第2课时 化学电源——一次电池和二次电池
【新课探究】
学习任务
课前自主预习
1.(1)失 得 (3)重金属
2.(1)②锌筒 石墨棒 锌粉 二氧化锰 氢氧化钾
Zn+2OH--2e-Zn(OH)2
MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-
(2)②Pb+S-2e-PbSO4
PbO2+S+4H++2e-PbSO4+2H2O
[问题思考] (1)提示:比能量和可储存时间均有所提高,适用于大电流和连续放电。
(2)提示:铅酸蓄电池放电时,正极部分PbO2变为PbSO4,质量变大;负极部分Pb变为PbSO4,质量也变大。
知识迁移应用
例1 C [解析] 锌锰干电池属于一次电池,有重金属离子,用完不可随意丢弃,故A正确;酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池都是锌作负极,放电过程中锌均发生氧化反应,故B正确;放电时,酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为H++MnO2+e-MnO(OH),故C错误;放电时,碱性锌锰干电池正极反应式为MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-,故D正确。
例2 D [解析] 放电时,电解质溶液中K+向正极移动,故A正确;充电时,发生反应2[Zn(OH)4]2-2Zn+O2+4OH-+2H2O,电解质溶液的pH逐渐增大,故B正确;放电时,负极锌失电子发生氧化反应,负极反应为Zn+4OH--2e-
[Zn(OH)4]2-,故C正确;放电时,电路中通过2 mol电子,消耗0.5 mol O2,标准状况下的体积为11.2 L,故D错误。
【课堂评价】
1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)×
[解析] (2) 一次电池是无法充电的电池,二次电池是能够充电的电池。
(4)充电过程需要通电,放电过程自发进行,二者反应条件不同,不互为可逆反应。
(6)在普通锌锰电池中,碳棒作正极,该电极上二氧化锰发生还原反应,该电极质量不会减小,碳棒不会变细。
(7)在普通锌锰电池中,锌筒作负极。
2.C [解析] 由图可知,Ⅰ中锌为碱性锌锰电池的负极,二氧化锰在正极得到电子发生还原反应,所以二氧化锰的作用不可能是作催化剂,故A错误;由图可知,Ⅱ所示电池放电过程中,二氧化铅为二次电池的正极,酸性条件下二氧化铅在硫酸根离子作用下得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水,电极反应式为PbO2+2e-+S+4H+PbSO4+2H2O,故B错误;由图可知,Ⅱ为铅酸蓄电池,充电过程中,总反应为2PbSO4+2H2OPb
+PbO2+2H2SO4,生成H2SO4,酸性增强,故C正确;Ⅲ中氧化银为锌银纽扣电池的正极,在水分子作用下氧化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氢氧根离子,故D错误。
3.C [解析] 根据已知,放电时,右侧为负极,电极反应式为V2+-e-V3+,左侧为正极,电极反应式为V+2H++e-VO2++H2O;充电时与放电相反,电极A上电极反应式为VO2++H2O-e-V+2H+,电极B上电极反应式为V3++e-V2+。全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应,因此电池放电时B极为负极,电极反应式为V2+-e-V3+,故A正确;放电时,电极A为正极,故B正确;充电时,A极电极反应式为VO2++H2O-e-V+2H+,A极溶液的颜色为黄色,故C错误;充电时,A极电极反应式为VO2++H2O-e-V+2H+,充电过程中,电极A附近溶液的pH减小,故D正确。第2课时 化学电源——一次电池和二次电池
1.D [解析] Zn为负极,电极反应式为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,MnO2为正极,电极反应式为MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-。电池工作时,OH-通过隔膜向负极移动,故A正确;负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2,故B正确;环境温度过低,化学反应速率下降,不利于电池放电,故C正确;由电极反应式MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-可知,反应中每消耗1 mol MnO2,转移1 mol电子,数目约为6.02×1023,故D错误。
2.C [解析] 根据化合价变化可知Zn被氧化,锌是负极,A、D错误;根据化合价变化可知,Ag2O为正极,被还原,B错误;电子由负极通过外电路流向正极,即从锌极经外电路流向氧化银极,C正确。
3.C [解析] 电子只能在外电路移动,不会进入海水,A错误;锌为活泼金属,若将镁换成锌,也可构成海水原电池,B错误;镁是活泼金属,镁能与水反应,所以能发生副反应:Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,C正确;电池放电时,正极发生还原反应,AgCl是难溶物,电极反应式为AgCl+e-Ag+Cl-,D错误。
4.C [解析] Fe-空气电池中,放电时在NaOH作用下,Fe转化为Fe(OH)2,Fe元素价态升高失电子,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2,碳材料电极为正极,氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,据此分析解答。碳材料电极为正极,氧气得电子发生还原反应,故A错误;未指明气体的状况,不能计算氧气的体积,故B错误;放电时Fe转化为Fe(OH)2,Fe元素价态升高失电子,Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2,故C正确;原电池工作时,电子在外电路中流动,溶液中是离子定向移动,阳离子移向正极,阴离子移向负极,故D错误。
