高中化學專題1第二單元第2課時化學電源學案蘇教版選修4

［學習目標定位］1.知道化學電源的分類方法。2.熟悉幾種常見化學電源的組成和工作原

理。3.了解化學電源廣泛的應用及廢舊電池對環(huán)境的危害，設想其處理方法。

知識?回百頁區(qū)溫故追本溯源推陳方可知新

1.原電池的設計與判斷

(1)依據(jù)Fe+H2sO〈「FeSOJ+H2t設計原電池，可選用鐵片作負極,銅片(或石墨)作正極,

用導線連接后，置于電解質(zhì)溶液稀硫酸中。

(2)若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導線，能否構成原電池？能。

若能，請寫出電極反應式，負極為Cu—2-=(：/+；正極為2尸3++2-=2尸5+。(若不能，

后兩空不填)

(3)若(2)題中電極材料選銅和鐵，則負極反應式為Fe—2e-=Fe?+,正極反應式為2Fe"+

2e-=2Fe2+,其電池總反應的離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe?+。

2.回答下列問題：

(1)電工操作上規(guī)定：不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用。請說明原因：當Cu、A1導線

連接時，接觸到潮濕的空氣就易形成原電池而被腐蝕。

(2)實驗室用鋅與稀硫酸反應制取氫氣時，常加入少量的硫酸銅溶液的原因是鋅與稀硫酸反

應時，加入少量CuSO”C/+被鋅置換出來，生成的單質(zhì)Cu附著在鋅的表面，此時會發(fā)生原

電池反應，鋅為負極，使反應速率加快。

(3)有三種金屬片a、b、c,用導線將a、b連接浸泡在硫酸銅溶液中，a質(zhì)量減小，b質(zhì)量

增加；用導線將a、c連接浸泡在稀硫酸中，c不斷溶解，a有氣泡產(chǎn)生。由此判斷三種金屬

的活動性順序是c>a>b。

學習.探究區(qū)基礎自學落實重點互動探究

探究點一化學電池

化學電池是將化學能變成電能的裝置.其種類很多，常分為以下三類。請你舉出生活中常見

的電池，并將其分類填入下表。

種類特點(分類依據(jù))實例

一次電池放完電以后不能再使用普通鋅缽電池、堿性鋅錦電池

二次電池充電、放電可循環(huán)進行鉛蓄電池、銀氫電池

燃料電池可通過不斷充入燃料、氧化劑，連續(xù)使用氫氧燃料電池、CH,燃料電池

［歸納總結］

化學電池是一類應用范圍廣、實用性強的電源，分為一次電池、二次電池(充電電池)、燃料

電池(連續(xù)電池)o使用后的廢棄電池中含有汞、鎘、銘、鉛等大量的重金屬和酸、堿等有害

物質(zhì)，隨處丟棄會給土壤、水源等造成嚴重的污染。廢棄電池要進行回收利用。

［活學活用］

1.下列說法錯誤的是()

A.依據(jù)原電池的原理設計出了化學電源

B.原電池是化學電源的雛形

C.判斷一種電池的優(yōu)劣主要是看其負極材料的活動性

D.氧化還原反應所釋放的化學能，是化學電源的能量來源

答案C

解析判斷一種電池的優(yōu)劣主要是看這種電池的比能量的大小，以及可儲存時間的長短。

2.下列說法中，不正確的是()

