第一節(jié) 第2課時(shí)　化學(xué)電源 教學(xué)課件

第2課時(shí)化學(xué)電源第四章

第一節(jié)課程標(biāo)準(zhǔn)1.了解常見化學(xué)電源的工作原理。2.能列舉常見的化學(xué)電源，并能利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源的工作原理。知識點(diǎn)一化學(xué)電源和一次電池知識點(diǎn)三

燃料電池知識點(diǎn)二二次電池隨堂演練課時(shí)精練內(nèi)容索引索引知識點(diǎn)一化學(xué)電源和一次電池(一)化學(xué)電源1．概念：化學(xué)電源是將化學(xué)能變成電能的裝置。2．分類新知導(dǎo)學(xué)3．判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量：即單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，單位：(W·h)/kg或(W·h)/L。(2)比功率：即單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小，單位：W/kg或W/L。(3)電池可儲存時(shí)間的長短。(二)一次電池1．一次電池：隨著使用，一次電池中能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)逐漸被消耗，當(dāng)這些物質(zhì)被消耗到一定程度時(shí)，電池就不能繼續(xù)使用了。一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動，也叫做

。干電池2．堿性鋅錳電池(1)構(gòu)造

(2)組成正極：

；負(fù)極：

；電解質(zhì)：

。(3)工作原理負(fù)極反應(yīng)式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正極反應(yīng)式：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－；總反應(yīng)式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。MnO2ZnKOH1．干電池根據(jù)電解質(zhì)的性質(zhì)又可分為酸性電池、堿性電池和中性電池(

)2．具有高“比能量”和高“比功率”的電池稱為高能電池(

)3．廢電池須進(jìn)行集中處理的目的是防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染(

)微自測

判斷正誤√√√銀鋅電池具有比能量大、電壓穩(wěn)定、儲存時(shí)間長等特點(diǎn)，如圖所示，總反應(yīng)式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。探究下列問題：(1)負(fù)極反應(yīng)物：________，正極反應(yīng)物：__________，電解質(zhì)溶液____________。

交流研討鋅粉Ag2OKOH溶液

(2)負(fù)極反應(yīng)式：_________________________________；正極反應(yīng)式：___________________________________。Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－電極方程式的書寫1．準(zhǔn)確判斷原電池的正負(fù)極。2．高度注意電解質(zhì)的酸堿性在正、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)不是孤立的，它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系。3．牢牢抓住總的反應(yīng)方程式從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池，而兩個(gè)電極反應(yīng)相加即得總的反應(yīng)方程式。4．不能忽視電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等。

歸納總結(jié)1．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。某堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池反應(yīng)為Zn＋2MnO2＋H2O===Zn(OH)2＋Mn2O3，下列說法錯(cuò)誤的是A．電池工作時(shí)，鋅失去電子B．電池的正極反應(yīng)式為2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－C．電池工作時(shí)，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g實(shí)踐應(yīng)用√2．以前所用鋅錳干電池的電極分別為鋅筒和石墨棒，以糊狀NH4Cl作電解質(zhì)，電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。下列有關(guān)鋅錳干電池的敘述中，正確的是A．干電池中鋅筒為正極，石墨棒為負(fù)極B．干電池長時(shí)間連續(xù)工作后，糊狀物可能流出，腐蝕用電器C．干電池工作時(shí)，電流方向是由鋅筒經(jīng)外電路流向石墨棒D．干電池可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能和電能向化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化√索引索引知識點(diǎn)二二次電池鉛酸蓄電池是一種常見的二次電池，其放電反應(yīng)和充電反應(yīng)表示如下：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。(1)負(fù)極是