5.C [解析] 根据电池总反应式分析,锌元素化合价升高,失去电子,因此Zn为负极,MnO2为正极,故A正确;MnO2为正极,发生得电子的还原反应,正极反应式:MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-,故B正确;导电时外电路电子由负极(Zn)流向正极(MnO2),电子不在内电路中移动,故C错误;这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,则说明电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片,故D正确。
6.B [解析] Pb作负极,发生氧化反应,A正确;电池工作时,硫酸浓度减小,则电解质溶液pH增大,B错误;负极反应式为Pb+S-2e-PbSO4,正极反应式为PbO2+S+2e-+4H+PbSO4+2H2O,故硫酸根离子在负极和正极都参与了反应,C、D正确。
7.C [解析] 由总反应方程式可知,放电时,Cd元素化合价升高,被氧化,在原电池负极上反应,则Cd为原电池负极,C项正确。
8.(1)Zn Zn+2OH--2e-Zn(OH)2
(2)还原 Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH- 正
[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-+4H2OFe(OH)3+5OH-,正极附近生成了OH-,则正极附近溶液的碱性增强。
9.C [解析] 由方程式可知,放电时Al被氧化,因此Al为负极,故A正确;Ag2O为正极,放电时被还原成Ag,电极反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,故B正确;负极的电极反应式为Al-3e-+4OH-[Al(OH)4]-,反应时负极区c(OH-)减小,则pH减小,故C错误;电池放电时,阳离子移向正极,因此Na+通过阳离子交换膜向右侧移动,故D正确。
10.B [解析] 原电池工作时,阳离子向正极移动,即Na+向正极移动,故A正确;Na是活泼金属,若用NaCl溶液作电解质溶液,则Na会与水反应,使原电池不能正常工作,故B错误;放电时Na为负极、碳纳米管为正极,电子由负极经过导线流向正极,即电子流向为钠箔→导线→MWCNT,故C正确;放电时,二氧化碳在正极上得电子和Na+结合生成Na2CO3和C,则正极反应式为4Na++3CO2+4e-2Na2CO3+C,故D正确。
11.B [解析] 由图可知,电极a上氢气发生反应生成H2O,H元素化合价升高,发生氧化反应,电极a为原电池的负极,电极反应式为H2-2e-+2OH-2H2O,电极b为正极,在水分子作用下氢氧化氧镍得到电子发生还原反应生成氢氧化镍,电极反应式为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-,电池总反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2。由分析可知,放电时,电极a为负极,电极b为正极,则OH-向负极(电极a)移动,故A正确;由电池总反应可知,放电一段时间,再断开开关一段时间后,氢氧化钾溶液的浓度基本不变,故B错误;由分析可知,放电时,电极b的电极反应式为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-,故C正确;由分析可知,电池总反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2,故D正确。
12.A [解析] 从图中可知,放电时,铜箔为负极,电极反应为NamCn-me-mNa++Cn,铝箔为正极,电极反应为Na1-mMnO2+me-+mNa+NaMnO2;充电时,铜箔的电极反应为Cn+me-+mNa+NamCn,铝箔的电极反应为NaMnO2-me-mNa++Na1-mMnO2。充电时,Na+由a极向b极移动,A正确;由分析可知,放电时正极上Na1-mMnO2发生反应,负极上NamCn发生反应,充电时发生的电极反应为Cn+me-+mNa+NamCn,B错误;放电时,负极电极反应为NamCn-me-mNa++Cn,正极电极反应为Na1-mMnO2+me-+mNa+NaMnO2,外电路中每转移0.1 mol e-时,负极质量减少0.1 mol×23 g·mol-1=2.3 g,正极质量增大0.1 mol×23 g·mol-1=2.3 g,理论上两个电极质量差为4.6 g,C错误;钠离子电池以其低成本、高安全性等特点成为锂离子电池的首选“备胎”,Na的摩尔质量大于Li,说明钠离子电池的能量密度低于锂离子电池,D错误。第2课时 化学电源——一次电池和二次电池
◆ 学习任务一 化学电源—— 一次电池
1.[2024·浙江强基联盟高二联考] 碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnO(OH),电池构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是 ( )
A.电池工作时,OH-通过隔膜向负极移动
B.负极的电极反应式:Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2
C.环境温度过低,不利于电池放电
D.反应中每消耗1 mol MnO2,转移电子数约为2×6.02×1023