A.化學電池是將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置

B.化學電池的種類包括一次電池、二次電池和燃料電池等

C.化學電池供能穩(wěn)定可靠，使用方便，易于維護

D.廢舊電池可以隨意丟棄

答案D

解析本題考查的是有關化學電池的概念、分類及性能等方面的知識。廢舊電池中含有重金

屬和酸、堿等有害物質(zhì)，隨意丟棄，對生態(tài)環(huán)境和人體健康危害很大，所以廢舊電池應回收

利用。

探究點二常見的化學電池

1.一次電池

(1)銀鋅電池具有比能量大、電壓穩(wěn)定、儲存時間長等特點。試根據(jù)電池反應方程式Zn+AgQ

+H20=Zn(0H)2+2Ag判斷：

①負極是④，其依據(jù)是在總反應式中鋅元素化合價升高，失去電子，鋅為負極。

-

②正極反應式是Ag20+H20+2e-=2Ag+20H,反應類型是還原反應。

(2)堿性鋅鎰電池是一種常用的一次電池，其負極是④，正極是幽，電解質(zhì)溶液是K池溶

液。

①負極反應式：Zn+20ir—2e~=Zn(0II)2；

②正極反應式：2Mn02+2HQ+2e-=2Mn00H+20lT；

③電池反應方程式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOII+Zn(Oil)2<,

2.二次電池

鉛蓄電池是常見的二次電池，其負極是比，正極是幽，電解質(zhì)溶液是硫酸溶液。已知鉛

蓄電池的放電反應和充電反應表示如下：

Pb+PbO2+2H2SO.,簍，2PbS0』+2HQ

(1)請你分析并寫出鉛蓄電池放電時的電極反應式

-

負極：Pb+S0r-2e=PbS01;

+-

正極：Pb02+4H+S0r+2e=PbS0.,+2H，0?

(2)鉛蓄電池充電時-，發(fā)生氧化反應的物質(zhì)是PbSO”其電極反應式是PbSO,+2Hq-2e-

+

=Pb02+4H+S0t；發(fā)生還原反應的物質(zhì)是適5,其電極反應式是PbS0i+2e-=Pb+S0i-o

(3)放電過程中，硫酸的濃度變化是不斷減小,密度的變化是不斷減小,溶液的pH變化是丕

斷增大。

3.燃料電池

(1)氫氧燃料電池用Pt作電極，不斷充入燃料(也)和氧化劑(0J,分別在兩極發(fā)生氧化反應

和還原反應，電池反應方程式是2H2+02=2上0。

氫氧燃料電池在不同介質(zhì)中的電極反應

介質(zhì)負極反應式正極反應式

+

酸性2H2-4e"=4H。2+4仁+40-=2出0

2H—4e-=4H+-

中性202+2H20+4e=40H~

-

堿性2H2—4e-+40H一=4H2002+2H20+4e-=40H

(2)燃料電池的燃料除氫氣外，還有甲烷、甲醇、臟、氨等。若將用導線相連的兩個伯電極

插入K0H溶液中，然后向兩極分別通入甲醇(CH：QH)和氧氣，發(fā)生原電池反應。在負極發(fā)生

氧化反應的是CHQH,其產(chǎn)物最終是CO、C左,負極反應式是2CHQH—12屋+1601r=2C0廣

+1240；正極反應式是302+6HQ+12e-=1201T；電池反應式是2CH：(0H+302+40H'=2C0r

+6H20O

［歸納總結］

(1)常見化學電池的比較

①一次電池：活潑金屬作負極，參與電極反應，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，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，不斷充入的物質(zhì)分別在兩極發(fā)生反應，可連續(xù)使用。

(2)書寫化學電池中電極反應式應注意的問題

①正確判斷出化學電池的負極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應。

②確認電極得失電子后的產(chǎn)物是否能與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應，若能反應，則應寫與電解質(zhì)溶

液反應后的電極反應式。

③在正極上，若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原，無論該離子是強電解質(zhì)提供的，還是弱

電解質(zhì)提供的，一律寫離子符號。

④書寫二次電池的電極反應時，要注意判斷充電方向與放電方向。放電時的電極反應式倒過

來即為充電時的電極反應式(注意電子的得失)。

［活學活用］

3.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。堿性鋅鎰電池以氫氧化

鉀溶液為電解液，電池反應方程式為Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn203(s)

下列說法中，錯誤的是()

A.電池工作時，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應式為2MnO2(s)+HZ)(1)+2e~=Mn203(s)+20FT(aq)

C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極

D.外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量減少6.5g

答案C

解析本題要求利用原電池原理分析堿性鋅鋅電池：鋅為負極，在反應中失去電子；電池工

作時，電流由正極通過外電路流向負極，而電子移動方向與電流方向相反，故C錯誤；由電

子守恒知D項正確；由該電池反應的總反應式和原電池原理寫出正極反應式知B正確。

4.鉛蓄電池的兩極分別為Pb、Pb02,電解質(zhì)溶液為H2s0”工作時的電池反應方程式為Pb

+PbO2+2H2S01=2PbS0l+2H20,下列結論正確的是()

