1、第第 2 课时课时 化学电源化学电源 学业要求 素养对接 能列举常见的化学电源，并能利用相关 信息分析化学电源的工作原理。 1.科学探究：了解不同化学电源的工作 原理。 2.社会责任：了解各类电池的生产工艺 和回收价值，新型电池的开发。 知 识 梳 理 知识点一、化学电池 1.概念：是将化学能直接转化为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质溶液 和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获 得电能。 2.分类 一次电池（如普通锌锰电池干电池） 二次电池（如铅蓄电池） 燃料电池（如氢氧燃料电池） 知识点二、常见的化学电池 1.一次电池 (1)酸性锌锰电池 组成 正极：石
2、墨；负极：锌筒；电解质：氯化铵和氯化锌混合溶液。 工作原理 负极反应：Zn2e =Zn2； 正极反应：2NH 42e =2NH 3H2。 (2)碱性锌锰电池 组成 正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH。 工作原理 负极反应：Zn2OH 2e=ZnOH 2O； 正极反应：MnO22e 2H 2O=Mn(OH)22OH 。 总反应：ZnMnO2H2O=ZnOMn(OH)2。 2.二次电池(以铅蓄电池为例) (1)组成 正极：PbO2；负极：Pb；电解质：H2SO4溶液。 (2)工作原理 铅蓄电池是最常见的二次电池，其电极反应分为放电和充电两个过程。 放电过程的电极反应、总反应 负极：Pb2e
3、 SO2 4=PbSO4； 正极：PbO22e 4HSO2 4=PbSO42H2O； 总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。 充电过程的电极反应、总反应 阴极：PbSO42e =PbSO2 4(还原反应)； 阳极：PbSO42e 2H 2O=PbO24H SO2 4(氧化反应)。 总反应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。 铅蓄电池的充、放电过程 PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。 3.燃料电池 (1)氢氧燃料电池 下图为一种氢氧燃料电池结构示意图，电解质溶液为 KOH 溶液，电极材料为多 孔石墨，氢气和氧气(或空气)源源不断地通到电极上。 则氢氧燃
4、料电池的电极反应为 负极：2H24OH 4e=4H 2O； 正极：O22H2O4e =4OH； 电池总反应为 2H2O2=2H2O。 (2)工作原理 燃料电池不同于一般的原电池和蓄电池， 它的特点是电池的正负极反应物气体分 别储存在电池之外的容器中。两种气体分别不断地输入燃料电池的两极，通过燃 料气体在负极发生的氧化反应和氧气在正极发生的还原反应， 实现一个相当于燃 烧反应的电池反应，将化学能转变为电能。 燃料电池的燃料除了氢气外，还有甲烷、甲醇和乙醇等。 (3)应用前景 燃料电池具有能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点，已成为一种发展前 景十分广阔的化学电源。 自 我 检 测 1.化学电
5、池与其他能源相比有哪些优点？ 答案 化学电池的优点是：能量转换效率高，供能稳定可靠。可以制成各种 形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。易维护，可在各种 环境下工作。 2.如何给可充电电池充放电？其充放电过程的区别与联系是什么？ 答案 (1)可充电电池充放电时电池的接法： 联系：电池充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生反应的逆过程。 3.如图是氢氧燃料电池示意图，请根据示意图判断正负极，并试写出在不同电解 质中的电极反应。 氢氧燃料电池示意图 介质 电池反应：2H2O2=2H2O 酸性(H ) 负极 正极 中性(Na2SO4) 负极 正极 碱性(OH ) 负极 正极 答案 通
6、 H2的一极为负极，通 O2的一极为正极。 介质 电池反应：2H2O2=2H2O 酸性(H ) 负极 2H24e =4H 正极 O24H 4e=2H 2O 中性 (Na2SO4) 负极 2H24e =4H 正极 O22H2O4e =4OH 碱性(OH ) 负极 2H24e 4OH=4H 2O 正极 O22H2O4e =4OH 学习任务一、二次电池 【交流思考】 图 1 是可充放电的铅蓄电池， 图 2 是银锌纽扣电池， 你了解它们的工作原理吗？ 它们的电池反应分别是什么？ 提示 PbPbO22H2SO42PbSO42H2O；Ag2OZn=ZnO2Ag。 【名师点拨】 1.可充电电池电极极性和两极
