4.1.2 化学电源 课件（共46张ppt，WPS打开） 2022-2023学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.1.2 化学电源 课件（共46张ppt，WPS打开） 2022-2023学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-22 16:02:18 | ||
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文档简介
(共46张PPT)
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第2课时 化学电源
1.了解和学习电池的分类、优点及适用范围。
2.了解几类化学电源的构造、原理。(重点)
3.掌握原电池电极方程式及总反应方程式的书写。(重难点)
形形色色的电池
干电池
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
化学电池
一次电池
二次电池
燃料电池
碱性锌锰电池
铅蓄电池
锂离子电池
镍氢电池
普通锌锰干电池
锌银纽扣电池
氢氧燃料电池
CH4燃料电池…
电池优劣的判断标准:
① 比能量
［单位：(w·h/kg)，(w·h/L)］
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。
② 比功率
[单位：（W/kg，W/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。
③ 电池的可储存时间的长短
一般情况，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。
（1）普通锌锰电池
总反应：Zn+2NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2+2MnO(OH)
正极：2MnO2＋2NH4＋＋2e－ = 2MnO(OH)＋2NH3↑
1.一次电池
活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度，就不能使用的电池叫一次电池，也叫干电池。
二、化学电源
优点：制作简单，价格便宜；
缺点：放电时间短，电压下降快；容易漏液（锌外壳变薄）
电极 :
Zn为负极，碳棒为正极，活性物质MnO2
电解液：
NH4Cl、ZnCl2 糊
负极：Zn－2e－＋2NH3 = [Zn(NH3)2]2＋
(2)碱性锌锰电池
电极 :
Zn一端作负极，二氧化锰一端作正极
电解液：
KOH
负极：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
2MnO2 + H2O + 2e- = 2MnO(OH)+ 2OH-
Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)
总反应：
正极：
优点：能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电；不易发生泄漏
(3)锌银纽扣电池
电极：
Zn为负极，Ag2O为正极
负极：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
总反应：
正极：
Ag2O＋2e-＋H2O = 2Ag＋2OH-
Zn＋Ag2O＋H2O = Zn(OH)2＋2Ag
优点：比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
电解质：
KOH
银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：
在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）
A、Ag B、Zn(OH)2
C、Ag2O D、Zn
2Ag + Zn(OH)2 Ag2O +Zn+H2O
D
2.充电电池
充电电池又称二次电池，放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
铅酸蓄电池
镍氢电池
锂离子电池
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
电极：Pb为负极, PbO2为正极。
电解液: 30%的H2SO4溶液
(1)铅酸蓄电池
负极：
正极:
总电池反应:
Pb＋SO42-－2e- = PbSO4
PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e- = PbSO4＋2H2O
Pb＋PbO2＋2H2SO4 = 2PbSO4＋2H2O
放电过程：
放电过程中，负极质量的变化是 ，H2SO4溶液的浓度 。
增大
减小
(1)铅酸蓄电池
充电过程：
阴极（还原反应）：
阳极（氧化反应）：
充电时，铅酸蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。
即“负极接负极，正极接正极”。
铅蓄电池优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
总反应：2PbSO4＋2H2O =Pb＋PbO2＋2H2SO4
练习、铅酸电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
按要求回答下列问题：
(1)负极材料是____，正极材料是______，电解质
溶液是_______。
(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向___________极。
(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
Pb
PbO2
H2SO4
PbO2电(正)
减小
（2）锂离子电池
总反应：
负极：
正极：
用途：便携式电子设备(智能手机、笔记本电脑等)和交通工具(电动汽车、电动自行车等；大型储能电站等)
LixCy- xe- = xLi++Cy
Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2
电极：负极为嵌锂石墨，正极为LiCoO2(钴酸锂)
电解质溶液：LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液
优点：质量小、体积小、储存和输出能量大。
原理： 利用原电池的工作原理，燃料和氧化剂分别放在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能。
与其他电池的区别：反应物不储存在电池内部，由外设设备提供燃料和氧化剂。
优点:高效(燃料利用率高，超过80%)，环境友好。
3.燃料电池
介质 电池反应：2H2 +O2 = 2H2O 酸性 负极
正极
碱性 负极
正极
熔融氧化物 负极
正极
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
