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(共79张PPT)
第2课时　化学电源
1.了解常见的化学电源，能运用原电池思维模型分析其工作原理。
2.了解化学电源的发展史，能列举常见的化学电源；能从物质变化和能
量变化的角度分析新型电池的研发和利用，培养责任意识和创新精神。
学习目标
目 录
知识点一　一次电池　二次电池
知识点二　燃料电池
随堂演练
课时作业
知识点一　一次电池　二次电池
1. 化学电源概述
（1）化学电源的分类
原电池是各种化学电源的雏形，常分为 、
和 等。
（2）化学电池的优点
具有能量转化效率高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。
（3）判断电池优劣的主要标准
①比能量：电池单位质量或单位体积所能输出 的多少。
②比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。
③电池可储存时间的长短。
一次电池　
二次电池　
燃料电池　
电能　
（4）废旧电池的危害与处理
①危害：废旧电池中常含有 、酸和碱等物质，如果随意丢弃，
会对生态环境和人体健康造成危害。
②处理：回收利用，这样既可以减少环境污染，又可以节约资源。
重金属　
2. 一次电池
（1）一次电池
一次电池也叫干电池，放电后不可再充电的电池。
（2）常见的一次电池
一次电池（干电池）
（3）碱性锌锰电池
①电池构造
负极反应物： ；正极反应物： ；电解质： 。
锌粉　
MnO2　
KOH　
②工作原理
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O 2MnO（OH）＋Zn（OH）2。
负极反应式： ；
正极反应式： 。
Zn＋2OH－－2e－ Zn（OH）2　
MnO2＋H2O＋e－ MnO（OH）＋OH－　
3. 二次电池
（1）二次电池
又称 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。
可充电　
（2）铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其简易装置图、放电反应和充电反应
如图所示：
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
①负极是 ，正极是 ，电解质溶液是 。
Pb　
PbO2　
稀硫酸　
a.负极反应式是 ；
b.正极反应式是 ；
c.放电过程中，负极和正极质量的变化是均 ，均生
成 ，稀硫酸的浓度 ，pH 。
③铅酸蓄电池的优缺点
a.优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。
b.缺点：比能量低、笨重、废弃电池会污染环境。
Pb＋S －2e－ PbSO4　
PbO2＋4H＋＋S ＋2e－ PbSO4＋2H2O　
增大　
PbSO4　
减小　
增大　
②放电反应原理
（3）锂离子电池
电极 电极反应
负极 嵌锂石墨（LixCy）：LixCy－xe－ xLi＋＋Cy
正极 钴酸锂（LiCoO2）：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－ LiCoO2
总反应 LixCy＋Li1－xCoO2 LiCoO2＋Cy
反应过程：放电时，Li＋由石墨中脱嵌移向 极，嵌入钴酸锂晶体
中；充电时，Li＋从 中脱嵌，由 极回到 极，
嵌入 中。这样在放电、充电时，Li＋往返于电池的正极、负极之
间，完成化学能与电能的相互转化。
正　
钴酸锂晶体　
正　
负　
石墨　
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）碱性锌锰电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可使碱性锌锰电池
比能量高、可储存时间长。 （　×　）
（2）镍镉电池不能随意丢弃的重要原因是镍、镉的资源有限，价格昂
贵。 （　×　）
（3）铅酸蓄电池中的PbO2为负极。 （　×　）
（4）手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池。 （　×　）
（5）铅酸蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子，负极质量减轻207 g。
（　×　）
×
×
×
×
×
2. （教材改编题）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O 2MnO（OH）＋Zn（OH）2，下列关于该电池的说法中错误的是（　　）
A. Zn发生还原反应，MnO2发生氧化反应
B. 负极反应式：Zn－2e－＋2OH－ Zn（OH）2
C. 电池工作时，电子由Zn经外电路流向MnO2极
D. 正极反应式：MnO2＋2e－＋H2O MnO（OH）＋OH－
√
解析： 　电池工作时，Zn作负极发生氧化反应，MnO2作正极发生还原反
应，A项错误。
3. 高铁电池是一种新型可充电电池，能较长时间保持稳定的放电电压。高
铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋
4KOH。请回答：
（1）高铁电池放电时负极材料是 ，放电时负极反应式为
。
Zn　
Zn＋
2OH－－2e－ Zn（OH）2
（2）放电时，正极发生 （填“氧化”或“还原”）反应；正极
反应式为 。
解析：放电时，电池的负极上发生氧化反应，负极反应式为Zn＋2OH－－