A.Pb為正極被氧化

B.溶液的pH不斷減小

C.S07只向PbO2處移動

D.電解質(zhì)溶液pH不斷增大

答案D

解析由題給電池反應可以看出HBO,不斷被消耗，故pH不斷增大，所以B錯，D對；由Pb

元素化合價的變化，可以看出Pb是負極，所以A不正確；原電池工作時，整個電路中負電

荷的流向是一致的，外電路中，電子由Pb極流向PbOz極；內(nèi)電路中，負電荷(S(T和0k)

移向Pb極，所以C不正確。

5.用兩根伯絲作電極插入KOH溶液中，再分別向兩極通入甲烷氣體和氧氣，可形成原電池

一燃料電池，該電池放電時發(fā)生的反應為CH,+2K0II+202=K2C03+3Il20,下列說法錯誤的

是()

A.通甲烷的一極為負極，通氧氣的一極為正極

B.放電時，通入一極附近溶液的pH升高

C.放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量不發(fā)生變化

D.通甲烷一極的電極反應式是CH4+IOOH一一8-=0)7+7H2。

答案C

解析原電池的負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，由總反應式知，此燃料電池的電極

反應式是

正極：20z+仙?0+8e-=80I「

-

負極：CH4+1OOH^-8e=C0t+7H20

由此可見A、B、D正確，錯誤的為C。

自我?檢測區(qū)檢測學習效果體驗成功快樂

1.微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，有一種銀鋅電池，其電極分別是AgQ和Zn,電

解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應為

Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2

--

Ag20+H20+2e=2Ag+20H

電池反應方程式為Ag20+Zn+H20=Zn（OH）2+2Ag

根據(jù)上述反應式，判斷下列敘述中正確的是（）

A.在使用過程中，電池負極區(qū)溶液的pH增大

B.在使用過程中，電子由AgzO經(jīng)外電路流向Zn極

C.Zn是負極，Ag/O是正極

D.Zn極發(fā)生還原反應，Ag*極發(fā)生氧化反應

答案C

解析根據(jù)電極反應可知Zn失電子被氧化而溶解，AgQ得電子被還原，故Zn是負極，Ag?O

是正極，所以C正確；負極（即Zn極）在反應時消耗0H,則負極區(qū)溶液的pH應減小，故A

錯誤；發(fā)生原電池反應時，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，即電子從Zn極經(jīng)外電路流向A&0

極，故B錯誤；在原電池中，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，故D錯誤。

2.一種新型燃料電池，它以多孔鑲板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極上通入乙烷

----

和氧氣，其電極反應式為C2H6+180H-14e=2C0r+12H>0>7H2O+^O2+14e=14OH,

有關此電池的推斷正確的是（）

A.通氧氣的電極為負極

B.參加反應的氧氣與CJh的物質(zhì)的量之比為7:2

C.放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量濃度不變

D.電解質(zhì)溶液中，CO廠向正極移動

答案B

解析燃料電池中，燃料為負極，氧氣為正極，A不正確；由于KOH參與電極反應，所以KOH

的物質(zhì)的量濃度減小，C不正確；電解質(zhì)溶液中，CO廠幾乎不移動，D不正確。

3.我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極，伯網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與

鋁反應產(chǎn)生電流。電池反應方程式為4A1+3O2+6H2O=4A1(OH)3,下列說法不正確的是

()

A.正極反應式為02+2H20+4e-=40H^

B.電池工作時，電流由鋁電極沿導線流向鉗電極

C.以網(wǎng)狀的柏為正極，可增大與氧氣的接觸面積

D.該電池通常只需更換鋁板就可繼續(xù)使用

答案B

解析該原電池負極反應為Al—3e-=Al",正極反應為02+2ll20+4e-=40H-,工作時電

子由負極流向正極，而電流由正極流向負極，答案為B。

4.(1)今有反應2H2+O2亶2H20,要構成燃料電池，則負極通入的應是,正

極通入的應是,

電極反應式分別為、

⑵如把KOH改為稀112soi作電解液，則電極反應式分別為、

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑶上述⑴和⑵的電解液不同，反應進行后，⑴中溶液pH變一(填“大”或“小”，

下同)，(2)中溶液pH變

(4)如把心改為甲烷，KOH溶液作電解液，則電極反應式分別為、

___________________________________________________________________________O

答案⑴。2負極：2H2+40ir-4e-=41h0

-+-

正極：02+2H20+4e^^40H(2)負極：2H2—4e-^4H+正極：02+4H+4e^2H20(3)

-

小大(4)負極：CH,+1OOIf-8e=COr+71120正極：202+440+8鼠=801「

解析解答此題的關鍵是弄清原電池的有關概念。

(1)根據(jù)總反應式可知上在反應中被氧化，被還原，H?應在負極上反應，。2應在正極上反

應，又因為是堿性溶液不可能有H"參加或生成，故負極反應為2H?+40H—4e-=4H20,正

極反應為02+2H20+4e~=40H<.