，正極是

，電解質(zhì)溶液是

。(2)放電反應(yīng)原理①負(fù)極反應(yīng)式是

；②正極反應(yīng)式是

；③放電過程中，負(fù)極質(zhì)量的變化是

，電解質(zhì)溶液pH的變化是

。新知導(dǎo)學(xué)PbPbO2稀硫酸Pb＋SO－2e－===PbSO4PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O增大增大(3)充電反應(yīng)原理①陰極(發(fā)生還原反應(yīng))反應(yīng)式是PbSO4＋2e－===Pb＋SO；②陽極(發(fā)生氧化反應(yīng))反應(yīng)式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；③充電時(shí)，鉛酸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。1．二次電池的放電過程，負(fù)極質(zhì)量一定減小(

)2．可充電電池的充、放電過程是可逆反應(yīng)(

)3．鋰電池由于Li的性質(zhì)活潑所以不能用水溶液作電解質(zhì)(

)4．鉛酸蓄電池充電時(shí)，正極接直流電源正極，發(fā)生還原反應(yīng)(

)5．鋰離子電池放電時(shí)，Li＋移向正極區(qū)(

)微自測

判斷正誤××√×√探究鋰離子電池工作原理，填寫下列空白。(1)負(fù)極(嵌鋰石墨LixCy)反應(yīng)為___________________________________。正極(鈷酸鋰LiCoO2)反應(yīng)為______________________________________?？偡磻?yīng)為_______________________________________________________。交流研討LixCy－xe－===xLi＋＋CyLi1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy(2)放電時(shí)，Li＋從石墨中脫嵌移向_____極，嵌入鈷酸鋰晶體中，充電時(shí)，Li＋從鈷酸鋰晶體中脫嵌，由正極回到負(fù)極，嵌入石墨中。這樣在放電、充電時(shí)，鋰離子往返于電池的正極、負(fù)極之間，完成化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化。正歸納總結(jié)充、放電電池電極反應(yīng)式的書寫充電時(shí)陰極(或陽極)的電極反應(yīng)式與該電池放電時(shí)負(fù)極(或正極)的電極反應(yīng)剛好相反。例如，鉛酸蓄電池充電、放電的過程如圖所示。歸納總結(jié)注意：書寫鉛酸蓄電池電極反應(yīng)式時(shí)一定要考慮電解質(zhì)溶液，放電時(shí)兩極生成的Pb2＋和電解質(zhì)溶液中的SO不能共存，Pb2＋與SO結(jié)合生成PbSO4沉淀，因此將負(fù)極反應(yīng)式寫成Pb－2e－===Pb2＋是錯(cuò)誤的，應(yīng)寫成Pb＋SO－2e－===PbSO4。1．(2022·全國乙卷)Li-O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子(e－)和空穴(h＋)，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li＋＋e－===Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)對電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是A.充電時(shí)，電池的總反應(yīng)Li2O2===2Li＋O2↑B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li＋從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2實(shí)踐應(yīng)用√2．關(guān)于二次電池鉛酸蓄電池的說法中錯(cuò)誤的是A．在放電時(shí)，該電池的負(fù)極質(zhì)量增加B．在放電時(shí)，電池中硫酸的濃度減小C．當(dāng)兩極物質(zhì)都轉(zhuǎn)化為PbSO4時(shí)，鉛酸蓄電池將停止工作D．在放電時(shí)，正極發(fā)生的反應(yīng)是：Pb＋SO===PbSO4＋2e－√索引索引知識點(diǎn)三燃料電池1．氫氧燃料電池用Pt作電極，不斷充入燃料(H2)和氧化劑(O2)，分別在兩極發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，電池總反應(yīng)式是

。新知導(dǎo)學(xué)2H2＋O2===2H22．氫氧燃料電池在不同介質(zhì)中的電極反應(yīng)介質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式酸性____________________________________________________________________________________________________________________中性______________________________________________________________________________________________________________________________堿性__________________________________________________________________________________________________________________________________2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O2H2－4e－===4H＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－3.燃料電池的燃料除氫氣外，還有

、

、

、

、

等液體或氣體。若用導(dǎo)線相連的兩個(gè)鉑電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入甲醇(CH3OH)和氧氣，發(fā)生原電池反應(yīng)。在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的是

