《（通用版）2022-2023版高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 化學(xué)電源學(xué)案 新人教版選修4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2022-2023版高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 化學(xué)電源學(xué)案 新人教版選修4（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、（通用版）2022-2023版高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 化學(xué)電源學(xué)案 新人教版選修4學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道化學(xué)電源的分類方法。2.熟悉幾種常見(jiàn)化學(xué)電源的組成和工作原理。3.了解化學(xué)電源廣泛的應(yīng)用及廢舊電池對(duì)環(huán)境的危害，設(shè)想其處理方法。一、化學(xué)電池及其分類1.化學(xué)電池的分類(1)化學(xué)電池按其使用性質(zhì)常分為如下三類：一次電池：又叫干電池，活性物質(zhì)消耗到一定程度就不能再使用。二次電池：又稱充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質(zhì)再生。燃料電池：一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池。(2)化學(xué)電池按其電解質(zhì)性質(zhì)可分為中性電池、酸性電池、堿性電池。2.判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)
2、準(zhǔn)(1)比能量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，單位是(Wh)kg1或(Wh)L1。(2)比功率：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小，單位是Wkg1或WL1。(3)電池可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。3.化學(xué)電池的回收利用使用后的廢棄電池中含有大量的重金屬和酸堿等有害物質(zhì)，隨處丟棄會(huì)給土壤、水源等造成嚴(yán)重的污染。廢棄電池要進(jìn)行回收利用。例1下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.干電池是以膠糊狀電解液來(lái)產(chǎn)生直流電的一次電池B.二次電池能連續(xù)不斷地使用是因?yàn)楹械幕钚晕镔|(zhì)可以再生C.氫氣、甲醇、烴、肼、氨等液體或氣體都可作為燃料電池的燃料D.具有高“比能量”和高“比功率”的電池稱為高能電池 答案B解析二次電池放電后
3、需要再充電，只能重復(fù)使用，而不能連續(xù)不斷地使用。 考點(diǎn)初步認(rèn)識(shí)化學(xué)電池題點(diǎn)化學(xué)電池及其類別例2隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進(jìn)行集中處理的問(wèn)題被提到議事日程，其首要原因是()A.利用電池外殼的金屬材料B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染C.防止電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品D.回收其中石墨電極答案B解析汞、鎘、鉛等重金屬離子會(huì)對(duì)土壤和水源造成污染?？键c(diǎn)初步認(rèn)識(shí)化學(xué)電池題點(diǎn)廢舊化學(xué)電池的回收利用二、常見(jiàn)的化學(xué)電池1.一次電池(1)堿性鋅錳電池是一種常用的一次電池，總反應(yīng)式為Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2 。負(fù)極是Zn，正極是MnO2，電解質(zhì)溶液是KO
4、H溶液；負(fù)極反應(yīng)式是Zn2OH2e=Zn(OH)2；正極反應(yīng)式是2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH。(2)鋅銀電池具有比能量大、電壓穩(wěn)定、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，總反應(yīng)式為ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。負(fù)極反應(yīng)式是Zn2OH2e=Zn(OH)2；正極反應(yīng)式是Ag2OH2O2e=2Ag2OH。2.二次電池鉛蓄電池是常見(jiàn)的二次電池，其放電反應(yīng)和充電反應(yīng)表示如下：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)(1)負(fù)極是Pb，正極是PbO2，電解質(zhì)溶液是硫酸溶液。(2)放電反應(yīng)原理負(fù)極反應(yīng)式是Pb(s)SO(aq)2e=PbSO4(s)；正極反應(yīng)式是PbO