(2)若將電解液換成酸性溶液，此時應考慮不可能有0H參加反應，也不可能有生成，負

極：2H2—4e1^4H\正極：2H2。

(3)由于(1)是在堿性條件下反應，KOH量不變，但工作時出0增多，故溶液變稀，pH將變小;

而（2）中為酸溶液，H￡Oi量不變，水增多，溶液酸性變小，故而將變大。

-

（4）如把H?改為甲烷，用K0H溶液作電解液，則負極：CH,+100H--8e=C0r+7H20,正極:

-

202+4II20+8e=80ir,此時不會有C。放出。

40分鐘課時作業(yè)

［基礎過關］

一、常見的化學電池

1.下列說法正確的是（）

A.堿性鋅鎰電池是二次電池

B.鉛蓄電池是一次電池

C.二次電池又叫蓄電池，它放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生

D.燃料電池的活性物質(zhì)大量儲存在電池內(nèi)部

答案C

解析堿性鋅鎬電池是一次電池，鉛蓄電池是二次電池。

2.下列有關電池的說法不正確的是（）

A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池

B.銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極

C.甲醇燃料電池可把化學能轉(zhuǎn)化為電能

D.鋅錦干電池中，鋅電極是負極

答案B

解析原電池中，電子從負極鋅沿外電路流向正極銅。

3.生產(chǎn)鉛蓄電池時，在兩極板上的鉛、睇合金棚架上均勻涂上膏狀的PbSO,,干燥后再安裝,

充電后即可使用，發(fā)生的反應是2PbS0,+2H20儒常Pb02+Pb+2H2S0l

下列對鉛蓄電池的說法錯誤的是（）

A.需要定期補充硫酸

B.工作時鉛是負極，PbOz是正極

C.工作時負極上發(fā)生的反應式是Pb—2e-+S0T=PbS0,

D.工作時電解質(zhì)的密度減小

答案A

解析鉛蓄電池放電時相當于原電池，Pb是負極，PbOz是正極，負極發(fā)生的反應是Pb失去

電子生成Pb?+,Pb，+與溶液中的SO廠生成PbSO,沉淀，放電時消耗的硫酸與充電時生成的硫

酸相等，在電池制備時，PbSO,的量是一定的，制成膏狀，干燥后再安裝，說明H￡0,不用補

充；放電時，HzSO,被消耗，溶液中HzSO」的物質(zhì)的量濃度減小，所以溶液的密度也隨之減小。

4.氫氧燃料電池已用于航天飛機，它是以鉆作電極，KOH溶液作電解質(zhì)，正極反應式為02

+2H20+4e-=40H,負極反應式為2H2+40FT—4r=4比0,下列敘述不正確的是（）

A.lb在負極發(fā)生氧化反應

B.燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達100%

C,是一種高效、環(huán)保的發(fā)電裝置

D.供電時的總反應為2H2+02=2H20

答案B

解析該燃料電池中，通的電極作負極，發(fā)生氧化反應；通5的電極為正極，發(fā)生還原

反應，總反應式為2H2+02=2H20,是一種高效、環(huán)保的發(fā)電裝置，燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率

雖然比燃料直接燃燒時高，但也達不到100%。

二、根據(jù)電極反應式或電池反應方程式分析電池的有關變化

5.市場上經(jīng)常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和

碳的復合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導Li+的高分子材料。這種鋰離子

電池的電池反應式為Li+2Li0.35NiO2卷32Lio.85NiO2,下列說法不正確的是（）

A.放電時，負極的電極反應式：Li—e=Li'

