1、第二单元 化学能与电能的转化第 2 课时 化学电源1.知道常见化学电源的种类，熟悉各种常 见化学电 源的组成和工作原理。2知道化学电源的广泛应用及 废旧电池对环境的危害， 树 立环保意识。化学电源一、电池的种类及特点电池 一次电池 二次电池 燃料电池特点活性物质发生氧化还原反应被消耗到一定程度后，就不能再使用可反复充电和放电能量利用率高，可连续使用，污染轻实例锌锰干电池、银锌钮扣电池等铅蓄电池、锂电池等 氢氧燃料电池等二、化学电源1一次电池(干电池)(1)银锌钮扣电池银锌钮扣电池以 Ag2O 和 Zn 为电极，电解质溶液为 KOH 溶液，其电极反应为负极：Zn2e 2OH =Zn(OH)2，正
2、极：Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH ，电池反应：ZnAg 2OH 2O=Zn(OH)22Ag 。(2)碱性锌锰电池碱性锌锰电池克服了普通锌锰干电池的两个缺点，在我国有逐渐取代普通锌锰干电池的趋势。碱性锌锰电池以 KOH 代替氯化铵作为电解质，其电极反应为负极：Zn2e 2OH =Zn(OH)2，正极：2MnO 22H 2O2e =2MnOOH2OH ，电池反应：Zn2MnO 22H 2O=Zn(OH)22MnOOH 。2铅蓄电池铅蓄电池是一种二次电池，用途极广，电动自行车、汽车、发电站等都用到它。铅蓄电池的性能优良，价格便宜，可多次充放电。其放电时电极反应式为负极：Pb2e SO =P
3、bSO4，24正极：PbO 22e SO 4H =PbSO42H 2O。24放电时，二氧化铅电极上发生还原反应，铅电极上发生氧化反应，总的电池反应为PbPbO 24H 2SO =2PbSO42H 2O。24充电时则是二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极上发生还原反应，总的电池反应为2PbSO42H 2O=PbPbO 2 4H 2SO _。243燃料电池碱性氢氧燃料电池的电极反应为(KOH 为电解质)负极：H 22e 2OH =2H2O，正极： O22e H 2O=2OH ，12电池反应：H 2 O2=H2O。121电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是( )A化学电池有一次电池、可充
4、电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电B铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大C燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点D锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，单位质量比能量大解析：选 B。A 项，化学电池有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，它不能充电反复使用，正确；B 项，铅蓄电池应用广泛，主要优点是制作方便，但质量重， 单位重量的电极材料释放的电能小， 错误；C 项，任何可燃性燃料，只要把燃料失去 电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行，都可以 设计成燃料电 池，燃料 电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点，正日益成 为备受
5、人们喜爱的 电池，正确； D 项， 锂的相对原子质量为 7，每产生 1 mol 电子，消耗金属的 质量只有 7 g，所以相同质量时提供的能量要比其他电池大得多。因此锂电池是一种高能 电池，具有体 积小、重量轻，单位质量比能量大的优点，正确。2有关碱性锌锰电池的说法正确的是( )AZn 为正极BMnO 2 为负极C以氯化铵作为电解质DMnO 2 极有电子流入解析：选 D。碱性锌锰电池的电极材料是 MnO2 和 Zn，电解质为 KOH，电池反应为Zn2MnO 22H 2O=Zn(OH)22MnOOH ，可知 Zn 为负极，流出电子， MnO2为正极，有 电子流入。3铅蓄电池的两极分别为 Pb、Pb
6、O 2，电解质溶液为 H2SO4，工作时的电池反应方程式为 PbPbO 22H 2SO4=2PbSO42H 2O，下列结论正确的是( )APb 为正极被氧化B电解质溶液的 pH 不断减小CSO 向 PbO2 处移动24D电解质溶液的 pH 不断增大解析：选 D。由题给电池反应可以看出 H2SO4 不断被消耗，故 pH 不断增大，所以 B 错，D 对；由 Pb 元素化合价的 变化，可以看出 Pb 是负极，所以 A 不正确；原电池工作时，整个 电路中负电荷的流向是一致的，外 电路中， 电子由 Pb 极流向 PbO2 极，内电路中，SO 移向24Pb 极，所以 C 不正确。名称一次电池( 干电池)二