2e－ Zn（OH）2；正极上发生还原反应，正极反应式为Fe ＋3e－＋
4H2O Fe（OH）3＋5OH－。
还原　
Fe ＋3e－＋4H2O Fe（OH）3＋5OH－
归纳总结
二次电池的充、放电原理
（1）充电电池是既能将化学能转化为电能（放电），又能将电能转化为
化学能（充电）的一类特殊电池。需要注意的是充电和放电的反应不互为
可逆反应。
（2）充、放电时电池电极上发生的反应
即“正接正、负接负”。
知识点二　燃料电池
1. 燃料电池
燃料电池是一种连续地将 和氧化剂的化学能直接转化为
的化学电源。燃料电池的电极本身不参与电极反应，只是一个催
化转化元件。
燃料　
电
能　
2. 氢氧燃料电池
（1）基本构造
（2）工作原理
酸性电解质（H2SO4） 碱性电解质（KOH）
负极 反应
正极 反应
总反应 H2＋ O2 H2O
H2－2e－ 2H＋
H2－2e－＋2OH－ 2H2O
O2＋2e－＋2H＋ H2O
O2＋2e－＋H2O 2OH－
3. 燃料电池的优点
（1）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，能连续不断地提供电能。
（2）能量转换率高，有利于节约能源。
（3）排放时废弃物少，绿色环保。
提醒：燃料电池的燃料除H2外，还有烃、乙醇、甲醇、肼（N2H4）、氨、
CO、煤气等。
（1）负极反应式
①守恒分析法（书写步骤）
第一步：把反应物（还原剂）和生成物（氧化产物）一对一写好；
第二步：用电子调平化合价（平电子）；
第三步：用离子调平电荷（平电荷）；
第四步：用物质（多为氧化物）调平原子（平原子）。
例如，“丙烷—空气”碱性燃料电池的负极反应：
C3H8 3C （一对一） C3H8－20e－ 3C （平电子） C3H8
－20e－＋26OH－ 3C （平电荷） C3H8－20e－＋26OH－
3C ＋17H2O（平原子）。
4. 电池（燃料电池）电极反应式的书写
②反应式相减法
总体思路：负极反应＝总反应－正极反应
（2）燃料电池正极O2为反应物时电极反应式
由于电解质溶液不同，其电极反应式各不相同
酸性电解质溶液：O2＋4H＋＋4e－ 2H2O；
碱性电解质溶液：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－；
固体电解质（高温下能传导O2－）：O2＋4e－ 2O2－；
熔融碳酸盐（如熔融K2CO3）：O2＋2CO2＋4e－ 2C 。
①H H＋，H H2O；
②C C ，C CO2；
③N N2。
（3）燃料电池中产物的判断
1. 正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）燃料电池所有能量均转化为电能。 （　×　）
（2）燃料电池中通入燃料的一极为正极。 （　×　）
（3）氢氧燃料电池（酸性电解质）中O2通入正极，电极反应为O2＋4H＋
＋4e－ 2H2O。 （　√　）
（4）燃料电池电极材料本身不参与化学反应。 （　√　）
×
×
√
√
2. （教材改编题）根据甲醇在碱性电解质溶液（如NaOH）中生成C 和
水的反应，设计一种燃料电池，该燃料电池工作时，负极上发生的反应为
（　　）
A. CH3OH－6e－＋H2O CO2↑＋6H＋
B. O2＋4H＋＋4e－ 2H2O
C. CH3OH－6e－＋8OH－ C ＋6H2O
D. 4OH－－4e－ O2↑＋2H2O
√
解析： 　CH3OH中碳元素的化合价为－2价，1 mol CH3OH转化成C
失去6 mol e－，故负极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－ C ＋6H2O，
C项正确。
3. 下面为3种燃料电池的工作原理示意图。
（1）A中，电池内部传导的离子是 ，负极的电极反应式为
。
O2－　
H2－
2e－＋O2－ H2O
（2）B中，电池内部传导的离子是 ，正极的电极反应式为
。
（3）C中，电池内部传导的离子是 ，正极的电极反应式为
。
H＋　
O2＋
4e－＋4H＋ 2H2O
C 　
O2
＋4e－＋2CO2 2C
随堂演练
1. 氢氧燃料电池可以应用在宇宙飞船上，下列说法正确的是（　　）
A. 电池负极发生还原反应
B. 电池可以连续使用
C. 正极附近溶液的pH减小
D. 消耗5.6 L氢气时转移的电子数为0.5NA
解析： 　电池负极发生氧化反应，A错误；在氢氧燃料电池中，由于燃料
及氧化剂在装置外，可以不断补充，因此该电池能够连续使用，B正确；
正极附近溶液的pH增大，C错误；未说明H2所处的外界条件，因此不能根
据其体积大小确定其物质的量，也就不能计算反应过程中转移电子的数
目，D错误。
1
2
3
4
√
2. （2024·北京高考3题）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池
及其工作原理，下列说法正确的是（　　）
A. 石墨作电池的负极材料
B. 电池工作时，N 向负极方向移动
C. MnO2发生氧化反应
D. 锌筒发生的电极反应为Zn－2e－ Zn2＋
解析： 　A项，酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，错误；
B项，原电池工作时，阳离子向正极（石墨电极）方向移动，错误；C项，
MnO2发生还原反应，错误；D项，锌筒为负极，负极发生氧化反应Zn－2e
－ Zn2＋，正确。
√
1
2
3
4
3. （鲁科版改编题）纽扣电池的两极材料分别是Zn和Ag2O，离子导体是
KOH溶液，其电池总反应为Zn＋Ag2O 2Ag＋ZnO。下列说法正确的是