5、2(s)4H(aq)SO(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)；放電過(guò)程中，負(fù)極質(zhì)量的變化是增大，電解質(zhì)溶液pH的變化是增大。(3)充電反應(yīng)原理陰極(發(fā)生還原反應(yīng))反應(yīng)式是PbSO4(s)2e=Pb(s)SO(aq)；陽(yáng)極(發(fā)生氧化反應(yīng))反應(yīng)式是PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)4H(aq)SO(aq)；充電時(shí)，鉛蓄電池正極與直流電源正極相連，負(fù)極與直流電源負(fù)極相連。3.燃料電池氫氧燃料電池用鉑作電極，不斷充入的氫氣和氧氣，分別在兩極發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。(1)氫氧燃料電池的總反應(yīng)式是2H2O2=2H2O。(2)寫出氫氧燃料電池(介質(zhì)不同)的電極反應(yīng)：介質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極
6、反應(yīng)式酸性2H24e=4HO24H4e=2H2O堿性2H24e4OH=4H2OO22H2O4e=4OH常見(jiàn)化學(xué)電池的比較(1)一次電池：活潑金屬作負(fù)極，參與電極反應(yīng)，放電完成后，不能再使用。(2)二次電池：兩電極都參與電極反應(yīng)，可充電、放電，循環(huán)使用。(3)燃料電池：兩電極都不參與電極反應(yīng)，不斷充入的物質(zhì)分別在兩極發(fā)生反應(yīng)，可連續(xù)使用。例3(2017騰沖縣期末)鋰空氣電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。下列敘述正確的是()A.放電時(shí)Li由B極向A極移動(dòng)B.電池放電反應(yīng)為4LiO22H2O=4LiOHC.B電極反應(yīng)式為O24H4e=2H2OD.電解液a可以為氯化鋰溶液答案B解析在鋰空氣電池中，A(金屬
7、鋰)為負(fù)極，其反應(yīng)式是4Li4OH4e=4LiOH；B為正極，其反應(yīng)式是O24e2H2O=4OH；總反應(yīng)式是4LiO22H2O=4LiOH。原電池工作過(guò)程中，溶液中的Li(陽(yáng)離子)移向B極(正極)；金屬鋰能與水反應(yīng)，電解質(zhì)中不能含有水?？键c(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)一次電池方法點(diǎn)撥根據(jù)原電池裝置書寫電極反應(yīng)式(1)由裝置圖確定原電池的正極、負(fù)極及各極反應(yīng)物。(2)若電解質(zhì)溶液中的陰離子與負(fù)極產(chǎn)生的陽(yáng)離子不共存，該陰離子寫入負(fù)極反應(yīng)式。(3)正極反應(yīng)是溶液中的陽(yáng)離子或氧化劑得到電子被還原。例4(2017畢節(jié)市模擬)鎳鎘電池是一種可充電的“干電池”，使用壽命長(zhǎng)達(dá)1015年。鎳鎘電池的總反應(yīng)為Cd2Ni
8、OOH2H2O2Ni(OH)2Cd(OH)2。下列說(shuō)法不正確的是()A.放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生了氧化反應(yīng)，反應(yīng)為Cd2OH2e=Cd(OH)2B.充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)eOH(aq)=NiOOH(s)H2O(l)C.電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)pH增大，正極區(qū)pH減小D.該電池充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能答案C解析由電池總反應(yīng)可知：放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為Cd2OH2e=Cd(OH)2，負(fù)極區(qū)OH濃度減小，pH減??；放電時(shí)正極反應(yīng)式為NiOOH(s)H2Oe=Ni(OH)2(s)OH，正極區(qū)OH濃度增大，pH增大；充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式與放電時(shí)的正極反應(yīng)式相反，即Ni(OH)2(s)eOH(aq)=NiOOH
9、(s)H2O(l)；二次電池放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?？键c(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)二次電池方法點(diǎn)撥由二次電池的總反應(yīng)式書寫電極反應(yīng)式(1)放電時(shí)為原電池，由總反應(yīng)式中元素化合價(jià)的變化，確定負(fù)極、正極的反應(yīng)物、主要產(chǎn)物和轉(zhuǎn)移電子數(shù)目，再結(jié)合電解質(zhì)溶液性質(zhì)和守恒關(guān)系寫出電極反應(yīng)式。(2)充電時(shí)的電極反應(yīng)是放電電極反應(yīng)的逆過(guò)程，即充電的陽(yáng)極反應(yīng)為放電正極反應(yīng)的逆過(guò)程，充電的陰極反應(yīng)為放電負(fù)極反應(yīng)的逆過(guò)程。例5寫出下列燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。(1)酸性條件下的甲烷燃料電池總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。(2)堿性條件下的甲烷燃料電池總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_
10、；負(fù)極反應(yīng)式：_。(3)堿性條件下的甲醇(CH3OH)燃料電池總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。答案(1)CH42O2=CO22H2O2O28H8e=4H2OCH48e2H2O=CO28H(2)CH42O22OH=CO3H2O2O24H2O8e=8OHCH410OH8e=CO7H2O(3)2CH3OH3O24OH=2CO6H2O3O26H2O12e=12OH ；2CH3OH16OH12e=2CO12H2O考點(diǎn)燃料電池題點(diǎn)有機(jī)物燃料電池方法點(diǎn)撥(1)燃料電池的總反應(yīng)相當(dāng)于燃料的燃燒，書寫總反應(yīng)方程式時(shí)，要注意產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，電解質(zhì)溶液要寫在總反應(yīng)方程式中。(2