7、次电池( 充电电池或蓄电池)燃料电池定义发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度，就不能再使用放电后可以再充电，使发生氧化还原反应的物质获得再生一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电源特点电解质溶液制成胶状，不流动可以多次重复使用与一般化学电源不同，工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出电池，于是电池就连续不断地提供电能举例普通锌锰干电池、碱性锌锰电池等铅蓄电池、镍氢电池、镍镉电池等氢氧燃料电池、CH 4燃料电池、CH 3OH 燃料电池等下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是( )A上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B
8、干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C铅蓄电池工作过程中，每通过 2 mol 电子，负极质量减轻 207 gD氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析 在干电池中，Zn 作负极，被氧化， B 正确。氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最 终产物是水，故 氢氧燃料 电池是一种具有应用前景的绿色电源，D 正确。C 项忽略了硫酸铅在该极上析出，该极质量应该增加而非减小，C 错误。答案 C下列有关电池的说法不正确的是( )A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，外电路中，电子从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极答案：B可
9、充电电池1下列关于铅蓄电池的说法正确的是( )A在放电时，正极发生的反应是 PbSO 2e =PbSO424B在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是 PbSO42e =PbSO 24解析：选 B。铅蓄电池放电时正极反应为 PbO24H SO 2e =PbSO42H 2O，24负极材料为铅板；充电时阳极反应是 PbSO42H 2O2e =PbO24H SO ；充电时，24电池中硫酸的浓度增大。2镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd2NiOOH 2H 2O
10、Cd(OH)22Ni(OH) 2放 电 充 电有关该电池的说法正确的是( )A充电时阳极反应：Ni(OH) 2e OH =NiOOHH 2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动解析：选 A。由总反应可知，放 电时， 负极 Cd 发生氧化反应：Cd2e 2OH =Cd(OH)2，负极碱性减弱， C 项错误；正极反 应为2NiOOH2e 2H 2O=2Ni(OH)22OH ，放 电时，OH 由正极向负极移动(内电路)，D 项错误；充电时，电能转化为化学能，B 项错误；充电时阳极发生氧化反应，即为 Ni(OH)2OH e =NiOO
11、HH 2O，A 项正确。燃料电池3氢氧燃料电池是将 H2 和 O2 分别通到浸入 20%40%(质量分数)的 KOH 溶液的多孔石墨电极上，其电池总反应为 2H2O 2=2H2O，则下列叙述正确的是( )A通入 H2 的一极是正极，通入 O2 的一极是负极B通入 O2 的一极是正极，通入 H2 的一极是负极C该电池工作一段时间后，电解质溶液的 pH 增大D该电池工作一段时间后，负极区附近溶液的 pH 增大解析：选 B。根据电池总反应可知，该电池工作时不断有 H2O 生成， 则电解质溶液的pH 不断减小。通入 O2 的一极作正极，通入 H2 的一极作负极，H 2 在负极上发生氧化反应，其电极反应
12、式为 2H24OH 4e =4H2O，负极区附近溶液中 OH 浓度降低， 则 pH 减小。综上分析，B 项 正确。4目前常见的燃料电池主要有四种，下面是这四种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是( )解析：选 C。A 中通空气的一极 为正极， 电极反应式为 O24e =2O2 。B 中通 O2 的一极为正极，电极反应式为 2H2OO 24e =4OH 。C 中通空气的一极为正极， 电极反应式为 4H O 24e =2H2O。D 中通 CO2 和 O2 的一极为 正极，电极反应式为2CO2 O24e =2CO 。因此 质子交换膜燃料电池的正极 产物是水。23电极反应式的书写1根据