（　　）
A. Zn是负极，电极反应式：Zn－2e－ Zn2＋
B. Ag2O是正极，电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O 2Ag＋2OH－
C. 电池工作时，溶液中的OH－向正极移动，K＋向负极移动
D. 电池放电过程中，溶液的pH下降
√
1
2
3
4
解析： 　Zn是负极，电极反应式：Zn＋2OH－－2e－ ZnO＋
H2O，Ag2O是正极，电极反应式：Ag2O＋H2O＋2e－ 2Ag＋2OH
－，A项错误，B项正确；电池工作时，OH－向负极移动，K＋向正极移
动，C项错误；由总反应式可知，电池工作时，电解质溶液的pH基本
不变，D项错误。
1
2
3
4
4. 如图是某氢氧燃料电池的结构示意图，电解液为硫酸溶液。氢气在催化
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2H2＋O2 2H2O，回答下列问题：
（1）通H2的一极为电池的 极
（填“正”或“负”）。
解析： 电池总反应为2H2＋O2 2H2O，氢气发生氧化反应，通H2的一极为电池的负极。
负　
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4
（2）b极上的电极反应式为 。
解析： b极为正极，正极上氧气发生还原反应生成水，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－ 2H2O。
O2＋4H＋＋4e－ 2H2O
1
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4
（3）每转移0.2 mol电子，消耗H2的体积为 L（标准状况下）。
解析： 由H2－2e－ 2H＋可知，每转移0.2 mol电子，消耗H2 0.1 mol，在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L。
2.24　
1
2
3
4
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH （填“增大”“减小”或
“不变”）。
减小　
（4）若将氢气换成甲烷（CH4），电解质溶液更换为NaOH溶液，去掉质
子交换膜。
①则a极的电极反应式为 。
CH4＋10OH－－8e－ C ＋7H2O
1
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4
解析： ①若将氢气换成甲烷（CH4），电解质溶液更换为NaOH溶液，去掉质子交换膜，a极仍为负极，a极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－ C ＋7H2O。②电池的总反应为CH4＋2O2＋2OH－
C ＋3H2O，电池工作一段时间后电解质溶液的pH减小。
1
2
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4
（5）若将氢气换成一氧化碳（CO），电解质溶液更换为固体电解质（传
导O2－），去掉质子交换膜。则a极的电极反应式为
。
解析： 若将氢气换成一氧化碳（CO），电解质溶液更换为固体电解质（传导O2－），去掉质子交换膜，a极仍为负极，a极的电极反应式为CO－2e－＋O2－ CO2。
CO－2e－＋O2－
CO2
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课时作业
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题组一　一次电池
1. （2025·黑龙江学业考试）电池放电后不能充电的电池属于一次电池，
能充电的电池属于二次电池。下列属于一次电池的是（　　）
A. 铅酸蓄电池 B. 锌锰干电池
C. 镍氢电池 D. 锂离子电池
解析： 　铅酸蓄电池属于二次电池，A错误；锌锰干电池属于一次电池，
B正确；镍氢电池放电后可充电，属于二次电池，C错误；锂离子电池放电
后可充电，属于二次电池，D错误。
√
2. （2024·江苏高考8题）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O
ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
（　　）
A. 电池工作时，MnO2发生氧化反应
B. 电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动
C. 环境温度过低，不利于电池放电
D. 反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为2×6.02×1023
√
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解析： 　Zn为负极，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－ ZnO＋H2O，
MnO2为正极，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O MnOOH＋OH－。A项，
电池工作时，MnO2为正极，发生还原反应，错误；B项，电池工作时，
OH－通过隔膜向负极移动，错误；C项，环境温度过低，化学反应速率下
降，不利于电池放电，正确；D项，由电极反应式MnO2＋e－＋H2O
MnOOH＋OH－可知，反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数为