11、)燃料電池正極反應(yīng)的本質(zhì)是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即O24e=2O2，產(chǎn)生的O2存在形式與電解質(zhì)溶液的酸堿性和電解質(zhì)的狀態(tài)有著密切的關(guān)系。(3)書寫燃料電池的電極反應(yīng)式，一定要注意電解質(zhì)的酸堿性。堿性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)H；酸性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)OH。1.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.氧化還原反應(yīng)所釋放的化學(xué)能，是化學(xué)電池的能量來(lái)源B.化學(xué)電池中的負(fù)極材料不一定參加電極反應(yīng)C.二次電池的充電和放電過(guò)程是可逆反應(yīng)D.丟棄廢舊電池不但會(huì)污染環(huán)境，而且是資源的極大浪費(fèi)答案C解析二次電池的充電和放電，是在不同條件下發(fā)生的過(guò)程，它們不是可逆反應(yīng)。考點(diǎn)初步認(rèn)識(shí)化學(xué)電池題點(diǎn)化學(xué)電池及其類別2.下列電池工作時(shí)
12、，氧氣在正極放電的是()答案B解析燃料電池中在正極放電的物質(zhì)都是氧氣。考點(diǎn)化學(xué)電池的綜合題點(diǎn)化學(xué)電池及其類別3.某電池以K2FeO4和鋅為電極材料，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液。下列說(shuō)法不正確的是()A.鋅為電池的負(fù)極B.正極反應(yīng)式為2FeO10H6e=Fe2O35H2OC.該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度增大D.電池工作時(shí)OH向負(fù)極遷移答案B解析以K2FeO4和鋅為電極材料，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液的電池中，鋅為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：3Zn6e6OH=3Zn(OH)2；K2FeO4為正極，發(fā)生反應(yīng)：2FeO8H2O6e=2Fe(OH)310OH；放電過(guò)程中有OH生成，則電解質(zhì)溶液的濃度增大，OH向負(fù)極遷
13、移。考點(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)一次電池4.鎂及其化合物一般無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染，且鎂電池放電時(shí)電壓高而平穩(wěn)，因而越來(lái)越成為人們研制綠色原電池所關(guān)注的焦點(diǎn)。其中一種鎂電池的反應(yīng)為xMgMo3S4MgxMo3S4，則鎂電池放電時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.Mg2向正極遷移B.正極反應(yīng)式為Mo3S42xe=Mo3SC.Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng)D.負(fù)極反應(yīng)式為xMg2xe=xMg2答案C解析鎂在反應(yīng)中失電子，則Mo3S4在反應(yīng)中得電子，故放電時(shí)Mo3S4發(fā)生還原反應(yīng)?？键c(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)二次電池5.氫氧燃料電池已用于航天飛機(jī)，它是以鉑作電極，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，正極反應(yīng)為O24H4e=2H
14、2O，負(fù)極反應(yīng)為2H24e=4H。下列敘述不正確的是()A.H2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)B.燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%C.是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置D.供電時(shí)的總反應(yīng)為2H2O2=2H2O答案B解析氫氧燃料電池中H2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；燃料電池中能量轉(zhuǎn)化率較高，但達(dá)不到100%，B項(xiàng)錯(cuò)誤；燃料電池是一種高效、對(duì)環(huán)境友好的發(fā)電裝置，C項(xiàng)正確；結(jié)合正極和負(fù)極反應(yīng)式可寫出供電時(shí)總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)燃料電池題點(diǎn)氫氧燃料電池(酸性電解質(zhì))6.原電池是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。(1)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問(wèn)題：電池的負(fù)極是_(填“a”或“b”)電極，該