B.充電時，Lio^NiOz既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應

C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)溶液

D.放電過程中Li+向負極移動

答案D

解析A項，Li從零價升至正價，失去電子，作負極，正確；B項，反應逆向進行，反應物

只有一種，化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應，正確；C項，由

于Li可以與水反應，故不能用水溶液作為電解質(zhì)溶液，正確；D項，原電池中陽離子應遷

移至正極得電子，故錯。

6.甲醇燃料電池（DMFC）可用于筆記本電腦、汽車、遙感通訊設備等，它的一極通入甲醇，

一極通入氧氣；電解質(zhì)是質(zhì)子交換膜，它能傳導氫離子（H+）。電池工作時，甲醇被氧化為二

氧化碳和水，氧氣在電極上的反應是02+41l++4e-=21W）。下列敘述中不正確的是（）

-+

A.負極的反應式為CH30H+H20-6e=C02t+6H

B.電池的反應方程式是2CII：i0II4-302=2C02+4H20

C.電池工作時，m由正極移向負極

D.電池工作時，電子從通入甲醇的一極流出，經(jīng)外電路再從通入氧氣的一極流入

答案C

解析首先判斷出通入甲醇的一極失去電子作負極，通入氧氣的一極得到電子作正極。電池

總反應式為2CH2H+302=2C02+4HQ,B項正確；電池總反應式減去氧氣在正極的電極反應

式，就得到了負極反應式，A項也正確；電池工作時，移向正極而不是移向負極，所以C

項錯誤。

7.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為2Li++FeS

+2e-^Li2S+Fe

有關該電池的下列說法中，正確的是（）

A.Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為+1價

B.該電池的電池反應式為2Li+FeS=LizS+Fe

C.負極的電極反應式為Al—3e-=AF+

D.充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為LizS+Fe—2e-=2Li++FeS

答案B

解析由正極的電極反應式知，在負極上Li失去電子被氧化，所以Li-Al在電池中作為負

極材料。該材料中Li的化合價為0價，故A項錯誤；負極的電極反應式為2Li

-2e-=2Li+,故C項錯誤；該電池的電池反應式為正、負極的電極反應式之和：2Li+

FeS=Li2S+Fe,故B項正確；由于充電時陰極發(fā)生還原反應，所以陰極的電極反應式為2Li

++2e-=2Li,故D項錯誤。

三、新型電池的開發(fā)利用

8.科學家成功開發(fā)出便攜式固體氧化物燃料電池，它以丙烷氣體為燃料。電池中的一極通

入空氣，另一極通入丙烷氣體，電解質(zhì)是固態(tài)氧化物，在熔融狀態(tài)下能傳導爐工下列對該

燃料電池的說法不正確的是（）

A.在熔融電解質(zhì)中，。2-由負極移向正極

B.該電池的總反應是C3HH+502=3C02+4HQ

C.電路中每通過5mol電子，約有5.6L標準狀況下的丙

烷被完全氧化

D.通入丙烷的電極為電池負極，發(fā)生的電極反應式為

2-

GHS-20e-+100=3C02+4H20

答案A

解析該燃料電池的化學原理是C3H8+502=3C02+4HQ,B正確；放電過程中通入丙烷的電

2-

極為負極：Calls_20e~+100^3C02+4H20,D正確；通入0?的電極為正極：

一，產(chǎn)生的02-將向負極移動，A項錯。

9.美國海軍海底戰(zhàn)事中心與麻省理工大學共同研制成功了用于潛航器的鎂-過氧化氫燃料電

池系統(tǒng)。其工作原理如圖所示。以下說法中錯誤的是（）

A.電池的負極反應式為Mg—2e-^Mg/I|---??—

*=======

C.電池工作一段時間后，溶液的pH增大

電解質(zhì)溶液

（海水+酸性HzO?）

+2+

D.電池總反應式是Mg+H202+2U=Mg+2U2O

答案B

-2++-

解析Mg-HG燃料電池中Mg作負極：Mg-2e=Mg,Pt作正極：H202+2H+2e=2II20,

總反應式為Mg+H202+2H+=Mg2++2HO消耗H*,使c(H*)減小，pH增大，且M移向正極。

10.如圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是()

A.該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化

--

B.裝置Y中負極的電極反應式為O2+2H2O+4e=4OH

C.裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生

D.裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉(zhuǎn)化

答案C

解析A項，該系統(tǒng)有太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為化學能，化學能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)