2H2 + 4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
(1)氢氧燃料电池
2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
O2 + 4e- = 2O2－
练习、据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池（PEMFC）常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂做催化剂，导电离子是H+。下列对该燃料电池的描述中正确的是( )
①正极反应为：O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O
②负极反应为：2H2－4e－ = 4H+
③总的化学反应为：2H2 + O2 = 2H2O
④氢离子通过电解质向正极移动
A①②③ B②③④ C①②④ D①②③④
D
电解质 酸性（H2SO4） 碱性（KOH）
总反应
负极
正极
CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 +8H+
2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O
(2)甲烷燃料电池
CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O
CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O
2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-
电解质 熔融氧化物 熔融碳酸盐
总反应
负极
正极
CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
(2)甲烷燃料电池
CH4 - 8e-+ 4O2- = CO2 + 2H2O
2O2 + 8e- = 4O2-
CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
CH4 - 8e-+ 4CO32- = 5CO2 + 2H2O
2O2 + 8e- + 4CO2 = 4CO32-
练习1、书写甲醇(CH3OH)燃料电池的酸性、碱性环境下的电极反应式
酸性
总反应：2CH3OH ＋ 3O2 ＝ 2CO2 ＋ 4H2O
正极：3O2 ＋ 12e-＋12H+ ＝ 6H2O
负极：2CH3OH － 12e- ＋2H2O ＝ 12H+ ＋ 2CO2
碱性
总反应：2CH3OH ＋ 3O2 ＋4OH-＝ 2CO32-＋ 6H2O
正极：3O2 ＋ 12e-＋6H2O ＝ 12OH-
负极：2CH3OH － 12e- ＋16OH- ＝ 2CO32-＋ 12H2O
练习2、如图为肼燃料电池示意图，请写出正、负极电极反应式及总反应式
正极：O2＋4e－＋2H2O = 4OH－
负极：N2H4－4e－＋4OH－ = 4H2O＋N2
总反应：N2H4＋O2 = N2＋2H2O
【例1】 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。某碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池反应为 ，下列说法错误 的是( @42@ )。
A.电池工作时，锌失去电子
B.电池的正极反应式为
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 电子，锌的质量理论上减小
C
【例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，其总反应为 。下列叙述中正确的是( @44@ )。
A.在使用过程中，电池负极区溶液的 逐渐增大
B.在使用过程中，电子由 经外电路流向
C. 是负极， 是正极
D. 发生还原反应， 发生氧化反应
C
【例3】 镍镉电池是一种二次电池，使用寿命为10～15年。镍镉电池的总反应为 。下列说法不正确 的是( @49@ )。
A.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为
B.充电时，阳极反应式为
C.电池工作时，负极区 增大，正极区 减小
D.该电池充电时将电能转化为化学能
C
【例4】 我国科学家发明了一种“可固氮”的锂-氮二次电池，用可传递 的醚类作电解质，电池的总反应为 。下列说法正确的是( @51@ )。
A.固氮时，锂电极上发生还原反应
B.脱氮时，钌复合电极的电极反应式：
C.固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向锂电极
D.固氮时，钌复合电极作负极
B
【例5】 煤-空气燃料电池原理如图所示，下列说法错误 的是( @60@ )。
A.随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少
B.负极的电极反应式为
C.电极
D.煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
A
【例6】 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 。下列有关说法正确的是( @62@ )。
A.检测时，电解质溶液中的 向负极移动
B.若有 电子转移，则在标准状况下消耗 氧气
C.电池反应的化学方程式为
D.正极上发生的反应为
C
1.下列电池不属于 化学电池的是( @64@ )。
A.碱性干电池 B.铅酸蓄电池 C.燃料电池 D.太阳能电池
D
2.下列有关电池的说法错误 的是( @66@ )。
A.手机中使用的锂离子电池属于二次电池
B.甲醇燃料电池可把化学能转化为
C.锌铜原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
D.铅酸蓄电池使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
C
3.瑞典 公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的工作原理如图所示，下列有关说法正确的是( @68@ )。
A.电极2发生氧化反应
B.电池工作时，
C.电流由电极1经外电路流向电极2
D.电极1发生的电极反应为
D
4.[2021年辽宁卷] 如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物 。下列说法正确的是( @70@ )。
A.放电时，
B.放电时，
C.充电时，
D.充电时，
B
5.[2021年福建卷] 催化剂 （Ⅱ）的应用，使 电池的研究取得了新的进展。 电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。
下列说法错误 的是( @72@ )。
A.