2.电子表所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质为KOH,其电极反应如下:锌极为Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,氧化银极为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,下列说法正确的是 ( )
A.锌为正极,被氧化
B.氧化银为正极,被氧化
C.电子从锌极经外电路流向氧化银极
D.锌为负极,被还原
3.贮备电池主要用于应急救援和武器系统。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池,电池总反应为Mg+2AgClMgCl2+2Ag。下列叙述正确的是 ( )
A.放电时电子由Mg经海水移动到AgCl
B.若将镁换成锌,则该装置将不能构成海水原电池
C.负极会发生副反应:Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
D.正极反应为Ag++e-Ag
4.[2024·安徽合肥一中高二月考] Fe-空气电池可用作电动车动力来源,其工作原理如图所示,下列有关此电池放电时的说法正确的是 ( )
A.碳材料电极为电池正极,发生氧化反应
B.当电路中转移0.4 mol电子时,消耗2.24 L O2
C.负极的电极反应式为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2
D.溶液中电子由Fe电极流向碳材料电极
5.最近,科学家研制出一种被称为“软电池”的纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列说法不正确的是 ( )
A.该电池Zn为负极,MnO2为正极
B.该电池的正极反应为MnO2+e-+H2OMnO(OH)+OH-
C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn
D.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片
◆ 学习任务二 化学电源——二次电池
6.铅酸蓄电池广泛应用于机动车辆,其构造如图所示,已知PbSO4难溶于水,电池反应为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,下列说法不正确的是 ( )
A.电池工作时,Pb为负极,发生氧化反应
B.电池工作时,电解质溶液pH保持不变
C.硫酸根离子在负极和正极都参与了反应
D.正极的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SPbSO4+2H2O
7.镉镍可充电电池的充、放电反应如下:Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,则该电池放电时的负极是 ( )
A.Cd(OH)2 B.Ni(OH)2
C.Cd D.NiO(OH)
8.(7分)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该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+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。请回答下列问题:
(1)(3分)高铁电池的负极材料是 ,放电时负极反应式为 。
(2)(4分)放电时,正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应;正极反应式为 。放电时, (填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
9.[2024·河北石家庄42中高二期中] 银铝电池具有能量密度高的优点,其工作原理如图所示,电池放电时的反应为2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]+6Ag。下列说法错误的是 ( )
A.Al为负极
B.正极反应为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-
C.放电时负极区pH增大
D.放电时Na+通过阳离子交换膜向右侧移动
10.[2024·广东大湾区高二期末] 我国科研人员研制出“Na-CO2”电池。以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,放电时总反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是 ( )
A.放电时,Na+向正极移动
B.该电池可用NaCl溶液作电解质溶液
C.放电时,电子流向为钠箔→导线→MWCNT
D.放电时,正极的电极反应式为4Na++3CO2+4e-2Na2CO3+C
11.[2024·北京首都师大附中高二期中] 某大学基于新型碳载钌镍合金纳米材料(Ru-Ni/C)制备出一种高能量镍氢电池,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.放电时,OH-向电极a移动
B.放电一段时间,再断开开关一段时间后,KOH溶液的浓度增大
C.放电时,电极b的电极反应为NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-
D.电池放电时的总反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2
12.[2024·黑龙江大庆实验中学高二开学考] 钠离子电池以其低成本、高安全性及其优异电化学属性等成为锂离子电池的首选“备胎”,其充放电过程是Na+在正负极间的镶嵌与脱嵌。其工作原理为NaMnO2+CnNa1-mMnO2+NamCn。下列说法正确的是 ( )
A.充电时Na+由a极向b极移动
B.该电池一种正极材料为Cn,充电时的电极反应为NamCn-me-Cn+mNa+