7、反应物的判断 判断电池放电时电极极性和参加反应的物质，可先标出放电(原电池)总反应电子 转移的数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极参加反应的物质；得到电 子的一极为正极，该物质即为正极参加反应的物质。若判断电池充电时电极极性 和参加反应的物质，可直接利用阳极反应为放电时的正极反应的逆反应，阴极反 应为放电时的负极反应的逆反应，进行判断。 2.电极反应的书写方法 书写可充电电池电极反应，一般都是先书写放电的电极反应。书写放电的电极反 应时，一般分三步书写：第一，先标出原电池总反应电子转移的方向和数目，指 出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应(书写 时一定要注意电
8、极产物是否与电解质溶液共存)；第三，在电子守恒的基础上， 总反应减去写出的电极反应即得另一电极反应。 充电的电极反应与放电的电极反应过程相反， 充电的阳极反应为放电正极反应的 逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。 3.溶液中离子的移动方向判断 放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子 移向阴极。 4.pH 变化规律 若电极反应消耗 OH (H)，则电极周围溶液的 pH 减小(增大)，若电极反应生成 H (OH)，则电极周围溶液的 pH 减小(增大)；若总反应的结果是消耗 OH(H)， 则溶液的 pH 减小(增大)， 若总反应的结果是生成 H (OH)，
9、则溶液的 pH 减小(增 大)；若两极消耗或生成的 OH (H)的物质的量相等，则溶液的 pH 变化规律视 溶液的酸碱性及是否有水生成而定，应具体问题具体分析。 【典例 1】 常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为 Pb 和 PbO2，电解液 为稀硫酸溶液， 工作时的总反应式为 PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。 请依据上述情况判断： (1)铅蓄电池的负极材料是_。 (2)请依据两极材料和总反应，写出放电时正极反应式 _。 (3) 请 依 据 总 反 应 式 和 正 极 反 应 式 ， 写 出 放 电 时 负 极 反 应 式 _。 (4)放电时，电解质溶液中阴离子移向_极；电流方
10、向从_电极流 向_电极。 (5)放电时，电解质溶液的酸性_(填“增强”“减弱”或“不变”)。 (6)充电时 PbO2极发生_反应，电极反应式为_；Pb 极发 生_反应，电极反应式为_。 解析 此题考查常见电池的工作原理，结合各电极反应式及其总反应式解答。依 据原电池的反应原理、铅蓄电池的工作原理及其总反应式可得答案。 答案 (1)铅(Pb) (2)PbO24H SO2 42e =PbSO 42H2O (3)PbSO2 4 2e =PbSO 4 (4)负 氧化铅(PbO2) 铅(Pb) (5)减弱 (6)氧化 PbSO4 2H2O2e =PbO 24H SO2 4 还原 PbSO42e =PbS
11、O2 4 变式训练 1 市场上经常见到的标记为 Li- ion 的电池称为“锂离子电池”。它的 负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导 Li 的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为 Li2Li 0.35 NiO2 2Li0.85NiO2。 下列说法不正确的是( ) A.放电时，负极的电极反应式：Lie =Li B.充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应 C.该电池不能用水作为电解质溶液 D.放电过程中 Li 向负极移动 解析 负极 Li 失去电子生成 Li 移向正极。 答案 D 学习任务二、燃料电池 【观图助学】 燃料电池被人们誉为”绿色
12、”发电站，除了氢气以外，烃、肼、甲醇、氨、煤气 等液体或气体，均可作为燃料电池的燃料。试述燃料电池的优越性，设想它的发 展前景。 【名师点拨】 燃料电池规律的总结 (1)总反应：总反应是燃料的燃烧反应。如 2H2O2=2H2O、CH42O2=CO2 2H2O(酸性)、CH42O22NaOH=Na2CO33H2O(碱性)等。 (2)正极反应：燃料电池的正极上是氧化剂，发生还原反应。通常是 O24e 2H2O=4OH (碱性)、O 24e 4H=2H 2O(酸性)等。 (3)负极反应：燃料电池的负极上是燃料发生氧化反应。书写负极的电极反应式 通常有两种方法(思路)。 方法一：守恒分析法 首先确定还
13、原剂、 氧化产物及失去的电子数， 然后依据介质(H 或 OH)来使电荷 和原子个数守恒。 以甲烷燃料电池(NaOH 溶液为电解质溶液)为例说明如下： CH4是还原剂，CO2是氧化产物，但碱溶液中 CO2转化为 CO 2 3 ，由 ，升高 8 价，故有：CH48e CO2 3。平衡电荷：左边失 8 个电子， 右边有 2 个负电荷， 故应在左边加上 10 个负电荷， 即 CH48e 10OH CO2 3。将 H、O 原子数配平得：CH48e 10OH=CO2 37H2O。 若为酸性电池， 则书写步骤为 CH48e CO 2。 平衡电荷： 左边失 8 个电子，不可能加 OH ，应在右边加 H：CH