13、给出的两个电极反应式书写总反应方程式书写时注意使两个电极反应式得失电子数相等后再相加两式，消去反应物和生成物中相同的物质即可。若反应式同侧出现不共存的离子，如 H 和 OH 、Pb 2 和 SO ，要写成反应后的24物质，如 H2O 和 PbSO4。2根据装置书写电极反应式(1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池的正、负极上的反应物质。(2)电极反应式的书写负极：活泼金属或 H2 失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。例如：铅蓄电池，负极：PbSO 2e =PbSO4。24正极：阳离子得到电子生成单质(或低价态物质) 或 O2 得到电子。
14、若反应物是 O2，则有以下规律：电解质溶液呈碱性或中性：O 22H 2O4e =4OH ；电解质溶液呈酸性：O 24H 4e =2H2O。(3)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。3给出总反应方程式，写电极反应式书写步骤为列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。以氢氧燃料电池为例说明如下：已知电池总反应方程式为 2H2O 2=2H2O。电解质溶液为 KOH 溶液，试写出两电极反应式。(1)负极书写步骤根据电池总反应方程式列出总式两边化合价升高的有关物质，标出失去电子的数目：2H24e 2H 2O；根据电解质溶液的酸碱性，用 H 或 OH 或其他离子配平，使反
15、应式两边电荷总数相等，2H 24OH 4e 2H 2O；此时注意：a.电子带负电；b.在碱性电解质溶液中，电极反应式不宜出现 H ，如上式写成 2H24e =4H 就不对了。利用 H2O 使两边原子守恒，即 2H24OH 4e =4H2O。(2)同理，正极电极反应式书写如下：O 24e 2H 2O；O 24e 2H 2O4OH ；O 22H 2O4e =4OH 。将正、负极电极反应式相加，若得到总反应方程式，说明写法正确。4可充电电池电极反应式的书写可充电电池放电时为原电池，充电时为电解池。(1)原电池的负极发生氧化反应，充电时为阴极，发生还原反应，故放电时的负极反应式与充电时的阴极反应式相反
16、。(2)原电池的正极发生还原反应，充电时为阳极，发生氧化反应，故放电时的正极反应式与充电时的阳极反应式相反。燃料电池是一种利用能源物质的新形式，比如我们可用熔融的 K2CO3 作电解质，惰性材料作电极，一极通 CH2=CH2，另一极通 O2、CO 2。下列说法中不正确的是( )A电池的总反应式为 CH2=CH23O 2=2CO22H 2OB正极发生的电极反应为 3O26CO 212e =6CO23C负极发生的电极反应为 CH2=CH26CO 12e =8CO22H 2O23D通入乙烯的一极为正极解析 燃料电池中可燃性气体作负极，支持燃 烧的物质作正极，D 项错误；该燃料电池的总反应式为 CH2
17、=CH2 3O2=2CO22H 2O，产物 CO2、H2O 均不与熔融的 K2CO3 反应，A 项正确；正极 O2 得到电子生成 O2 ，O2 与 CO2 反应生成 CO ，B 项正确；总反应式减23去正极反应式即为负极反应式， C 项正确。答案 D(1)若将例题中“熔融的 K2CO3”改为“K 2CO3 溶液” ，则电池总反应式如何书写？(2)若例题中燃料电池工作时，消耗标准状况下 11.2 L CH2=CH2，则转移电子数为多少？答案：(1)CH 2=CH23O 22CO =4HCO 。23 3(2)由 CH2=CH212e 知， 0.5 mol CH2=CH2 失去 6 mol e ，即
18、为 6NA 或3.6121024 个电子。书写电极反应式和电池总反应时的注意事项(1)电极反应式用“= =”表示。(2)电极反应式中若有气体生成，需加“” ；而弱电解质或难溶物均以分子式表示，其余以离子符号表示。(3)写电极反应式时要保证电荷守恒、原子守恒，可在 电极反应式一端根据需要添加H 、OH 或 H2O。(4)两电极反应和电池总反应的三个方程式，若已知其中两个，可由方程式的加减得到第三个。(5)书写电极反应式时，注意 电极反应产生的离子与电解质溶液中的阴、阳离子是否共存(生成沉淀、弱电解质等)，若不共存则该电解质溶液中的阴、阳离子应写入电极反应式中。 电极反应式的书写与正误判断1写出在
19、不同环境下甲烷燃料电池的电极反应式。(1)酸性介质(如 H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_。(2)碱性介质(如 KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。(3)固体电解质(高温下能传导 O2 )负极：_；正极：_；总反应式：_。(4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)负极：_；正极：_；总反应式：_。答案：(1)CH 4 8e 2H 2O=CO28H 2O28e 8H =4H2OCH42O 2=CO22H 2O(2)CH4 8e 10OH =CO 7H 2O232O28e 4H 2O=8OHCH42O 22OH =CO 3H 2O23(3)CH4 8e 4O 2 =CO22H 2O2O