C.假设两电极初始质量相等,放电时,外电路中每转移0.1 mol e-,理论上两个电极质量差为2.3 g
D.钠离子电池因其能量密度超过锂离子电池而成为未来电池的最佳选择(共79张PPT)
第2课时 化学电源—— 一次电池和
二次电池
学习任务 一次电池和二次电池
学习任务 一次电池和二次电池
【课前自主预习】
1.化学电源
(1)分类
失
得
(2)电池优劣的判断标准
(3)化学电池回收利用
废旧电池中含________和酸、碱等有害物质，应回收利用，既减少
污染，又节约资源。
重金属
2.常见的一次电池和二次电池
(1)一次电池
①概念：放电后不可再充电的电池。一次电池中电解质溶液制成胶
状，不流动，也叫作干电池。
②锌锰电池
普通锌锰电池 碱性锌锰电池
构造 负极：______ 正极：________ 电解质：氯化铵 负极反应物：______
正极反应物：__________
电解质：__________
锌筒
石墨棒
锌粉
二氧化锰
氢氧化钾
普通锌锰电池 碱性锌锰电池
电极 反应 负极：__________________
______________
正极：__________________
______________________
普通锌锰电池 碱性锌锰电池
总反应
(2)二次电池
①概念：放电后可以再充电使活性物质获得再生，又称可充电电池
或蓄电池。此类电池可以重复使用。
②铅酸蓄电池(一种常见的二次电池)
放电反应 负极 _________________________
正极 ________________________________________
充电过程 与放电过程相反
电解质溶液 稀硫酸
总反应
［问题思考］
(1)碱性锌锰电池比普通锌锰电池有哪些优良性能？
提示：比能量和可储存时间均有所提高，适用于大电流和连续放电。
(2)铅酸蓄电池在放电一段时间后,正极、负极的质量将如何变化
提示：铅酸蓄电池放电时，正极部分变为 ，质量变大；
负极部分变为 ，质量也变大。
【核心知识讲解】
化学电源电极反应式的书写
书写电极反应式时，首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负
极，然后结合电解质溶液的环境确定电极产物，最后根据质量守恒
和电荷守恒写出反应式。电极反应式书写的一般方法如下：
(1)拆分法
①写出原电池的总反应，如 。
②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负
极，并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应：
正极： ；
负极： 。
(2)加减法
①写出总反应，如 。
②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)，如
(负极)。
③利用总反应与写出的一极反应式相减，可得另一个电极的反应式，
即 (正极)。
【知识迁移应用】
例1 ［2024·河北保定高二期中］ 锌锰干电池是生活中常用的电池，
酸性锌锰干电池和碱性锌锰干
电池的结构分别如图甲、乙
所示，下列说法错误的是
( )
A.锌锰干电池属于一次电池，用完不可随意丢弃
B.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池放电过程中锌均发生氧化反应
C.放电时，酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为
D.放电时，碱性锌锰干电池
正极反应式为
√
[解析] 锌锰干电池属于一次电池，有重金属离子，用完不可随意丢
弃，故A正确；
酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池都是锌作负极，放电过程中锌均发
生氧化反应，故B正确；
放电时，酸性锌锰干电池的石墨
电极上反应为
，故C错误；
放电时，碱性锌锰干电池正极
反应式为 ，故D正确。
例2 ［2024·河南开封高二期末］ 锌-空气电池可用作电动车的动力
电源。该电池的电解质溶液为 溶液，总反应为
。下列说法中错误的是
( )
A.放电时，电解质溶液中 向正极移动
B.充电时，电解质溶液的 逐渐增大
C.放电时，负极反应为
D.放电时，电路中通过电子，消耗氧气 (标准状况)
√
[解析] 放电时，电解质溶液中 向正极移动，故A正确；
充电时，发生反应 ，电解
质溶液的 逐渐增大，故B正确；
放电时，负极锌失电子发生氧化反应，负极反应为
，故C正确；
放电时，电路中通过电子，消耗，标准状况下的体积
为 ，故D错误。
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)锂电池的体积小,性能优良,是一种在电子设备和交通工具中常用的
电池( )
√
(2)一次电池无法充电，二次电池是能够充电的电池( )
√
[解析] 一次电池是无法充电的电池，二次电池是能够充电的电池。
(3)某些导电非金属单质、某些导电金属氧化物都可作原电池的电极
( )
√
(4)可充电电池的充、放电过程是可逆反应( )
×
[解析] 充电过程需要通电，放电过程自发进行，二者反应条件不同，
不互为可逆反应。
(5)由于 的性质活泼，所以锂电池不能用水溶液作电解质溶液( )
√
(6)普通锌锰电池工作一段时间后碳棒变细( )
×
[解析] 在普通锌锰电池中,碳棒作正极,该电极上二氧化锰发生还原反
应,该电极质量不会减小,碳棒不会变细。
(7)普通锌锰电池中,锌筒作正极( )
×
[解析] 在普通锌锰电池中,锌筒作负极。
2.［2024·江苏苏州中学高二月考］下列
有关三个常用电化学装置的叙述正确
的是( )
A.图Ⅰ所示电池中, 的作用是作催化剂
B.图Ⅱ所示电池放电过程中,其正极电极反应
式:
C.图Ⅱ所示装置充电过程中,酸性增强
D.图Ⅲ所示电池中, 是还原剂,电池工作过
程中被氧化为
√
[解析] 由图可知,Ⅰ中锌为碱性锌锰电池的负极, 二氧化锰在正极得到电子
发生还原反应,所以二氧化锰的作用不可能是作催化剂,故A错误;