14、48e CO 28H 。 左边加 H2O 并配平得：CH48e 2H 2O=CO28H 。 方法二：反应式相减法 用电池总反应式减去正极的电极反应式可得出负极的电极反应式。 总反应：CH42O22OH =CO2 33H2O(碱性电池) )正极反应：2O28e 4H 2O=8OH 负极反应：CH48e 10OH=CO2 37H2O。 总反应：CH42O2=CO22H2O(酸性电池) )正极反应：2O28e 8H=4H 2O 负极反应：CH48e 2H 2O=CO28H 。 【典例 2】 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)酸性条件燃料电池总反应式：_。 正极反应
15、式：_。 负极反应式：_。 (2)碱性条件燃料电池总反应式：_。 正极反应式：_。 负极反应式：_。 (3)固体电解质(高温下能传导 O2 )燃料电池 总反应式：_。 正极反应式：_。 负极反应式：_。 (4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下电池总反应式： _。 正极反应式：_。 负极反应式：_。 答案 (1)CH42O2=CO22H2O 2O28H 8e=4H 2O CH48e 2H 2O=CO28H (2)CH42O22OH =CO2 33H2O 2O24H2O8e =8OH CH410OH 8e=CO2 37H2O (3)CH42O2=CO22H2O 2O28e =4O2 CH44
16、O2 8e=CO 22H2O (4)CH42O2=CO22H2O 2O24CO28e =4CO2 3 CH44CO2 38e =5CO 22H2O 变式训练 2 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电 池的叙述正确的是( ) A.该电池能够在高温下工作 B.电池的负极反应为：C6H12O66H2O24e =6CO 224H C.放电过程中，H 从正极区向负极区迁移 D.在电池反应中，每消耗 1 mol 氧气理论上能生成标准状况下 CO2气体22.4 6 L 解析 微生物燃料电池只能在常温下工作，A 错；放电过程为原电池反应，H 应向正极迁移， C 错； 由电池反应 C6H1
17、2O66O2=6CO26H2O 知， 每消耗 1 mol O2理论上生成 1 mol CO2，即标况下 22.4 L，D 错。 答案 B 1.下列说法错误的是( ) A.依据原电池的原理设计出了化学电源 B.原电池是化学电源的雏形 C.判断电池的正、负极只需看其正、负极材料的活泼性 D.氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源 解析 判断电池的正、负极不仅与电极材料有关，还与电解质溶液有关。 答案 C 2.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用， 有一种锌银电池， 其电极分别是 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为 KOH 溶液，电极反应为 Zn2OH 2e=ZnOH 2O、 Ag2OH2O2
18、e =2Ag2OH，总反应为 Ag 2OZn=ZnO2Ag。 根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是( ) A.在使用过程中，电池负极区溶液的 pH 增大 B.在使用过程中，电子由 Ag2O 经外电路流向 Zn 极 C.Zn 是负极，Ag2O 是正极 D.Zn 极发生还原反应，Ag2O 极发生氧化反应 解析 根据电极反应可知 Zn 失电子被氧化， Ag2O 得电子被还原， 故 Zn 是负极， Ag2O 是正极，故 C 正确；负极(即 Zn 极)在反应时消耗 OH ，则负极区溶液的 pH 应减小，故 A 错误；发生原电池反应时，电子由负极经外电路流向正极，即 电子从 Zn 极经外电路流向 Ag2
19、O 极，故 B 错误；在原电池中，负极发生氧化反 应，正极发生还原反应，故 D 错误。 答案 C 3.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 溶 液 为 电 解 液 ， 电 池 总 反 应 式 为Zn(s) 2MnO2(s) 2H2O(l)=Zn(OH)2(s)2MnOOH(s)。下列说法中，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 2MnO2(s)2H2O(l)2e =2MnOOH(s)2OH(aq) 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，锌的质量减少 6.5 g