6.02×1023，错误。
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3. 微型锂碘电池可用作植入某些心脏病人体内的心脏起搏器的电源。这种
电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I－。下列有关说法正
确的是（　　）
A. 正极反应：2Li－2e－ 2Li＋
B. 负极反应：I2＋2e－ 2I－
C. 总反应：2Li＋I2 2LiI
D. 金属锂作正极
√
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解析： 该电池中Li的活泼性强，作负极，其电极反应为2Li－2e－
2Li＋，B、D错误；正极反应为I2＋2e－ 2I－，A错误；总反应为2Li＋
I2 2LiI，C正确。
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题组二　二次电池
4. 机动车使用的铅酸蓄电池构造如图所示。放电时，其电池反应的方程式
为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。电池工作时，下列说法错误的
是（　　）
A. 铅电极的电极反应式：Pb－2e－＋S PbSO4
B. 铅作负极
C. 电子从铅电极经稀硫酸流向二氧化铅电极
D. 二氧化铅发生还原反应
√
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解析： 　根据总反应式知，Pb生成PbSO4，铅元素的化合价升高，PbO2
生成PbSO4，铅元素的化合价降低，因此铅电极为负极，电极反应式：Pb
－2e－＋S PbSO4，A、B正确；电子从铅电极经导线流向PbO2电
极，不会经过电解液，C错误；PbO2发生还原反应，D正确。
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5. 铁镍蓄电池又称爱迪生电池，电池的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O Fe
（OH）2＋2Ni（OH）2。下列有关该电池的说法错误的是（　　）
A. 电池的电解质溶液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe
B. 电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－ Fe（OH）2
C. 电池放电过程中，正极附近溶液的酸性增强
D. 电池放电时，正极反应为Ni2O3＋3H2O＋2e－ 2Ni（OH）2＋2OH－
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解析： 　该电池放电时金属Fe发生氧化反应为负极，Ni2O3为正极，因为
放电时电极产物为氢氧化物，可以判断电解质溶液为碱性溶液，A正确；
放电时，负极铁被氧化生成Fe2＋，因为电解质溶液为碱性溶液，所以负极
反应为Fe＋2OH－－2e－ Fe（OH）2，B正确；放电时正极反应为Ni2O3
＋3H2O＋2e－ 2Ni（OH）2＋2OH－，C错误，D正确。
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6. 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 3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH，下列叙述错误的是
（　　）
A. 放电时负极反应为 Zn－2e－＋2OH－ Zn（OH）2
B. 放电时正极发生氧化反应
C. 放电时每转移2 mol电子，反应的锌是65 g
D. 充电时电能转化为化学能
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解析： 　根据电池的总反应可知，高铁电池放电时锌作负极，电极反应
式为Zn－2e－＋2OH－ Zn（OH）2，A正确；放电时正极发生还原反
应，B错误；根据负极反应式：Zn－2e－＋2OH－ Zn（OH）2，每转移
2 mol电子，消耗1 mol锌，故反应的锌是65 g，C正确；充电时电能转化为
化学能，D正确。
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题组三　燃料电池
7. 燃料电池是一种利用能源物质的新形式，比如我们可用熔融的K2CO3作
电解质，惰性材料作电极，一极通入CH2 CH2，另一极通入O2、CO2。
下列说法错误的是（　　）
A. 电池的总反应式为CH2 CH2＋3O2 2CO2＋2H2O
B. 正极发生的电极反应为3O2＋6CO2＋12e－ 6C
C. 负极发生的电极反应为CH2 CH2＋6C －12e－ 8CO2＋2H2O
D. 通入乙烯的一极为正极
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解析： 　通入的乙烯作为燃料，发生氧化反应，通入乙烯的一极为负
极，D错误。
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8. NH3-O2燃料电池装置如图所示，下列说法错误的是（　　）
A. 电池工作时，O2得到电子，发生还原反应
B. 电极b上的电极反应式为2NH3＋6OH－－6e－ N2