由图可知,Ⅱ所示电池放电过程中,二氧化铅为二次电池的正极,酸性条件下
二氧化铅在硫酸根离子作用下得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水,电极
反应式为 , 故B错误;
由图可知,Ⅱ为铅酸蓄电池，充电过程中，总反应为
,生成 ，酸性增强,故C正确;
Ⅲ中氧化银为锌银纽扣电池的正极,在水分子作用下氧化银在正极得到电子
发生还原反应生成银和氢氧根离子,故D错误。
3.［2024·北京十二中高二开学考］全钒液流电池是一种新型的绿色
环保储能系统，工作原理如图所示。
已知：全钒液流电池放电时 发生氧化反应。
离子种类
颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色
下列说法不正确的是( )
A.电池放电时B极反应为
B.电池放电时电极A为正极
C.当完成充电储能时，A极溶液的颜色为蓝色
D.充电过程中，电极A附近溶液的 减小
√
[解析] 根据已知，放电时，右侧为负极，电极反应式为 ，
左侧为正极，电极反应式为 ；充电时与放
电相反，电极A上电极反应式为 ，电极B上
电极反应式为。
全钒液流电池放电时 发生氧化反应，
因此电池放电时B极为负极，电极
反应式为 ，故A正确；
放电时，电极A为正极，故B正确；
充电时，A极电极反应式为 ，A极溶液的
颜色为黄色，故C错误；
充电时，A极电极反应式为 ，充电过程中，
电极A附近溶液的 减小，故D正确。
离子 种类
颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色
1.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。我国科技工作者研制出
以铝合金、 合金网为电极材料的海水电池，为航标灯提供电
能。关于这种电池说法不正确的是( )
A.铝合金是负极，海水是电解质溶液 B. 合金网容易被腐蚀
C.铝合金电极发生氧化反应 D.海水中阳离子移向正极区
√
[解析] 铝合金、 合金网为电极材料的海水电池中，由于铝较铁活泼，
所以铝作负极， 合金作正极，海水是电解质溶液(呈弱碱性)，电池
工作时，负极为 发生氧化反应，正极上空气中的氧气发生还原反应，正
极反应式为 ，结合原电池的工作原理解答该题。
由分析可知 被氧化，铝合金应为原电池的负极，海水中含有氯化钠等电
解质，可导电，为原电池反应的电解质溶液，故A正确；
合金作正极， 合金网不容易被腐蚀，故B错误；
铝合金为负极，发生氧化反应，故C正确；
电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，故海水中阳离子移向
正极区，故D正确。
2.中科院科学家设计出一套利用 和太阳能综合制氢的方案，其基
本工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.该电化学装置中， 电极为负极
B.该电化学装置中，电极的电势低于
电极的电势
C.电子流向：电极 外电路 电极
D. 电极上的反应式为
√
[解析] 从图中可知，在 上失电子生成，因此为负极，
电极上 转化为，得电子， 电极为正极，A错误；
该电化学装置中，电极为正极， 电极为负极，则电极的电势高于
电极的电势，B错误；
电极为正极，电极为负极，电子从
电极经过外电路流向 电极，C正确；
电极上失电子生成 ，碱性条件
下电极反应式为
，D错误。
3.某小组实验验证反应 为可逆反应并测定
其平衡常数。
(1)实验验证
实验Ⅰ：将 溶液与
溶液 等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。
实验Ⅱ：向少量粉中加入 溶液 ，
固体完全溶解。
①取Ⅰ中沉淀，加入浓硝酸，证实沉淀为 。现象是______________
___________________。
灰黑色固体溶解，产生红棕色气体
[解析] 由于 能与浓硝酸发生反应：
，故当观察到的现象为灰黑色固体溶解，产生红棕色气
体时，即可证实灰黑色固体是 。
实验Ⅱ：向少量粉中加入 溶液 ，
固体完全溶解。
②Ⅱ中选用溶液，不选用 溶液的原因是_________
________________________________________。
防止酸性条件下硝酸根离子氧化，干扰实验结果
[解析] 由于电离出的硝酸根离子与溶液中的 结合成有强
氧化性的，能氧化 而干扰实验，故实验Ⅱ使用的是
溶液，而不是 溶液。
③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。闭合开关 ，
________________________________________________________，
再向左侧烧杯中加入较浓的 溶液，____________________
_________________。(填现象)
电极上有灰黑色固体析出，指针偏转，一段时间后指针归零
电极上固体逐渐减少，指针反向偏转
[解析] 由装置图可知，石墨电极为负极，电极反应式为，
银电极为正极，电极反应式为 ，组装好仪器后，加入电解
质溶液，闭合开关 ，装置产生电流，因此观察到的现象为 电极上有灰
黑色固体析出，指针偏转，一段时间后指针
归零，说明此时反应达到平衡，再向左侧
烧杯中加入较浓的溶液， 电极
上固体逐渐减少，指针反向偏转，表明
平衡发生了移动。
实验Ⅰ：将 溶液与
溶液 等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。
(2)测定平衡常数
实验Ⅲ：一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取 上层
清液，用的标准溶液滴定 ，至出现稳定的浅红
色时消耗标准溶液 。
资料：(白色)
(红色)
①滴定过程中 的作用是__________。
作指示剂
[解析] 与反应生成红色，因与 反应相较
于与 反应更加容易及彻底，当溶液变为稳定浅红色时，说