20、 解析 本题要求利用原电池原理分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电 子；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子移动方向与电流方向 相反，故 C 错误；由电子守恒知 D 项正确；由该电池反应的总反应式和原电池 原理写出正极反应式知 B 正确。 答案 C 4.一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入 KOH 溶液中，然后分别向两极 通入乙烷和氧气， 其电极反应式为 C2H618OH 14e=2CO2 312H2O、 7H2O 7 2O214e =14OH，有关此电池的推断正确的是( ) A.通氧气的电极为负极 B.参加反应的氧气与 C2H6的物质的量之比为 72 C.放电一段时间后
21、，KOH 的物质的量浓度不变 D.电解质溶液中，CO2 3向正极移动 解析 燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极，A 不正确；由于 KOH 参与电极 反应，所以 KOH 的物质的量浓度减小，C 不正确；电解质溶液中，CO2 3向负极 移动，D 不正确。 答案 B 5.我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中 的氧气与铝反应产生电流。 电池总反应为 4Al3O26H2O=4Al(OH)3， 下列说 法不正确的是( ) A.正极反应式为 O22H2O4e =4OH B.电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极 C.以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 D.该电池通常只
22、需更换铝板就可继续使用 解析 该原电池负极反应为 Al3e =Al3，正极反应为 O 22H2O4e =4OH ，工作时电子由负极流向正极，而电流由正极流向负极，答案为 B。 答案 B 课时作业 基 础 练 1.下列说法正确的是( ) A.碱性锌锰电池是二次电池 B.铅蓄电池是一次电池 C.二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生 D.燃料电池的活性物质大量储存在电池内部 解析 碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池。 答案 C 2.下列有关电池的说法不正确的是( ) A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.锌铜原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C.甲醇燃料电
23、池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中，锌电极是负极 解析 锌铜原电池中，电子从负极锌沿外电路流向正极铜。 答案 B 3.生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的 PbSO4，干 燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是 2PbSO42H2OPbO2Pb 2H2SO4。下列对铅蓄电池的说法错误的是( ) A.需要定期补充硫酸 B.工作时铅是负极，PbO2是正极 C.工作时负极上发生的反应是 Pb2e SO2 4=PbSO4 D.工作时电解质的密度减小 解析 铅蓄电池放电时相当于原电池，Pb 是负极，PbO2是正极，负极发生的反 应是 Pb 失去电子生成 Pb2 ， Pb2与
24、溶液中的 SO2 4生成 PbSO4沉淀； 放电时消耗 的硫酸与充电时生成的硫酸相等，在电池制备时，PbSO4的量是一定的，制成膏 状， 干燥后再安装， 说明 H2SO4不用补充； 放电时， H2SO4被消耗， 溶液中 H2SO4 的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。 答案 A 4.目前常见的燃料电池主要有四种，下面是这四种燃料电池的工作原理示意图， 其中正极的反应产物为水的是( ) 解析 A 中通空气的一极为正极，电极反应式为 O24e =2O2。B 中通 O 2的 一极为正极， 电极反应式为 2H2OO24e =4OH。 C 中通空气的一极为正极， 电极反应式为 4H O 24e
25、 =2H 2O。D 中通 CO2和 O2的一极为正极，电极反 应式为 2CO2O24e =2CO2 3。 答案 C 5.Mg- AgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 ( ) A.负极反应式为 Mg2e =Mg2 B.正极反应式为 Ag e=Ag C.电池放电时 Cl 由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应 Mg2H2O=Mg(OH)2H2 解析 根据题意，Mg- 海水- AgCl 电池总反应式为 Mg2AgCl=MgCl22Ag。 A 项，负极反应式为 Mg2e =Mg2，正确；B 项，正极反应式为 2AgCl2e =2Cl2Ag，错误；C 项，对原电池来说，阴