15、極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH_(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)熔融鹽燃料電池具有很高的發(fā)電效率，因而受到重視?？捎锰妓徜嚭吞妓徕c的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，一氧化碳為負(fù)極燃?xì)?，空氣與二氧化碳的混合氣為正極助燃?xì)?，制得?50 下工作的燃料電池，其負(fù)極反應(yīng)式為2CO2CO4e=4CO2。正極反應(yīng)式是_；總電池反應(yīng)式是_。答案(1)aCH410OH8e=CO7H2O減小(2) O22CO24e=2CO2COO2=2CO2解析(1)甲烷在反應(yīng)時(shí)失去電子，故a電極是電池的負(fù)極。由于電池工作過(guò)程中會(huì)消耗OH，故一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的pH會(huì)減小。(2)正極發(fā)生還原發(fā)應(yīng)，故正
16、極電極反應(yīng)式為O22CO24e=2CO，根據(jù)正極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式總電池反應(yīng)，可推知總電池反應(yīng)式應(yīng)為2COO2=2CO2?？键c(diǎn)燃料電池題點(diǎn)燃料電池的綜合對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一一次電池1.電子表和電子計(jì)算器的電源通常用微型銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)式為Ag2OH2OZn=Zn(OH)22Ag。下列說(shuō)法正確的是()A.Ag2O是正極，Zn是負(fù)極B.Zn是正極，Ag2O是負(fù)極C.工作時(shí)，電池負(fù)極區(qū)溶液pH增大D.工作時(shí)，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極答案A解析根據(jù)總反應(yīng)式可知，金屬鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作該電池的負(fù)極，氧化銀得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，作該電池的正極，
17、A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極區(qū)鋅離子與氫氧根離子結(jié)合，溶液中氫氧根離子濃度減小，則其pH減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池工作時(shí)，電子由鋅極經(jīng)外電路流向氧化銀極，D項(xiàng)錯(cuò)誤。考點(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)一次電池2.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為Zn(s)2MnO2(s)2H2O(l)=Zn(OH)2(s)2MnOOH(s)。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.電池工作時(shí)，鋅失去電子B.電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2(s)2H2O(l)2e=2MnOOH(s)2OH(aq)C.電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極D.外電路中每通過(guò)0.2 mol
18、電子，鋅的質(zhì)量減少6.5 g答案C解析由電池總反應(yīng)式可知，鋅為負(fù)極，電子從負(fù)極流出經(jīng)外電路流向正極。外電路中每通過(guò)0.2 mol電子，參加反應(yīng)的鋅理論上為0.1 mol，即質(zhì)量減少6.5 g?？键c(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)一次電池3.鋰錳電池具有高倍率放電性能且電壓穩(wěn)定，是常用的貯存性能優(yōu)良的一次電池。其工作原理如圖所示，Li通過(guò)電解質(zhì)遷移進(jìn)入MnO2晶格中，生成LiMnO2，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.a極為電池的負(fù)極B.可以用水代替有機(jī)溶劑C.外電路中電子由a極流向b極D.b極的電極反應(yīng)式為MnO2eLi=LiMnO2答案B解析根據(jù)圖示裝置可確定Li電極為負(fù)極，A項(xiàng)正確；若用水代替有機(jī)溶劑，水能與
19、金屬Li直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；原電池中電子從負(fù)極a流出經(jīng)導(dǎo)線流回正極b，C項(xiàng)正確；MnO2在正極發(fā)生還原反應(yīng)生成LiMnO2，其電極反應(yīng)式為MnO2eLi=LiMnO2，D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)一次電池題組二二次電池4.鉛蓄電池的兩極分別為Pb、PbO2，電解質(zhì)溶液為H2SO4，工作時(shí)的電池反應(yīng)為PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。下列結(jié)論正確的是()A.Pb為正極被氧化B.溶液的pH不斷減小C.SO只向PbO2處移動(dòng)D.電解質(zhì)溶液的密度不斷減小答案D解析由電池總反應(yīng)方程式可知，鉛是負(fù)極，二氧化鉛是正極；原電池工作時(shí)，外電路中電子由負(fù)極流向正極；內(nèi)電路中帶負(fù)電荷的