明溶液中的恰好完全反应，且认为溶液中 浓度不变，故溶
液中 的作用是作滴定反应的指示剂。
②测得平衡常数 _ _____________。
实验Ⅰ：将 溶液与
溶液 等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。
(2)测定平衡常数
实验Ⅲ：一定温度下，待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时，取 上层
清液，用的标准溶液滴定 ，至出现稳定的浅红
色时消耗标准溶液 。(白色)
[解析] 取Ⅰ中所得上层清液，用的 溶液滴定，至溶液
变为稳定浅红色时，消耗标准溶液 ，已知：
，说明反应几乎进行完全，故有Ⅰ中上层清液中的
浓度为 ，根据平衡三段式进行如下计算：
故反应的平衡常数 。
实验Ⅰ：将 溶液与
溶液 等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。
(3)思考问题
①取实验Ⅰ的浊液测定，会使所测 值______(填“偏大”“无影
响”“偏小”)。
偏小
[解析] 若取实验Ⅰ所得浊液测定浓度，则浊液中还有 ，因存在
平衡 ，且随着反应
进行，使得上述平衡逆向移动，则测得平衡体系中的偏大，
即偏大，故所得到的 偏小。
实验Ⅱ：向少量粉中加入 溶液 ，
固体完全溶解。
②不用实验Ⅱ中清液测定 的原因是____________________________
___________________。
完全反应，无法判断体系是否达到化学平衡状态
[解析] 由于实验Ⅱ中 完全溶解，故无法判断体系是否达到化学平
衡状态，因而不用实验Ⅱ所得溶液进行测定并计算 。
练习册
学习任务一 化学电源—— 一次电池
1.［2024·浙江强基联盟高二联考］碱性
锌锰电池的总反应为
，电池
构造示意图如图所示。下列有关说法
不正确的是( )
A.电池工作时， 通过隔膜向负极移动
B.负极的电极反应式：
C.环境温度过低，不利于电池放电
D.反应中每消耗 ，转移电子数
约为
√
[解析] 为负极，电极反应式为， 为
正极，电极反应式为 。
电池工作时， 通过隔膜向负极移动，故A正确；
负极的电极反应式为 ，故B正确；
环境温度过低，化学反应速率下降，不利于
电池放电，故C正确；
由电极反应式
可知，反应中每消耗，转移
电子，数目约为 ，故D错误。
2.电子表所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质为 ,其电
极反应如下:锌极为 ,氧化银极为
,下列说法正确的是( )
A.锌为正极,被氧化 B.氧化银为正极,被氧化
C.电子从锌极经外电路流向氧化银极 D.锌为负极,被还原
[解析] 根据化合价变化可知 被氧化,锌是负极,A、D错误;
根据化合价变化可知, 为正极,被还原,B错误;
电子由负极通过外电路流向正极,即从锌极经外电路流向氧化银极,C正确。
√
3.贮备电池主要用于应急救援和武器系统。
电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池总反应为
。下列叙述正确的是( )
A.放电时电子由经海水移动到
B.若将镁换成锌，则该装置将不能构成海水原电池
C.负极会发生副反应：
D.正极反应为
√
[解析] 电子只能在外电路移动，不会进入 ，A错误；
锌为活泼金属，若将镁换成锌，也可构成海水原电池，B错误；
镁是活泼金属，镁能与水反应，所以能发生副反应：
， C正确；
电池放电时，正极发生还原反应，是难溶物，电极反应式为
，D错误。
4.［2024·安徽合肥一中高二月考］ 空气电池可用作电动车动力
来源，其工作原理如图所示，下列有关此电池放电时的说法正确的
是( )
A.碳材料电极为电池正极，发生氧化反应
B.当电路中转移 电子时，消耗
C.负极的电极反应式为
D.溶液中电子由 电极流向碳材料电极
√
[解析] 空气电池中，放电时在 作用下，转化为，
元素价态升高失电子， 作负极，电极反应式为
，碳材料电极为正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应式为
，据此分析解答。
碳材料电极为正极，氧气得电子发生还原反应，
故A错误；
未指明气体的状况，不能计算氧气的体积，
故B错误；
放电时转化为， 元素价态升高
失电子， 作负极，电极反应式为
，故C正确；
原电池工作时，电子在外电路中流动，溶液
中是离子定向移动，阳离子移向正极，阴离
子移向负极，故D错误。
5.最近，科学家研制出一种被称为“软电池”的纸质电池，这种“软电
池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着
二氧化锰。电池总反应为 。
下列说法不正确的是( )
A.该电池为负极， 为正极
B.该电池的正极反应为
C.导电时外电路电子由流向，内电路电子由流向
D.电池工作时水分子和 都能通过薄层纸片
√
[解析] 根据电池总反应式分析，锌元素化合价升高，失去电子，因
此为负极，为正极，故A正确；
为正极，发生得电子的还原反应，正极反应式：
，故B正确；
导电时外电路电子由负极流向正极 ，电子不在内电路中
移动，故C错误；
这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，则说明电池工作时水
分子和 都能通过薄层纸片，故D正确。
学习任务二 化学电源——二次电池
6.铅酸蓄电池广泛应用于机动车辆，其构造如图所示，已知 难溶于水，
电池反应为 ，下列说法不正确的是
( )
A.电池工作时， 为负极，发生氧化反应
B.电池工作时，电解质溶液 保持不变
C.硫酸根离子在负极和正极都参与了反应
D.正极的电极反应式为
√
[解析] 作负极，发生氧化反应，A正确；
电池工作时，硫酸浓度减小，则电解质溶液 增大，B错误；
负极反应式为，正极反应式为 ，故硫酸根离子在负极和正极都参与了反应，C、D正确。
7.镉镍可充电电池的充、放电反应如下：
，则该电池放电
时的负极是( )