，其最終產(chǎn)物是

，負(fù)極反應(yīng)式是__________________________________________；正極反應(yīng)式是___________________________________總反應(yīng)式是_________________________________________。烴肼甲醇氨煤氣CH3OHH2O、CO2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O3O2＋6H2O＋12e－===12OH－2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O1．燃料電池所有能量均轉(zhuǎn)化為電能(

)2．燃料電池中通入燃料的一極為正極(

)3．氫氧燃料電池(酸性電解質(zhì))中O2通入正極，電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O(

)4．燃料電池電極材料本身不參與化學(xué)反應(yīng)(

)5．以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，放電過程中，H＋從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移(

)微自測

判斷正誤××√√×請寫出甲烷燃料電池在不同的環(huán)境下的電極反應(yīng)式，并進(jìn)行交流討論。(1)酸性條件總反應(yīng)：______________________________。正極反應(yīng)式：____________________________。負(fù)極反應(yīng)式：_______________________________。交流研討CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋8H＋＋8e－===4H2OCH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋(2)堿性條件總反應(yīng)：__________________________________________________。正極反應(yīng)式：__________________________________________________。負(fù)極反應(yīng)式：___________________________________________________。CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O2O2＋4H2O＋8e－===8OH－CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O(3)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下總反應(yīng)：____________________________________________________。正極反應(yīng)式：__________________________________________________。負(fù)極反應(yīng)式：__________________________________________________。CH4＋2O2===CO2＋2H2O2O2＋4CO2＋8e－===4COCH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O歸納總結(jié)常見燃料電池1．H2、CH4、N2H4、CH3OH、NH3、煤氣等均可作為燃料電池的燃料。2．電解質(zhì)溶液可以是酸(如H2SO4)、堿(如KOH)也可以是熔融鹽(如Li2CO3-Na2CO3混合物)。3．燃料電池電極反應(yīng)式的書寫與電解質(zhì)溶液有密切關(guān)系，酸性溶液中電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)OH－，堿性電解質(zhì)溶液中電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)H＋。

