为 , 。 (3)上述(1)和(2)中的电解质溶液不同,反应进行后,(1)中溶液pH (填“增大”或“减小”,下同),(2)中溶液pH 。答案:(1)H2 O2 负极:2H2+4OH--4e-══4H2O正极:O2+2H2O+4e-══4OH-(2)负极:2H2-4e-══4H+ 正极:O2+4H++4e══-2H2O(3)减小 增大解析:(3)由于(1)是在碱性条件下反应,n(KOH)不变,但工作时H2O增多,故c(KOH)减小,pH减小;而(2)中为酸性溶液, n(H2SO4)不变,水增多,溶液酸性减弱,故pH增大。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 人教版高中化学选择性必修1第4章化学反应与电能第1节第2课时化学电源练习含答案.docx 人教版高中化学选择性必修1第4章化学反应与电能第1节第2课时化学电源课件.ppt