20、陰離子(SO和OH)移向負(fù)極；硫酸不斷被消耗， pH不斷增大，硫酸濃度減小，溶液密度減小?？键c(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)二次電池5.全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S62Li2e=3Li2S4B.電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.14 gC.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D.電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多答案D解析A項(xiàng)，原電池電解質(zhì)中陽(yáng)離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li移
21、動(dòng)方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2的還原反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，電池工作時(shí)負(fù)極電極方程式為L(zhǎng)ie=Li，當(dāng)外電路中流過(guò)0.02 mol電子時(shí)，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02 mol，其質(zhì)量為0.14 g，正確；C項(xiàng)，石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電能力，正確；D項(xiàng)，電池充電時(shí)為電解池，此時(shí)電解總反應(yīng)為8Li2Sx16LixS8(2x8)，故Li2S2的量會(huì)越來(lái)越少，錯(cuò)誤。考點(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)二次電池6.高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池可長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反
22、應(yīng)為3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列敘述不正確的是()A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn2e2OH=Zn(OH)2B.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Fe(OH)33e5OH=FeO4H2OC.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化D.放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)答案C解析根據(jù)題給總反應(yīng)式，高鐵電池放電時(shí)必定是鋅為負(fù)極失去電子，被氧化；高鐵酸鉀在正極得到電子，被還原。充電時(shí)，陽(yáng)極上氫氧化鐵被氧化成高鐵酸鉀。放電時(shí)正極附近生成OH，堿性增強(qiáng)?？键c(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)二次電池題組三燃料電池7.如圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的
23、是()A.a電極是負(fù)極B.b電極的電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2C.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置答案B解析從圖中可看出a電極處通入的是H2，b電極處通入的是O2，該電池的總反應(yīng)是2H2O2=2H2O，故a電極處H2失e被氧化，a為負(fù)極；相對(duì)應(yīng)的b極為正極，b極的電極反應(yīng)是2H2OO24e=4OH，故選項(xiàng)中只有B項(xiàng)不正確。考點(diǎn)燃料電池題點(diǎn)氫氧燃料電池(中性電解質(zhì))8.將兩個(gè)鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CO和O2，即可產(chǎn)生電流，稱為燃料電池，下列敘述正確的是()通入CO的電極為正極；正極的電極
24、反應(yīng)式是O22H2O4e=4OH；通入CO的電極反應(yīng)式是2COO24e=2CO2；負(fù)極的電極反應(yīng)式是CO4OH2e=CO2H2O；放電時(shí)溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng)；放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)A. B.C. D.答案B解析據(jù)題意知，發(fā)生的反應(yīng)為2COO2=2CO2，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2處于KOH溶液中，又會(huì)轉(zhuǎn)化為CO，正確，錯(cuò)誤。O2得e被還原，在正極反應(yīng)，錯(cuò)誤，正確。陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，錯(cuò)誤，正確?？键c(diǎn)燃料電池題點(diǎn)無(wú)機(jī)物燃料電池(堿性電解質(zhì))9.下圖是甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H)和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2C