1.如圖為肼燃料電池示意圖，請寫出正、負(fù)極的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式。答案：負(fù)極：N2H4－4e－＋4OH－===4H2O＋N2↑；正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；總反應(yīng)：N2H4＋O2===N2＋2H2O。實(shí)踐應(yīng)用2．一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}：(1)這種電池放電時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。燃料電池的電池反應(yīng)為燃料的氧化反應(yīng)，在酸性條件下生成的CO2不與H2SO4反應(yīng)，故電池反應(yīng)為2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O(2)此電池的正極反應(yīng)式：____________________________，負(fù)極反應(yīng)式：_____________________________________。電池的正極為O2，得電子，由于是酸性電解質(zhì)，所以會生成H2O，用電池總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即可得出負(fù)極反應(yīng)式。3O2＋12H＋＋12e－===6H2O2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋(3)電解液中H＋向______極移動，向外電路釋放電子的電極是______。H＋移向正極，在正極生成水。(4)使用該燃料電池的另一個(gè)好處是_________________。產(chǎn)物是CO2和H2O，不會對環(huán)境造成污染。正負(fù)極對環(huán)境無污染索引索引隨堂演練1．(2022·四川成都高二期中)下列有關(guān)電池的說法錯(cuò)誤的是A．廢棄電池中含有重金屬和酸堿等有害物質(zhì)，不能隨意丟棄B．化學(xué)電池可以將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化成電能C．日常生活中用的手機(jī)電池是二次電池D．燃料電池?zé)o需將燃料貯存在電池內(nèi)部√A.廢棄電池中含有重金屬和酸堿等有害物質(zhì)，會污染水體和土壤，所以不能隨意丟棄，故A正確；B.化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，在轉(zhuǎn)換過程中難免會有能量損失，不能將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)換為電能，故B錯(cuò)誤；C.日常生活中用的手機(jī)電池可以反復(fù)充電，屬于二次電池，故C正確；D.燃料電池不是把還原劑、氧化劑全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)的生成物不斷排出電池，故D正確；故選B。2．(2022·四川成都高二期中)某甲烷燃料電池的構(gòu)造如圖所示，a、b為電極，C、D為選擇性離子交換膜，只允許一種離子通過。下列說法正確的是A．電子由a沿導(dǎo)線流向b，再由b通過電解質(zhì)溶液流回aB．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為：CH4－8e－＋8OH－===CO2＋6H2OC．出口Y中KOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于w%D．b是電池正極√由題圖可知，通入甲烷的a電極為燃料電池的負(fù)極，堿性條件下甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，通入氧氣的b電極為正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。A.電解質(zhì)溶液不能傳遞電子，故A錯(cuò)誤；B.由分析可知，通入甲烷的a電極為燃料電池的負(fù)極，堿性條件下甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，故B錯(cuò)誤；C.由分析可知，通入氧氣的b電極為正極，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，所以出口Y中氫氧化鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于w%，故C錯(cuò)誤；D.由分析可知，通入氧氣的b電極為正極，故D正確；故選D。3．(2022·河北保定高二期末)某新型燃料電池利用民用燃?xì)鉃槿剂?，其工作原理如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A．通入空氣的電極為該電池的正極B．電池工作時(shí)，電子由b極經(jīng)電解質(zhì)流向a極C．CO在b極的反應(yīng)式為CO－2e－＋O2－===CO2D．