20、28e =4O2CH42O 2=CO22H 2O(4)CH4 8e 4CO =5CO22H 2O232O28e 4CO 2=4CO23CH42O 2=CO22H 2O2(2016高考全国卷，11，6 分)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )A负极反应式为 Mg2e =Mg2B正极反应式为 Ag e =AgC电池放电时 Cl 由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2解析：选 B。该电池中 Mg 作负极，失去电子发生氧化反应，生成 Mg2 ，A 项正确；正极反应为 AgCle =AgCl ，B 项错误；电池放电时， Cl 从
21、正极向负极移动， C 项正确；在负极，Mg 会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2 ，D 项正确。重难易错提炼1.一次电池只能放电，不能充电，二次电池可以反复充电和放电。2.可充电电池放电时是一个原电池，将化学能转化为电能；充电时是一个电解池，将电能转化为化学能。3.可充电电池充电时，可充电电池的负极与直流电源的负极相连，可充电电池的正极与直流电源的正极相连。4.二次电池放电时负极反应与充电时阴极反应互为逆反应；正极反应与充电时阳极反应互为逆反应。5.书写燃料电池的电极反应式时，要注意电解质溶液的酸碱性，在碱性溶液中，电极反应式中不能出现 H ，在酸性溶液中，电极反应式中不能出现
22、OH 。6.书写电极反应式时应注意遵守质量守恒、得失电子守恒和电荷守恒。7.对于复杂电池电极反应式书写时易忽视电极产物与电解质溶液中的离子能否反应。课后达标检测一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意 )1下列有关电池的叙述正确的是( )A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化C太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅D氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能解析：选 B。选项 A，锌锰干电池工作后碳棒粗细不变，错误。选项 B，氢氧燃料电池工作时负极发生氧化反应，H 22e =2H 或 H22e 2OH =2H2O，正确。选项 C，太阳能电池的主要材料是高纯度的硅， 错
23、误。 选项 D，氢氧燃料 电池是将化学能转变为电能，错误。2下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是( )A电池中锌是正极B电池是一次电池C电池工作时，氢气发生还原反应D电池工作时，电子由锌通过导线流向碳棒解析：选 D。电池中锌是负极， 铜是正极， A 错误；电池 为铅蓄电池，属于二次 电池，B 错误； 电池为氢氧燃料电 池， H2 在负极失去电子发生氧化反 应， C 错误；电池为锌锰干电池，锌为负极，碳棒为正极， 电子由负极沿导线流向正极，D 正确。3(2018苏州高二检测)钮扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为 KOH溶液。放电时两个电极反应分别为 Zn2OH 2e =Z
24、n(OH)2、Ag 2OH 2O2e =2Ag2OH ，下列说法中，正确的是( )A锌是负极，氧化银是正极B锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应C溶液中 OH 向正极移动，K 、H 向负极移动D在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变解析：选 A。由电极反应式可知 Zn 作负极，Ag 2O 作正极，A 正确；Zn 发生氧化反应，Ag2O 发生还原反应，B 错误；溶液中的 OH 向负极移动，K 、H 向正极移动，C 错误；电池的总反应为 ZnAg 2OH 2O=Zn(OH)22Ag ，电解质溶液为 KOH 溶液，因 电池放电过程中不断消耗水，使溶液中 c(OH )增大， D 错误。4某电池