25、H3OH3O2=2CO24H2O。下列說(shuō)法不正確的是()A.左電極為電池的負(fù)極，a處通入的物質(zhì)是甲醇B.正極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHC.負(fù)極反應(yīng)式為CH3OHH2O6e=CO26HD.該電池提供1 mol e，消耗氧氣0.25 mol答案B解析負(fù)極反應(yīng)式為2CH3OH12e2H2O=2CO212H，正極反應(yīng)式為3O212e12H=6H2O；根據(jù)電子流向，可以判斷a處通甲醇，b處通O2；當(dāng)電池提供 1 mol 電子時(shí)，消耗O2為1 mol0.25 mol?？键c(diǎn)燃料電池題點(diǎn)有機(jī)物燃料電池(隔膜、酸性電解質(zhì))10.一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A.反應(yīng)
26、CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子B.電極A上H2參與的電極反應(yīng)為H22OH2e=2H2OC.電池工作時(shí)，CO23向電極B移動(dòng)D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O22CO24e=2CO23答案D解析A項(xiàng)，由化合價(jià)變化可知，每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移6 mol電子；B項(xiàng)，電極A為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2CO2CO234e=H2O3CO2；C項(xiàng)，電池工作時(shí)，CO向電極A移動(dòng)；D項(xiàng)，電極B是正極，電極反應(yīng)為O22CO24e=2CO?？键c(diǎn)燃料電池題點(diǎn)有機(jī)物燃料電池(熔融電解質(zhì))題組四新型電池11.研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)
27、電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水”電池的海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.正極反應(yīng)式：AgCle=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子C.Na不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)D.AgCl是還原產(chǎn)物答案B解析根據(jù)總反應(yīng)中化合價(jià)的升降和正極、負(fù)極的反應(yīng)原理，正極反應(yīng)為5MnO22e=Mn5O，負(fù)極反應(yīng)為2Ag2Cl2e=2AgCl，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，AgCl是氧化產(chǎn)物，錯(cuò)誤?？键c(diǎn)化學(xué)電池的綜合題點(diǎn)新型電池原理分析12.以氨氣代替氫氣來(lái)研發(fā)氨燃料電池是當(dāng)前科研的一個(gè)熱點(diǎn)，
28、氨燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液，電池反應(yīng)為4NH33O22N26H2O。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.氨燃料電池在充電時(shí)，在陰極N2得電子被氧化B.氨燃料電池在放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為2NH36e6OH=N26H2OC.以氨氣代替氫氣的主要原因是氨氣易液化、易儲(chǔ)存D.燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率一般比普通的電池高答案A解析充電時(shí)N2在陰極得電子被還原，A錯(cuò)誤；氨燃料電池在放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為4NH312e12OH=2N212H2O，正極反應(yīng)為3O212e6H2O=12OH，B正確；燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率超過(guò)80%，比普通的電池高，D正確。考點(diǎn)化學(xué)電池的綜合題點(diǎn)新型電池原理分析13.最近科學(xué)家研制的一種新型
29、“微生物電池”可以將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為H2O和CO2，同時(shí)產(chǎn)生電能，其原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A.氧化銀電極上的反應(yīng)為Ag2O2e=2AgO2B.石墨電極上的反應(yīng)為C6H12O66H2O24e=6CO224HC.每轉(zhuǎn)移4 mol電子，氧化銀電極產(chǎn)生22.4 L CO2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D.每30 g C6H12O6參與反應(yīng)，有4 mol H經(jīng)質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)答案D解析C6H12O6在微生物作用下轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨電極為負(fù)極，氧化銀電極為正極，Ag2O發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ag2O2H2e=2AgH2O，故A錯(cuò)誤；石墨電極為負(fù)