A. B. C. D.
[解析] 由总反应方程式可知，放电时， 元素化合价升高，被氧化，
在原电池负极上反应，则 为原电池负极，C项正确。
√
8.(7分)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长
时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为
。请回答下列问题：
(1)(3分)高铁电池的负极材料是____，放电时负极反应式为
_____________________________。
(2)(4分)放电时，正极发生______(填“氧化”或“还原”)反应；正极反应式为
______________________________________。放电时，____(填“正”或“负”)
极附近溶液的碱性增强。
还原
正
[解析] 放电时，电池的负极上发生氧化反应，负极反应式为
，正极上发生还原反应，正极反应式
为，正极附近生成了 ，
则正极附近溶液的碱性增强。
9.［2024·河北石家庄42中高二期中］银铝电池具有能量密度高的优点，其
工作原理如图所示，电池放电时的反应为
。下列说法错误的是( )
A. 为负极
B.正极反应为
C.放电时负极区 增大
D.放电时 通过阳离子交换膜向右侧移动
√
[解析] 由方程式可知，放电时 被氧化，因此 为负极，故A正确；
为正极，放电时被还原成 ，电极反应式为
，故B正确；
负极的电极反应式为 ，
反应时负极区减小，则 减小，故C错误；
电池放电时，阳离子移向正极，因此
通过阳离子交换膜向右侧移动，故D正确。
10.［2024·广东大湾区高二期末］我国科研人员研制出“ ”电池。
以钠箔和多壁碳纳米管 为电极材料，放电时总反应的化学方程式
为 。其工作原理如图所示。下列说法中不正确
的是( )
A.放电时， 向正极移动
B.该电池可用 溶液作电解质溶液
C.放电时，电子流向为钠箔 导线
D.放电时，正极的电极反应式为
√
[解析] 原电池工作时，阳离子向正极移动，即向正极移动，故A正确；
是活泼金属，若用溶液作电解质溶液，则 会与水反应，使原电池
不能正常工作，故B错误；
放电时 为负极、碳纳米管为正极，电子由负极
经过导线流向正极，即电子流向为
钠箔 导线 ，故C正确；
放电时，二氧化碳在正极上得电子和结合生
成 和C，则正极反应式为
，故D正确。
11.［2024·北京首都师大附中高二期中］某大学基于新型碳载钌镍合金纳米
材料 制备出一种高能量镍氢电池，其工作原理如图所示。下列
说法不正确的是( )
A.放电时，向电极 移动
B.放电一段时间，再断开开关一段时间后，
溶液的浓度增大
C.放电时，电极 的电极反应为
D.电池放电时的总反应为
√
[解析] 由图可知，电极 上氢气发生反应生成， 元素化合价升高，发
生氧化反应，电极 为原电池的负极，电极反应式为
，电极 为 正极，在水分子作用下氢氧化氧镍得到电子发生还原反应
生成氢氧化镍，电极反应式为 ，电
池总反应为。
由分析可知，放电时，电极 为负极，电极为正极，则向负极(电极 )移
动，故A正确；
由电池总反应可知，放电一段时间，再断开开关一段时间后，氢氧化钾溶液的浓度基本不变，故B错误；
由分析可知，放电时，电极 的电极反应式为
，
故C正确；
由分析可知，电池总反应为
，故D正确。
12.［2024·黑龙江大庆实验中学高二开学考］钠离子电池以其低成本、
高安全性及其优异电化学属性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其
充放电过程是 在正负极间的镶嵌与脱嵌。其工作原理为
。下列说法正确的是( )
A.充电时由极向 极移动
B.该电池一种正极材料为 ，充电时的
电极反应为
C.假设两电极初始质量相等，放电时，
外电路中每转移 ，理论上
两个电极质量差为
D.钠离子电池因其能量密度超过锂离
子电池而成为未来电池的最佳选择
√
[解析] 从图中可知，放电时，铜箔为负极，
电极反应为 ，
铝箔为正极，电极反应为
；
充电时，铜箔的电极反应为
，铝箔的电极反应为
。
充电时，由极向 极移动，A正确；
由分析可知，放电时正极上 发生反应，负极上 发生反应，充电时发生的电极反应为 ，B错误；
放电时，负极电极反应为 ，正极电极反应为
，外电路中每转移 时，负极质量减少 ，正极质量增大
，理论
上两个电极质量差为 ，C错误；
钠离子电池以其低成本、高安全性等
特点成为锂离子电池的首选“备胎”，
的摩尔质量大于 ，说明钠离子电
池的能量密度低于锂离子电池，D
错误。
快速核答案
新课探究
学习任务 一次电池和二次电池
【课前自主预习】
1. （1）失 得 （3）重金属
2.（1）②锌筒 石墨棒 锌粉 二氧化锰 氢氧化钾
（2）②
［问题思考］
（1）提示：比能量和可储存时间均有所提高，适用于大电流和连续
放电。 （2）提示：铅酸蓄电池放电时，正极部分变为，
质量变大；负极部分变为，质量也变大。
【知识迁移应用】
例1 C 例2 D
课堂评价
1.（1）√ （2）√ （3）√ （4）× （5）√ （6）×
（7）×
2.C 3.C
练习册
1.D 2.C 3.C 4.C
5.C 6.B 7.C
8.（1） （2）还原
正
9.C 10.B 11.B 12.A第2课时 化学电源——一次电池和二次电池
◆ 学习任务 一次电池和二次电池
【课前自主预习】
1.化学电源
(1)分类
(2)电池优劣的判断标准
(3)化学电池回收利用