＋6H2O
C. 燃料电池能量之间的转化是由电能转化为化学能
D. 电池工作时，溶液中的Na＋向电极a迁移
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解析： 　电极b上氨气中发生氧化反应，生成氮气，电解液为NaOH溶
液，电极反应式为2NH3＋6OH－－6e－ N2＋6H2O，B正确；燃料电池
是由化学能转化为电能，C错误；电池工作时，阳离子移向正极，Na＋向
电极a移动，D正确。
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9. 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
总反应式为2CH3OH＋3O2 2CO2＋4H2O。下列说法错误的是（　　）
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0.25 mol氧气
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解析： 　由电池总反应可知，负极反应为CH3OH＋H2O－6e－ CO2↑
＋6H＋，正极反应为O2＋4H＋＋4e－ 2H2O；根据电子流向，可知a处通
甲醇，b处通O2；由正极反应可知，当电池提供1 mol电子时，消耗1
mol× ＝0.25 mol O2。
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10. 某用于潜航器的镁—过氧化氢燃料电池系统的工作原理如图所示，下
列说法错误的是（　　）
A. 电池的负极反应为Mg－2e－ Mg2＋
B. 电池工作时，H＋向负极移动
C. 电池工作一段时间后，溶液的pH增大
D. 电池总反应是Mg＋H2O2＋2H＋ Mg2＋＋2H2O
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解析： 　该燃料电池中Mg为负极，电极反应为Mg－2e－ Mg2＋，A正
确；Pt为正极，电极反应为H2O2＋2H＋＋2e－ 2H2O，总反应为Mg＋
H2O2＋2H＋ Mg2＋＋2H2O，消耗H＋，使溶液中c（H＋）减小，pH增
大，C、D正确；原电池中阳离子移向正极，即H＋移向正极，B错误。
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11. （鲁科版习题）热激活电池（又称热电池）可用作火箭、导弹的工作
电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-
KCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为
PbSO4＋2LiCl＋Ca CaCl2＋Li2SO4＋Pb
关于该电池的下列说法中，正确的是（　　）
A. 负极的电极反应：Ca＋2Cl－－2e－ CaCl2
B. 放电过程中，Li＋向钙电极移动
C. 正极反应物为LiCl
D. 常温时，在正、负极之间连上电流表，指针发生偏转
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解析： 　依据总反应中元素化合价的变化可知，Ca为负极（0价→＋
2价），电极反应式为Ca－2e－＋2Cl－ CaCl2，PbSO4电极为正极
（＋2价→0价），电极反应式为PbSO4＋2e－＋2Li＋ Pb＋
Li2SO4。常温下，电解质不能熔化，不导电，不能形成原电池，故电
流表指针不偏转，选A。
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12. 某锂锰一次电池的结构如图所示，电池工作时MnO2转化为LiMnO2，
下列说法错误的是（　　）
A. 电极a为电池的负极
B. 电极b的反应式为MnO2－e－＋Li＋ LiMnO2
C. 电池中的有机溶剂不能使用乙酸
D. 电池工作时Li＋移向电极b
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解析： 　电池工作时MnO2转化为LiMnO2，锰元素发生还原反应，则电极
b为正极，电极a为负极。电极a为电池的负极，A正确；电极b上MnO2被还
原为LiMnO2，电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋ LiMnO2，B错误；乙酸
能与锂单质反应，因此锂电池中的有机溶剂不能使用乙酸，C正确；电池
工作时Li＋移向正极，即移向电极b，D正确。
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13. 新型NaBH4/H2O2燃料电池（DBFC）的结构如图，该电池总反应为NaBH4＋4H2O2 NaBO2＋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 ＋6H2O
B. 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6NA
D. 燃料电池在放电过程中，Na＋从负极区向负极区迁移
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解析： 　电池总反应为NaBH4＋4H2O2 NaBO2＋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；反应