B.充电时，
C.放电时，正极反应为
D.
D
练习与应用
1.为了验证a、b、c三种金属的活动性顺序进行如下实验：①将金属片a、b插入稀硫酸中，用导线将
它们与电流表相连，发现a是负极；②用金属片b、c替换a、b后重复上述实验，发现c是正极。则
a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。
2.根据化学反应设计原电池（选用相同的盐桥）时，下列各项中合理的是（ ）
选项 A B C D
正极（金属/电解质溶液） Zn/ZnSO4 溶液 Fe/FeCl2溶液 Zn/H2SO4（稀） Fe/ZnSO4 溶液
负极（金属/电解质溶液） Fe/H2SO4（稀） Zn/ZnSO4 溶液 Fe/FeCl2溶液 Zn/FeCl2溶液
练习与应用
3.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正确的是( )
A.Zn为负极，MnO2为正极 B.工作时KOH没有发挥作用
C.工作时电子由MnO2经外电路流向Zn D.Zn发生还原反应，MnO2发生氧化反应
4.贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分（如电解质溶液）与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池
是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是( )
A.负极反应为Mg-2e- = Mg2+ B.正极反应为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：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
练习与应用
5.根据甲醇在酸性电解质溶液中与氧气作用生成二氧化碳和水的反应，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 + O2 -2e－ = H2O + CO2 + 2H+ B. O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
C. CH3OH-6e－ + H2O = CO2 ↑ +6H+ D. 4OH- - 4e- = O2 ↑ +2H2O
6.普通锌锰电池（如右图）和碱性锌锰电池是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：
Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 = Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH)
（1)请写出普通锌锰电池中的负极材料、电解质的主要成分，以及正极发生的主要反应。
（2）与普通锌锰电池相比，请指出碱性锌锰电池的优点，并说明理由。
高考真题
原电池
1．（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．电池总反应：
Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) 42- +Mn2++2H2O
4．（2021·山东）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是
A．放电过程中，K+均向负极移动
B．放电过程中，KOH物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大
D．消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
5．（2021·河北）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是
A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过
B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水
6．（2021·浙江）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是
8．（2019新课标Ⅰ）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第2课时 化学电源
1.了解和学习电池的分类、优点及适用范围。
2.了解几类化学电源的构造、原理。(重点)
3.掌握原电池电极方程式及总反应方程式的书写。(重难点)
形形色色的电池
干电池
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
化学电池
一次电池
二次电池
燃料电池
碱性锌锰电池
铅蓄电池
锂离子电池
镍氢电池
普通锌锰干电池
锌银纽扣电池
氢氧燃料电池
CH4燃料电池…
电池优劣的判断标准:
① 比能量
［单位：(w·h/kg)，(w·h/L)］
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。
② 比功率
[单位：（W/kg，W/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。
③ 电池的可储存时间的长短
一般情况，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。
（1）普通锌锰电池
总反应：Zn+2NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2+2MnO(OH)
正极：2MnO2＋2NH4＋＋2e－ = 2MnO(OH)＋2NH3↑
1.一次电池
活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度，就不能使用的电池叫一次电池，也叫干电池。
二、化学电源
优点：制作简单，价格便宜；
缺点：放电时间短，电压下降快；容易漏液（锌外壳变薄）
电极 :
Zn为负极，碳棒为正极，活性物质MnO2
电解液：
NH4Cl、ZnCl2 糊
负极：Zn－2e－＋2NH3 = [Zn(NH3)2]2＋
(2)碱性锌锰电池
电极 :
Zn一端作负极，二氧化锰一端作正极
电解液：
KOH
负极：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
2MnO2 + H2O + 2e- = 2MnO(OH)+ 2OH-
Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)
总反应：
正极：
优点：能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电；不易发生泄漏
(3)锌银纽扣电池
电极：
Zn为负极，Ag2O为正极
负极：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
总反应：
正极：
Ag2O＋2e-＋H2O = 2Ag＋2OH-
Zn＋Ag2O＋H2O = Zn(OH)2＋2Ag
优点：比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
电解质：
KOH
银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：