30、極，C6H12O6在負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：C6H12O66H2O24e=6CO224H，故B錯(cuò)誤；根據(jù)負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，每轉(zhuǎn)移4 mol電子，石墨電極產(chǎn)生22.4 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，故C錯(cuò)誤；30 g C6H12O6的物質(zhì)的量為 mol，根據(jù)負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，有4 mol H經(jīng)質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)，故D正確?？键c(diǎn)化學(xué)電池的綜合題點(diǎn)新型電池原理分析綜合強(qiáng)化14.“神舟九號(hào)”飛船的電源系統(tǒng)共有3種，分別是太陽(yáng)能電池帆板、鎘鎳蓄電池和應(yīng)急電池。(1)飛船在光照區(qū)運(yùn)行時(shí)，太陽(yáng)能電池帆板將_能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能，除供給飛船使用外，多余部分用鎘鎳蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)。其工作原理為Cd2NiOOH2H2
31、OCd(OH)22Ni(OH)2充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)；當(dāng)飛船運(yùn)行到陰影區(qū)時(shí)，鎘鎳蓄電池開(kāi)始為飛船供電，此時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性_(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)緊急狀況下，應(yīng)急電池會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，工作原理為ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。答案(1)太陽(yáng)電Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O減小(2)Zn2e2OH=Zn(OH)2解析陽(yáng)極是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的一極，Ni(OH)2為陽(yáng)極；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Cd2e2OH=Cd(OH)2，溶液的堿性減小?？键c(diǎn)一次電池和二次電池題點(diǎn)二次電池15.燃料電池是利用燃料與氧氣反應(yīng)從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(1)
32、以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。A為生物燃料電池的_(填“正”或“負(fù)”)極。正極反應(yīng)式為_(kāi)。放電過(guò)程中，H由_極區(qū)向_極區(qū)遷移(填“正”或“負(fù)”)。在電池反應(yīng)中，每消耗1 mol氧氣，理論上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化碳的體積是_。(2)一氧化碳無(wú)色無(wú)味有毒，世界各國(guó)每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一種一氧化碳分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(zhì)為氧化釔氧化鈉，其中O2可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)。傳感器中通過(guò)的電流越大，尾氣中一氧化碳的含量越高。請(qǐng)回答：a極電極反應(yīng)式為_(kāi)；工作時(shí)，O2由電極_向電極_移動(dòng)(填“a”或“b”)；電子由電極_通過(guò)傳感器流向電極_(
33、填“a”或“b”)。答案(1)正O24H4e=2H2O負(fù)正22.4 L(2)COO22e=CO2ba ab解析(1)由圖可知A為燃料電池的正極，電極反應(yīng)為O24H4e=2H2O；B為燃料電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為C6H12O66H2O24e=6CO224H。放電過(guò)程中，H由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)。葡萄糖燃料電池的總反應(yīng)為C6H12O66O2=6CO26H2O，即1 mol O21 mol CO2，每消耗1 mol O2，理論上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體22.4 L。(2)由元素價(jià)態(tài)變化可知，a電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為COO22e=CO2，b電極為正極，電極反應(yīng)式為O24e=2O2，總反應(yīng)為2COO2=2CO2。工作時(shí)電子由電極a通過(guò)傳感器流向電極b，O2由電極b向電極a移動(dòng)?？键c(diǎn)燃料電池題點(diǎn)燃料電池的綜合
（通用版）2022-2023版高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié) 化學(xué)電源學(xué)案 新人教版選修4