通入空氣一極的電極反應(yīng)是：O2＋4e－===2O2－√燃料電池中，通入空氣(或O2)的一極為正極，O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)；通入燃料的一極為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。A.根據(jù)分析，通入空氣的電極為該電池的正極，A正確；B.電池工作時(shí)，電子由b極經(jīng)外電路流向a極，B錯(cuò)誤；C.CO在b極被氧化為CO2，電極反應(yīng)式為CO－2e－＋O2－===CO2，C正確；D.根據(jù)裝置圖，通空氣一極電極反應(yīng)式為：O2＋4e－===2O2－，D正確；故選B。4．原電池原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。(1)食品保鮮常用的“雙吸劑”是由還原鐵粉、生石灰、氯化鈉、炭粉按一定比例組成的混合物，可同時(shí)吸收水和氧氣?！半p吸劑”中CaO的主要作用是________；在吸收氧氣的過程中形成了原電池，則炭粉上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________________________。吸水O2＋2H2O＋4e－===4OH－氧化鈣可以和水反應(yīng)，故“雙吸劑”中CaO的主要作用是吸水；炭粉作為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，其發(fā)生的電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；(2)電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測大氣環(huán)境中的SO2含量，其工作原理如圖所示，電極a、b均為惰性電極。電極b是_____極(填“正”或“負(fù)”)，請寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式______________________________________，放電時(shí)H＋向______極(填“a”或“b”)遷移。正SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋b氧氣得到電子，則通入氧氣的一極為正極；二氧化硫失去電子被氧化，則通入二氧化硫的一極為負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋；陽離子向正極遷移，則氫離子向b極移動；(3)鉛酸蓄電池是一種廣泛使用的二次電池，其放電時(shí)的反應(yīng)方程式為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，則其正極的電極反應(yīng)式為________________________________________，當(dāng)電路中通過2mol電子時(shí)負(fù)極質(zhì)量增加______g。PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===2H2O＋PbSO496由鉛酸蓄電池放電時(shí)的反應(yīng)方程式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，可得其正極的電極反應(yīng)式為：PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===2H2O＋PbSO4，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Pb＋SO－2e－===PbSO4，當(dāng)電路中通過2mol電子時(shí)生成1molPbSO4，增加的質(zhì)量為SO的質(zhì)量，即m＝1mol×96g·mol－1＝96g。索引索引課時(shí)精練題組一一次電池1．(2022·浙江湖州高二期末)下列關(guān)于化學(xué)電源的說法不正確的是A．判斷一種電池的優(yōu)劣或者是否適合某種用途，主要看它的比能量或比功率B．堿性鋅錳電池中，鋅作負(fù)極，溶解轉(zhuǎn)化為Zn2＋，MnO2作正極，轉(zhuǎn)化為MnO(OH)C．鉛酸蓄電池正極板上覆蓋有PbO2，負(fù)極板上覆蓋有Pb，電解質(zhì)溶液為稀硫酸D．燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)√A.判斷一種電池的優(yōu)劣或是否適合某種用途，主要看這種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少(比能量)或者輸出功率的大小(比功率)，以及電能可儲存時(shí)間的長短，故A說法正確；B.鋅錳干電池為堿性，Zn2＋與堿反應(yīng)生成Zn(OH)2，MnO2作正極，轉(zhuǎn)化為MnO(OH)，故B說法錯(cuò)誤；C.鉛酸蓄電池屬于二次電池，正極板上覆蓋有PbO2，負(fù)極上覆蓋Pb，稀硫酸作電解質(zhì)溶液，故C說法正確；D.燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源，故D說法正確；答案為B。2．某種鋰電池用金屬鋰和石墨作電極材料，電解質(zhì)溶液是由四氯鋁酸鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(