在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）
A、Ag B、Zn(OH)2
C、Ag2O D、Zn
2Ag + Zn(OH)2 Ag2O +Zn+H2O
D
2.充电电池
充电电池又称二次电池，放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
铅酸蓄电池
镍氢电池
锂离子电池
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
电极：Pb为负极, PbO2为正极。
电解液: 30%的H2SO4溶液
(1)铅酸蓄电池
负极：
正极:
总电池反应:
Pb＋SO42-－2e- = PbSO4
PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e- = PbSO4＋2H2O
Pb＋PbO2＋2H2SO4 = 2PbSO4＋2H2O
放电过程：
放电过程中，负极质量的变化是 ，H2SO4溶液的浓度 。
增大
减小
(1)铅酸蓄电池
充电过程：
阴极（还原反应）：
阳极（氧化反应）：
充电时，铅酸蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。
即“负极接负极，正极接正极”。
铅蓄电池优点：电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
总反应：2PbSO4＋2H2O =
练习、铅酸电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
按要求回答下列问题：
(1)负极材料是____，正极材料是______，电解质
溶液是_______。
(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向___________极。
(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
Pb
PbO2
H2SO4
PbO2电(正)
减小
（2）锂离子电池
总反应：
负极：
正极：
用途：便携式电子设备(智能手机、笔记本电脑等)和交通工具(电动汽车、电动自行车等；大型储能电站等)
LixCy- xe- = xLi++Cy
Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2
电极：负极为嵌锂石墨，正极为LiCoO2(钴酸锂)
电解质溶液：LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液
优点：质量小、体积小、储存和输出能量大。
原理： 利用原电池的工作原理，燃料和氧化剂分别放在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能。
与其他电池的区别：反应物不储存在电池内部，由外设设备提供燃料和氧化剂。
优点:高效(燃料利用率高，超过80%)，环境友好。
3.燃料电池
介质 电池反应：2H2 +O2 = 2H2O 酸性 负极
正极
碱性 负极
正极
熔融氧化物 负极
正极
2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
2H2 + 4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
(1)氢氧燃料电池
2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
O2 + 4e- = 2O2－
练习、据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池（PEMFC）常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂做催化剂，导电离子是H+。下列对该燃料电池的描述中正确的是( )
①正极反应为：O2 + 4H+ + 4e－ = 2H2O
②负极反应为：2H2－4e－ = 4H+
③总的化学反应为：2H2 + O2 = 2H2O
④氢离子通过电解质向正极移动
A①②③ B②③④ C①②④ D①②③④
D
电解质 酸性（H2SO4） 碱性（KOH）
总反应
负极
正极
CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 +8H+
2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O
(2)甲烷燃料电池
CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O
CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O
2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-
电解质 熔融氧化物 熔融碳酸盐
总反应
负极
正极
CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
(2)甲烷燃料电池
CH4 - 8e-+ 4O2- = CO2 + 2H2O
2O2 + 8e- = 4O2-
CH4 + 2O2 = CO2+ 2H2O
CH4 - 8e-+ 4CO32- = 5CO2 + 2H2O
2O2 + 8e- + 4CO2 = 4CO32-
练习1、书写甲醇(CH3OH)燃料电池的酸性、碱性环境下的电极反应式
酸性
总反应：2CH3OH ＋ 3O2 ＝ 2CO2 ＋ 4H2O
正极：3O2 ＋ 12e-＋12H+ ＝ 6H2O
负极：2CH3OH － 12e- ＋2H2O ＝ 12H+ ＋ 2CO2
碱性
总反应：2CH3OH ＋ 3O2 ＋4OH-＝ 2CO32-＋ 6H2O
正极：3O2 ＋ 12e-＋6H2O ＝ 12OH-
负极：2CH3OH － 12e- ＋16OH- ＝ 2CO32-＋ 12H2O
练习2、如图为肼燃料电池示意图，请写出正、负极电极反应式及总反应式
正极：O2＋4e－＋2H2O = 4OH－
负极：N2H4－4e－＋4OH－ = 4H2O＋N2
总反应：N2H4＋O2 = N2＋2H2O
【例1】 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。某碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池反应为 ，下列说法
A.电池工作时，锌失去电子
B.电池的正极反应式为
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 电子，锌的质量理论上减小
C
【例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，其总反应为 。下列叙述中正确的是( @44@ )。
A.在使用过程中，电池负极区溶液的 逐渐增大
B.在使用过程中，电子由 经外电路流向
C. 是负极， 是正极
D. 发生还原反应， 发生氧化反应
C
【例3】 镍镉电池是一种二次电池，使用寿命为10～15年。镍镉电池的总反应为 。下列说法
A.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为
B.充电时，阳极反应式为
C.电池工作时，负极区 增大，正极区 减小
D.该电池充电时将电能转化为化学能
C