化為機械能，太陽能轉(zhuǎn)化為機械能多種能量轉(zhuǎn)化形式，A項錯；B項，裝置Y為原電池，負

極發(fā)生氧化反應，應是H?反應，B項錯；C項，裝置X為電解池，其作用是將水轉(zhuǎn)化為燃料

(氫氣)和氧化劑(氧氣)，C項正確；D項，化學能與電能間不可能完全轉(zhuǎn)化，D項錯。

［能力提升］

11.某原電池中，電解質(zhì)溶液為KOH(aq),向負極通入C曲或Al(g),向正極通入6或Ch。

試完成下列問題：

(1)當分別通入C此和Oz時：

①正極反應：；

②負極反應：;

③電池總反應：。

(2)當分別通入少量Al(g)和CL時：

①正極反應：；

②負極反應：:

③電池總反應：o

答案(1)?302+6H20+12e-=12OH-

②C2H1+160K—12e-=2COt+10壓0

③C2Hl+30,+4Oir=2COt+4H20

⑵①3cl2+6e-=6C「

②2Al(g)-6e-+80ir=2A10；+4I120

-

③2Al(g)+3C12+80H=2A10；+6Cr+4H20

12.科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑，美國已計劃將甲醇燃料電池

用于軍事。一種甲醇燃料電池采用伯或碳化鴇作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入

純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣。

回答下列問題：

(1)這種電池放電時發(fā)生的化學反應方程式是。

(2)此電池正極發(fā)生的電極反應式是,

負極發(fā)生的電極反應式是。

(3)電解液中的上廣向極移動，向外電路釋放電子的電極是。

(4)比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先是燃料

電池能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是。

答案(1)2CH:i0H+302=2C02+4H20

+-

(2)302+12H+12e=6H20

+

2CH：i0H+2H20-12e-=2C02+12H

(3)正負極(4)對環(huán)境無污染

解析甲醇燃料電池實質(zhì)就是利用QhOH燃料在氧氣中反應來提供電能。CHQH作負極，發(fā)

生氧化反應，電極反應式為2CHQH+2H2—12e-=2C0z+12H+；氧氣在正極的電極反應式為

3O2+12H++12e-=6IbO,兩反應相加得總反應式。在電池中，負極釋放電子傳到正極上，

故H，向正極移動。甲醇反應產(chǎn)物為CO2和上0,對環(huán)境無污染。

13.常用的鋰電池(鋰是一種堿金屬元素，其相對原子質(zhì)量為7)。由于它的比能量(單位質(zhì)

量電板材料所能轉(zhuǎn)換的電量)特別大而廣泛應用于心臟起搏器，一般使用時間可長達10年。

它的負極用金屬鋰制成；電池總反應可表示為Li+MnO2=LiMnO?。試回答：

(1)鋰電池比能量特別大的原因是o

(2)鋰電池中的電解質(zhì)溶液需用非水溶劑配制，為什么這種電池不能使用電解質(zhì)的水溶液？

請用化學方程式表示其原因：。

答案(1)鋰的摩爾質(zhì)量小

(2)2Li+2H2O=2LiOII+H2t

解析(l)Li的相對原子質(zhì)量小，因此單位質(zhì)量的Li比其他金屬轉(zhuǎn)換的電量大，即Li電池

的比能量大；(2)Li是一種非?；顫姷慕饘伲盟渲圃撲囯姵氐碾娊赓|(zhì)溶液時，Li能與

上0發(fā)生反應:2Li+2H2O=2LiOH+H21o

14.化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。

⑴目前常用的裸(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應可以表示為Cd+2NiO(OH)+2HQ兼，

2Ni(0II)2+Cd(0II)2o已知Ni(0H)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸,以下說法中正確的是

(填字母序號)。

①以上反應是可逆反應②以上反應不是可逆反應

③充電時化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堍芊烹姇r化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

A.①③B.②④

C.①④D.②③

(2)廢棄的銀鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明一節(jié)廢保鎘電池可以使一平方米

面積的耕地失去使用價值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴重。這是因為

答案(DB

(2)Ni(OH)?和Cd(OH)z能溶于酸性溶液

解析(l)Ni-Cd電池的充、放電條件不相同，因此電池的充、放電反應不屬于可逆反應。

(2)Ni(0H)z和Cd(OH”在酸性土壤中溶解，生成重金屬離子Ni，+和Ccr,污染土壤。

［拓展探究］

15.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。如圖為電池示意圖