26、离子由正极移向负极，正确； D 项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应 Mg2H2O=Mg(OH)2H2， 正确。 答案 B 6.甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极 通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H )。电池工 作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是 O24H 4e =2H2O。下列叙述中不正确的是( ) A.负极的反应式为 CH3OHH2O6e =CO 26H B.电池的总反应式是 2CH3OH3O2=2CO24H2O C.电池工作时，H 由正极移向负极 D.电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路流入
27、通氧气的一极 解析 首先判断出通入甲醇的一极失去电子作负极， 通入氧气的一极得到电子作 正极。电池总反应式减去氧气在正极的电极反应式，就得到了负极反应式，A 项 正确；电池工作时，H 移向正极而不是移向负极，C 项错误。 答案 C 7.锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液， 反应为 2ZnO24OH 2H 2O=2Zn(OH)42 。下列说法正确的是( ) A.充电时，电解质溶液中 K 向阳极移动 B.充电时，电解质溶液中OH 逐渐减小 C.放电时，负极反应为：Zn4OH 2e=Zn(OH) 42 D.放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L
28、(标准状况) 解析 A 项，充电时，电解质溶液中 K 向阴极移动，错误；B 项，充电时，总 反应方程式为 2Zn(OH)42 =通电 2ZnO24OH 2H 2O，所以电解质溶液中 OH 逐渐增大， 错误； C 项， 在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2将与 OH 结合生成Zn(OH)42 ，正确；D 项，O 24e ，故电路中通过 2mol 电子，消耗氧 气 0.5mol，在标准状况体积为 11.2 L，错误。 答案 C 8.热激活电池可用作火箭、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 LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电 能。该电
29、池总反应为：PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法 正确的是( ) A.正极反应式：Ca2Cl 2e=CaCl 2 B.放电过程中，Li 向负极移动 C.每转移 0.1 mol 电子，理论上生成 20.7 g Pb D.常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转 解析 正极上发生还原反应，A 项错误；放电过程中 Li 向正极移动，B 项错误； 由电池总反应式可知， 每转移 0.1 mol 电子， 理论上生成 0.05 mol Pb， 质量为 10.35 g，C 项错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因 此连接电流表或检流计，指针不偏转，
30、D 项正确。 答案 D 9.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原电池所关注的焦点。 其中一种镁电池的反应为 xMg Mo3S4MgxMo3S4，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 Mo3S42xe =Mo 3S2x 4 C.Mo3S4发生氧化反应 D.负极反应式为 xMg2xe =xMg2 解析 放电时，该电池作原电池，镁是还原剂，作原电池的负极，失去电子，电 极反应式是 xMg2xe =xMg2，D 选项正确。Mo 3S4在反应中是氧化剂，得到 电子，发生还原反应，电极反应式是 Mo3
31、S42xe =Mo 3S2x 4 ，B 选项正确、C 选项错误。原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，A 选项正确。 答案 C 10.如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( ) A.该系统中只存在 3 种形式的能量转化 B.装置 Y 中负极的电极反应式为 O22H2O4e =4OH C.装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置 X、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完 全转化 解析 A 项，该系统有太阳能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为电 能、电能转化为机械能多种能量转化形式，A 项错；B 项，装置 Y 为原电池， 负极