25、以 K2FeO4 和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解质溶液。下列说法正确的是( )AZn 为电池的负极B正极反应式为 2FeO 10H 6e =Fe2O35H 2O24C该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时 OH 向正极迁移解析：选 A。A.根据化合价升降判断，Zn 化合价只能上升，故为负极材料，K 2FeO4为正极材料，正确；B.KOH 溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO 6e 8H 2O=2Fe(OH)310OH ，错误；C. 该电池放电过程中电解质溶液浓度减24小，错误；D.电池工作时阴离子 OH 向负极迁移，错误。5镁及其化合物一般无毒(或低毒 )、无污染，且镁原
26、电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为xMgMo 3S4 MgxMo3S4，在镁原电池放电时，下列说法错误的是 ( )放 电 充 电AMg 2 向正极迁移BMo 3S4 得到电子CMo 3S4 发生氧化反应D负极反应为 Mg2e =Mg2解析：选 C。该原电池反应中镁是还原剂，作原电池的负极，失去电子，电极反应是Mg2e =Mg2 ；Mo3S4 在反 应中是氧化剂，得到电子，发生还原反应；溶液中阳离子向正极移动，故 A、B、D 正确，C 错误 。6一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐) 、家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(
27、 化学药品店常见试剂 )等原料制作的。电池的总反应方程式为2Al3ClO 2OH =3Cl 2AlO H 2O。下列说法不正确的是( ) 2A该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B该电池发生氧化反应的是金属铝C电极的正极反应式为 3ClO 3H 2O6e =3Cl 6OH D当有 0.1 mol Al 完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1.8061023解析：选 D。该电池所用材料都是生活中常见的， 电极材料和电解质用完后可以更换，A 正确；金属铝是原电池的负 极， 发生氧化反应，B 正确；在正极上 发生还原反应，电极反应为 3ClO 3H 2O6e =3Cl 6OH ，C 正确；电
28、子只能流经导线，不能流经电解液， D不正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意 )7执法交警最常用的一种酒精检测仪的工作原理示意图如图所示，其反应原理为CH3CH2OHO 2=CH3COOHH 2O，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法正确的是( )Aa 极上的电极反应式为 CH3CH2OHH 2O4e =CH3COOH4H B电解质溶液中的 H 移向 b 电极Cb 为正极，电极反应式为 O22H 2O4e =4OHD呼出气体中酒精含量越高，微处理器中通过的电流越小解析：选 AB。根据电池反应 方
29、程式和电解质溶液的酸碱性知，a 为负极， 电极反应为CH3CH2OHH 2O4e =CH3COOH4H ，A 项正确；b 为正极，电极反应为O24e 4H =2H2O，C 项错误；电解质溶液中的 H 移向 b 电极，B 项正确；呼出气体中酒精含量越高，参与反应的乙醇越多，微处理器中通过的电 流越大，D 项错误。8一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆 (ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导 O2 。下列对该燃料电池说法正确的是( )A在熔融电解质中，O 2 由负极移向正极B通入丁烷的一极是正极，电极反应为 C4H1026e 13O 2 =4CO
30、25H 2OC通入空气的一极是负极，电极反应为 O24e =2O2D电池的总反应是 2C4H1013O 2=8CO210H 2O解析：选 D。由丁烷与氧气反应的化学方程式(未标明条件 )：2C4H10 13O2=8CO210H 2O，可知原 电池的负极发生氧化反 应， 对应物质的化合价升高：C4H10 26e 13O2 =4CO25H 2O；原电池正极发生还原反应，化合价降低：O24e =2O2 ，显然在熔融电解质中 O2 从正极移向负 极。9以 N2 和 H2 为反应物、溶有 A 的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，原理如图所示。下列说法不正确的是( )Ab 电极为负极，发生氧
31、化反应Ba 电极发生的反应为 N26H 6e =2NH3CA 溶液中所含溶质为 NH4ClD当反应消耗 1 mol N2 时，则消耗的 H2 为 67.2 L解析：选 BD。 AN23H 2=2NH3，反应中氢的化合价升高，失去电子，因此 b 电极为负极，发生氧化反应，故说法正确；B.a 电极作正极， 电解 质溶液是盐酸，因此电极反应式为 N28H 6e =2NH ，故 说法错误；C.根据 B 选项 的分析，A 溶液中所含溶质为 4NH4Cl，故 说法正确；D.没有说 明外界条件，故说法错误。三、非选择题10某原电池中，电解质溶液为 KOH(aq)，向负极通入 C2H4 或 Al(g)，向正极