废旧电池中含 和酸、碱等有害物质,应回收利用,既减少污染,又节约资源。
2.常见的一次电池和二次电池
(1)一次电池
①概念:放电后不可再充电的电池。一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫作干电池。
②锌锰电池
普通锌锰电池 碱性锌锰电池
构造 负极: 正极: 电解质:氯化铵 负极反应物: 正极反应物: 电解质:
电极 反应 负极:Zn-2e-+2NZn(NH3+2H+ 正极:MnO2+H++e-MnO(OH) 负极: 正极:
总反应 Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2
(2)二次电池
①概念:放电后可以再充电使活性物质获得再生,又称可充电电池或蓄电池。此类电池可以重复使用。
②铅酸蓄电池(一种常见的二次电池)
放电 反应 负极
正极
充电过程 与放电过程相反
电解质溶液 稀硫酸
总反应 Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
[问题思考]
(1)碱性锌锰电池比普通锌锰电池有哪些优良性能
(2)铅酸蓄电池在放电一段时间后,正极、负极的质量将如何变化
【核心知识讲解】
化学电源电极反应式的书写
书写电极反应式时,首先要根据原电池的工作原理准确判断正、负极,然后结合电解质溶液的环境确定电极产物,最后根据质量守恒和电荷守恒写出反应式。电极反应式书写的一般方法如下:
(1)拆分法
①写出原电池的总反应,如2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。
②把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应,注明正、负极,并依据质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒配平两个半反应:
正极:Fe3++e-Fe2+;
负极:Cu-2e-Cu2+。
(2)加减法
①写出总反应,如Li+LiMn2O4Li2Mn2O4。
②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极),如Li-e-Li+(负极)。
③利用总反应与写出的一极反应式相减,可得另一个电极的反应式,即LiMn2O4+Li++e-Li2Mn2O4(正极)。
【知识迁移应用】
例1 [2024·河北保定高二期中] 锌锰干电池是生活中常用的电池,酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池的结构分别如图甲、乙所示,下列说法错误的是 ( )
A.锌锰干电池属于一次电池,用完不可随意丢弃
B.酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池放电过程中锌均发生氧化反应
C.放电时,酸性锌锰干电池的石墨电极上反应为2N+2e-N2↑+4H2↑
D.放电时,碱性锌锰干电池正极反应式为MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-
例2 [2024·河南开封高二期末] 锌-空气电池可用作电动车的动力电源。该电池的电解质溶液为KOH溶液,总反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O2[Zn(OH)4]2-。下列说法中错误的是 ( )
A.放电时,电解质溶液中K+向正极移动
B.充电时,电解质溶液的pH逐渐增大
C.放电时,负极反应为Zn+4OH--2e-[Zn(OH)4]2-
D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)锂电池的体积小,性能优良,是一种在电子设备和交通工具中常用的电池 ( )
(2)一次电池无法充电,二次电池是能够充电的电池 ( )
(3)某些导电非金属单质、某些导电金属氧化物都可作原电池的电极 ( )
(4)可充电电池的充、放电过程是可逆反应 ( )
(5)由于Li的性质活泼,所以锂电池不能用水溶液作电解质溶液 ( )
(6)普通锌锰电池工作一段时间后碳棒变细 ( )
(7)普通锌锰电池中,锌筒作正极 ( )
2.[2024·江苏苏州中学高二月考] 下列有关三个常用电化学装置的叙述正确的是 ( )
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是作催化剂
B.图Ⅱ所示电池放电过程中,其正极电极反应式:PbO2-2e-+S+4H+PbSO4+2H2O
C.图Ⅱ所示装置充电过程中,酸性增强
D.图Ⅲ所示电池中,Ag2O是还原剂,电池工作过程中被氧化为Ag
3.[2024·北京十二中高二开学考] 全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统,工作原理如图所示。
已知:全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应。
离子种类 V VO2+ V3+ V2+
颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色
下列说法不正确的是 ( )
A.电池放电时B极反应为V2+-e-V3+
B.电池放电时电极A为正极
C.当完成充电储能时,A极溶液的颜色为蓝色
D.充电过程中,电极A附近溶液的pH减小