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，Na＋从负极区向正极区迁移，D错误。
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14. Ⅰ.镍镉电池是应用广泛的二次电池，其总反应为：Cd＋2NiOOH＋
2H2O 2Ni（OH）2＋Cd（OH）2。
镍镉电池的组装主要步骤：
①将Ni（OH）2和Cd（OH）2固定，中间以隔膜隔开（如图所示）；②将
多组上述结构串联；③向电池中注入KOH溶液；④密封。
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（1）下列对镍镉电池组装和使用的分析正确的是 （填字母）。
a.密封镍镉电池可以避免KOH变质
b.镍电极为电池的负极，镉电极为电池的正极
c.电池组装后，应先充电，再使用
ac　
解析： 密封镍镉电池可以避免空气中CO2与KOH反应生成K2CO3而变
质，a正确；由Cd＋2NiOOH＋2H2O 2Ni（OH）2＋Cd（OH）2可知，
NiOOH发生还原反应为正极；Cd为负极，b错误；电池组装时，将Ni
（OH）2和Cd（OH）2固定，只有放电后的生成物Ni（OH）2和Cd（OH）
2，根据电池反应可知，只有生成物，没有反应物，所以开始时反应逆向进
行，即充电过程，条件为充电，c正确。
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（2）放电时，负极的电极反应式为 。
Cd－2e－＋2OH－ Cd（OH）2
解析：放电时，Cd发生氧化反应，负极的电极反应式为Cd－2e－＋2OH－
Cd（OH）2。
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Ⅱ.（3）甲醇燃料电池结构简单、能量转化率高，工作原理如图甲所示。
加入的a是 （填名称），该电极的名称是 （填“正”或
“负”）极，其电极反应式为 。
甲醇　
负　
CH3OH＋H2O－6e－ CO2↑＋6H＋
解析：根据甲醇燃料电池工作原理图，左边加入a，在电极上失去电子，发生氧化反应，作电源的负极，所以加入的a是甲醇，电极反应式为CH3OH＋H2O－6e－ CO2↑＋6H＋。
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15. 回答下列问题：
（1）一种以肼（N2H4）为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气
中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为
N2↑＋4H2O　；正极反应式为 　O2＋4e－＋2H2O 4OH－　。电池
的总反应方程式为 。
N2H4－4e－＋4OH－
N2↑＋4H2O　
O2＋4e－＋2H2O 4OH－　
N2H4＋O2 N2＋2H2O
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解析： N2H4为液体燃料，空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质，
该燃料电池总反应：N2H4＋O2 N2＋2H2O，负极发生氧化反应，电极
反应式：N2H4－4e－＋4OH－ N2↑＋4H2O，正极发生还原反应，电极反
应式：O2＋4e－＋2H2O 4OH－。
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（2）Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程
式为2AgCl＋Mg Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。
①负极反应式为 。
②当有1 mol电子通过外电路，正极质量减少了 g。
解析： 根据电池反应2AgCl＋Mg Mg2＋＋2Ag＋2Cl－知，Mg作负
极，AgCl做电源正极；①Mg作电源负极，发生氧化反应，电极反应式：
Mg－2e－ Mg2＋；②AgCl做电源正极，发生还原反应：AgCl＋e－
Ag＋Cl－，当有1 mol电子通过外电路，正极电极失去1 mol氯离子，质量减
少了35.5 g。
Mg－2e－ Mg2＋
35.5　
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（3）O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效
利用CO2，电池反应产物Al2（C2O4）3是重要的化工原料。
①电池的负极反应： 。
②电池的正极反应：O2＋e－ ；
Al－3e－ Al3＋
2CO2＋2 C2 ＋2O2。
反应过程中O2的作用是 ；
该电池的总反应： 。
作催化剂
2Al＋6CO2 Al2（C2O4）3
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解析： ①O2辅助的Al-CO2电池中，Al是活泼金属，作负极，所以负
极一定是Al失电子，该电解质溶液为含AlCl3的离子液体，所以Al失电子应
转化为Al3＋，负极电极反应为Al－3e－ Al3＋。②根据电池的正极反
应，O2在第一步被消耗，又在第二步生成，所以O2为正极反应的催化剂。
③根据正、负极反应及得失电子守恒得到总反应2Al＋6CO2 Al2
（C2O4）3。
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