32、发生氧化反应，应是 H2发生氧化反应，B 项错；C 项，装置 X 为电解池， 其作用是将水转化为燃料(氢气)和氧化剂(氧气)，C 项正确；D 项，化学能与电 能间不可能完全转化，D 项错。 答案 C 11.某新型可充电电池能长时间保持稳定的放电电压，该电池的总反应 3Zn 2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH。 (1)放电时负极反应为_。 (2)充电时 Fe(OH)3发生_反应。 (3)放电时电子由_极流向_极。 (4)放电时 1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是_。 解析 放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是 Zn2e 2OH =Zn(
33、OH) 2，电子由负极流出，通过外电路流向正极，每 1 mol K2FeO4 发生反应，转移电子是 3 mol，数目是 1.8061024，充电时 Fe(OH)3失去电子发 生氧化反应。 答案 (1)Zn2e 2OH=Zn(OH) 2 (2)氧化 (3)负 正 (4)1.8061024 12.熔融盐燃料电池具有高的放电效率，因而受到重视，可用 Li2CO3和 Na2CO3 的熔融盐混合物作电解质，CO 为负极燃气，空气与 CO2的混合气体为正极助燃 气，制得在 650 下工作的燃料电池，完成有关的反应式： 负极反应式：2CO2CO2 34e =4CO 2。 正极反应式：_。 电池的总反应式：_
34、。 解析 解本题必须弄清原电池的正负极，同时注意审题判断产物。原电池负极上 参加反应的物质通常是还原剂，因为它要失去电子，而原电池的正极往往是氧化 剂，本题中 CO2气体参与正极上的反应，题目中已明确表示。原电池的负极， 在该极上 CO 失去电子，该极的反应式还可写成：2CO2CO2 34e =4CO 2。 在原电池的正极，助燃气体 O2在该极上得到电子，再与 CO2气体反应生成带负 电荷的阴离子，根据题意，应是 CO2 3，反应式 O22CO24e =2CO2 3。把正 负两极上的反应式相加(必须按得失电子总数调整到相等时，才能相加)，得 2CO O2=2CO2。 答案 O22CO24e =
35、2CO2 3 2COO2=2CO2 素 养 练 13.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：Zn2OH 2e=ZnO H2O，Ag2OH2O2e =2Ag2OH根据上述反应式，做下列题目。 (1)判断下列叙述中正确的是_。 A.在使用过程中，电解质 KOH 被不断消耗 B.使用过程中，电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极 C.Zn 是负极，Ag2O 是正极 D.Zn 电极发生还原反应，Ag2O 电极发生氧化反应 (2)写出电池的总反应式：_。 (3)使用时，负极区的 pH_(填“增大”、“减小”或“不
36、变”，下同)， 正极区的 pH_，电解质溶液的 pH_。 解析 (1)由两电极反应相加得电池总反应式：ZnAg2O=ZnO2Ag，由总反 应式知，在使用过程中 KOH 不被消耗，A 错；由电极反应式，可知 Zn 是负极， 发生氧化反应，Ag2O 是正极，发生还原反应，电子由 Zn 极流向 Ag2O 极。C 对， B、D 均错。 (3)电解质溶液为 KOH 溶液，使用时，负极区消耗 OH ，pH 减小；正极区产生 OH ，pH 增大，消耗和产生的量相等，H 2O 的量不变，电解质溶液的 pH 不变。 答案 (1)C (2)ZnAg2O=ZnO2Ag (3)减小 增大 不变 14.科学家预言，燃料
37、电池将是 21 世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇 燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通 过。其工作原理的示意图如下： 甲醇燃料电池工作原理示意图 请回答下列问题： (1)Pt(a)电极是电池的_极，电极反应式为_ _； Pt(b)电极发生 _ 反应 (填 “氧化”或 “还原”)，电极反应式为 _ _。 (2)电池的总反应方程式为_ _。 (3)如果该电池工作时电路中通过 2 mol 电子， 则消耗的 CH3OH 有_ mol。 (4)使用该燃料电池的另一个好处是_ _。 解析 Pt (a)原料为 CH3OH 和水，产物为 CO2、H ，根据 C 元素化合价由2 升 到4，失去 6 个电子，Pt(a)为负极；Pt(b)原料为 O2、H ，产物为 H 2O，O 元素 化合价由 0 降至2，发生还原反应，为正极。 答案 (1)负 CH3OHH2O6e =CO 26H 还原 O 24H 4e =2H2O (2)2CH3OH3O2=2CO24H2O (3)1 3 (4)对环境无污染