【例4】 我国科学家发明了一种“可固氮”的锂-氮二次电池，用可传递 的醚类作电解质，电池的总反应为 。下列说法正确的是( @51@ )。
A.固氮时，锂电极上发生还原反应
B.脱氮时，钌复合电极的电极反应式：
C.固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向锂电极
D.固氮时，钌复合电极作负极
B
【例5】 煤-空气燃料电池原理如图所示，下列说法
A.随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少
B.负极的电极反应式为
C.电极
D.煤-空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高
A
【例6】 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 。下列有关说法正确的是( @62@ )。
A.检测时，电解质溶液中的 向负极移动
B.若有 电子转移，则在标准状况下消耗 氧气
C.电池反应的化学方程式为
D.正极上发生的反应为
C
1.下列电池
A.碱性干电池 B.铅酸蓄电池 C.燃料电池 D.太阳能电池
D
2.下列有关电池的说法
A.手机中使用的锂离子电池属于二次电池
B.甲醇燃料电池可把化学能转化为
C.锌铜原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
D.铅酸蓄电池使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
C
3.瑞典 公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的工作原理如图所示，下列有关说法正确的是( @68@ )。
A.电极2发生氧化反应
B.电池工作时，
C.电流由电极1经外电路流向电极2
D.电极1发生的电极反应为
D
4.[2021年辽宁卷] 如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物 。下列说法正确的是( @70@ )。
A.放电时，
B.放电时，
C.充电时，
D.充电时，
B
5.[2021年福建卷] 催化剂 （Ⅱ）的应用，使 电池的研究取得了新的进展。 电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。
下列说法
A.
B.充电时，
C.放电时，正极反应为
D.
D
练习与应用
1.为了验证a、b、c三种金属的活动性顺序进行如下实验：①将金属片a、b插入稀硫酸中，用导线将
它们与电流表相连，发现a是负极；②用金属片b、c替换a、b后重复上述实验，发现c是正极。则
a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。
2.根据化学反应设计原电池（选用相同的盐桥）时，下列各项中合理的是（ ）
选项 A B C D
正极（金属/电解质溶液） Zn/ZnSO4 溶液 Fe/FeCl2溶液 Zn/H2SO4（稀） Fe/ZnSO4 溶液
负极（金属/电解质溶液） Fe/H2SO4（稀） Zn/ZnSO4 溶液 Fe/FeCl2溶液 Zn/FeCl2溶液
练习与应用
3.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正确的是( )
A.Zn为负极，MnO2为正极 B.工作时KOH没有发挥作用
C.工作时电子由MnO2经外电路流向Zn D.Zn发生还原反应，MnO2发生氧化反应
4.贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分（如电解质溶液）与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池
是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是( )
A.负极反应为Mg-2e- = Mg2+ B.正极反应为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：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
练习与应用
5.根据甲醇在酸性电解质溶液中与氧气作用生成二氧化碳和水的反应，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 + O2 -2e－ = H2O + CO2 + 2H+ B. O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
C. CH3OH-6e－ + H2O = CO2 ↑ +6H+ D. 4OH- - 4e- = O2 ↑ +2H2O
6.普通锌锰电池（如右图）和碱性锌锰电池是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：
Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 = Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH)
（1)请写出普通锌锰电池中的负极材料、电解质的主要成分，以及正极发生的主要反应。
（2）与普通锌锰电池相比，请指出碱性锌锰电池的优点，并说明理由。
高考真题
原电池
1．（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO42-通过隔膜向Ⅱ区迁移
C． MnO2电极反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．电池总反应：
Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH) 42- +Mn2++2H2O
4．（2021·山东）以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清洁燃料电池，下列说法正确的是
A．放电过程中，K+均向负极移动
B．放电过程中，KOH物质的量均减小
C．消耗等质量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料电池的理论放电量最大
D．消耗1molO2时，理论上N2H4—O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L
5．（2021·河北）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是
A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过
B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极
C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水
6．（2021·浙江）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCoO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是
8．（2019新课标Ⅰ）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是