)中形成的，電池總反應(yīng)式為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋SO2↑＋S，下列敘述正確的是(已知：亞硫酰氯遇水會分解)A．電解質(zhì)溶液中混入水，對電池反應(yīng)無影響B(tài)．金屬鋰被還原，作電池的負(fù)極C．電池工作過程中，Cl－向石墨電極移動D．電池工作過程中，金屬鋰提供的電子與正極析出S的物質(zhì)的量之比為4∶1√A項(xiàng)，Li可與水反應(yīng)，且SOCl2遇水會分解，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，金屬鋰作原電池的負(fù)極，被氧化，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，金屬鋰作負(fù)極，石墨為正極，電池工作時(shí)陰離子向負(fù)極移動，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由總反應(yīng)式可知，金屬鋰失去4mol電子，正極生成1molS，正確。題組二二次電池3．(2022·邯鄲高二檢測)鋅-空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池總反應(yīng)式為2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2[Zn(OH)4]2－。下列說法正確的是

A．放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K＋向負(fù)極移動B．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－D．放電時(shí)，電路中通過2mol電子時(shí)，消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)√放電時(shí)裝置為原電池，溶液中的陽離子向正極移動，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)的總反應(yīng)式為放電時(shí)的逆反應(yīng)：2[Zn(OH)4]2－===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c(OH－)逐漸增大，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由放電時(shí)的總反應(yīng)式可知，負(fù)極反應(yīng)式為Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2－，故C項(xiàng)正確；由放電時(shí)的總反應(yīng)式可知，電路中通過2mol電子時(shí)，消耗0.5molO2，其體積為11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.某種鈉離子的二次電池，其放電工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時(shí)，石墨上的電勢比MnPO4上的高B．充電時(shí)，石墨接直流電源的正極C．充電時(shí)，Na＋由右側(cè)經(jīng)過離子交換膜遷移到左側(cè)D．放電時(shí)，正極反應(yīng)為NaMnPO4＋e－===MnPO4＋Na＋√該裝置為鈉離子的二次電池，根據(jù)放電工作原理的裝置以及原電池工作原理，左端電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Na－e－===Na＋，右端電極為正極，電極反應(yīng)式為MnPO4＋Na＋＋e－===NaMnPO4，據(jù)此分析；A.根據(jù)上述分析，石墨為負(fù)極，MnPO4為正極，正極電勢高于負(fù)極電勢，即MnPO4電勢高于石墨，故A錯(cuò)誤；B.二次電池充電時(shí)，電池正極接電源的正極，電池負(fù)極接電源的負(fù)極，石墨為負(fù)極，充電時(shí)，應(yīng)接電源的負(fù)極，故B錯(cuò)誤；C.充電時(shí)，石墨電極反應(yīng)式為Na＋＋e－===Na，MnPO4電極反應(yīng)式為NaMnPO4－e－===Na＋＋MnPO4，Na＋從右側(cè)經(jīng)過離子交換膜遷移到左側(cè)，故C正確；D.根據(jù)上述分析，放電時(shí)正極反應(yīng)式為MnPO4＋Na＋＋e－===NaMnPO4，故D錯(cuò)誤；答案為C。題組三燃料電池5．(2022·綿陽高二檢測)第16屆海南國際車展上展出了中國研制的新型燃料電池汽車，該車裝有“綠色心臟”——質(zhì)子交換膜燃料電池。某種質(zhì)子交換膜燃料電池如圖所示。下列說法正確的是A．該電池的a極發(fā)生氧化反應(yīng)B．正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．質(zhì)子(H＋)通過質(zhì)子交換膜移動到a極D．該燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%√該電池的a極，氫氣失電子生成氫離子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；電解質(zhì)溶液呈酸性，產(chǎn)生的電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中要能穩(wěn)定存在，正極反應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，故B錯(cuò)誤；在原電池中陽離子向正極移動，即氫離子通過質(zhì)子交換膜移動到b極，故C錯(cuò)誤；電池中存在化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的能量轉(zhuǎn)化，則化學(xué)能不可能100%轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。6．一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關(guān)說法正確的是A．檢測時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H＋向負(fù)極移動B．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正極上發(fā)生的反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－√A項(xiàng)，在原電池中，電解質(zhì)溶液中的陽離子應(yīng)向正極移動，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，每消耗1molO2轉(zhuǎn)移4mol電子，若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗2.24LO2，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)題意，電解質(zhì)溶液呈酸性，正極的電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，錯(cuò)誤。7．乙烯催化氧化成乙醛(CH3CHO)可設(shè)計(jì)成如圖所示的燃料電池，下列說法正確的是A．每有0.1molO2反應(yīng)，則遷移0.4molH＋B．正極反應(yīng)式為CH2===CH2－2e－＋2OH－===CH3CHO＋H2OC．電子移動方向：電極a→導(dǎo)線→電極b→電解質(zhì)溶液→電極aD．該電池為可充電電池√根據(jù)O2＋4H＋＋4e－===2H2O知，每有0.1molO2反應(yīng)，則遷移0.4molH＋，A項(xiàng)正確；正極上氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)電子從電極a沿導(dǎo)線流向電極b，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池為燃料電池，不能充電，故該電池不是可充電電池，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.

美國海軍海底戰(zhàn)事中心與麻省理工學(xué)院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。以下說法錯(cuò)誤的是A．電池的負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋B．電池工作時(shí)，H＋向負(fù)極移動C．電池工作一段時(shí)間后，溶液的pH增大D．電池總反應(yīng)式是Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O√Mg-H2O2燃料電池中Mg作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋，Pt作正極，電極反應(yīng)式為H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，總反應(yīng)式為Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，消耗H＋，使溶液中c(H＋)減小，pH增大，原電池中陽離子移向正極，即H＋移向正極。9．Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)式可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。請回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為____，發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________。LiLi－e－===Li＋分析總反應(yīng)式中元素化合價(jià)的變化，可得Li失電子，化合價(jià)升高作負(fù)極：Li－e－===Li＋。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為___________________________________。SOCl2中S元素得電子，化合價(jià)降低，從題給電池反應(yīng)可推出產(chǎn)物為Cl－、S、SO2(或用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式)。2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑(3)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴入SOCl2中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。出現(xiàn)白霧，有刺激性氣味氣體生成SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑題中已給出信息：堿液吸收時(shí)的產(chǎn)物是Na2SO3和NaCl，則沒有堿液吸收時(shí)的產(chǎn)物應(yīng)為SO2和HCl，進(jìn)而推出現(xiàn)象。(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是____________________________________