32、通入 O2或 Cl2。试完成下列问题。(1)当分别通入 C2H4 和 O2 时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_。(2)当分别通入少量 Al(g)和 Cl2 时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_。答案：(1)3O 26H 2O12e =12OHC 2H416OH 12e =2CO 10H 2O23C 2H43O 24OH =2CO 4H 2O23(2)3Cl 26e =6Cl2Al(g)6e 8OH =2AlO 4H 2O 22Al(g)3Cl 28OH =2AlO 6Cl 4H 2O 211镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应如下：Cd2NiOOH
33、2H 2O Cd(OH)22Ni(OH) 2放 电 充 电请回答下列问题：(1)上述反应式中左边物质的总能量_( 填“大于” “小于”或“等于”)右边物质的总能量。(2)放电时负极发生反应的物质是_，放电时正极的反应式为_。(3)镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理，最主要的原因是_。解析：(1)原电池放电过程中将化学能转化为电能，即反应物总能量大于生成物总能量。(2)根据总反应式可知放电时：负极(Cd)反应式：Cd2OH 2e =Cd(OH)2，正极(NiOOH)反应式：2NiOOH2H 2O2e =2Ni(OH)22OH 。(3)废旧电池中的镍、 镉等重金属离子对环境造成污染，故必须要回收并
34、集中处理。答案：(1)大于(2)Cd NiOOHH 2Oe =NiOH2OH (3)防止电池中的镉、镍等重金属对土壤和水源造成污染12(1)将两铂片插入 KOH 溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷(或氢气、一氧化碳等可燃性气体)和氧气构成燃料电池，则通入甲烷气体的一极是原电池的_，该极的电极反应式是_，电池工作时的总反应的离子方程式是_。(2)熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用 Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融盐混合物作电解质，CO 为负极气体，空气与 CO2 的混合气体为正极气体，制得 650 下工作的燃料电池，完成下列反应式：正极：_，负极：2CO2CO 4e =4
35、CO2。23总反应：_。(3)铅蓄电池放电时，总反应为 PbO2Pb 2H 2SO4=2PbSO42H 2O，由此可以判断：原电池的电极材料：负极：_。电极反应式：正极：PbO 24H SO 2e =PbSO42H 2O，负极反应式为24_。工作后，铅蓄电池里电解质溶液的 pH_(填“变大 ”“变小”或“不变”) ，理由是_。解析：(1)根据甲烷燃烧的反应方程式可知，甲烷在负极反应，氧气在正极反应，由于生成的 CO2 可以与 KOH 溶液反应，生成 CO ，结合原子守恒与电荷守恒可写出电极反应式：23CH48e 10OH =CO 7H 2O，而电池反应的离子方程式为23CH42O 22OH =
36、CO 3H 2O。(2)电池总反应方程式 为 2COO 2 2CO2，23 = = = = =650 根据两电极的反应式之和等于电池总反应方程式，可求出正极的反应式为O22CO 24e =2CO 。(3)根据电池总反应方程式可知，铅为负极，铅失去电子后得到23的 Pb2 与溶液中的 SO 结 合成沉淀， 电极反应式为 Pb2e SO =PbSO4，原电池24 24工作过程中消耗硫酸，溶液中 H 浓度减小， pH 增大。答案：(1)负极 CH 48e 10OH =CO 7H 2O 23CH42O 22OH =CO 3H 2O23(2)O22CO 24e =2CO 2COO 2 2CO223 =
37、= = = =650 (3)Pb Pb 2e SO =PbSO4 变大 铅蓄电池在放电过程中消耗了24H2SO413(1)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入 MnO2 晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)电池正极反应式为_。(2)通过 NOx传感器可监测 NOx的含量，其工作原理示意图如下：Pt 电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)。写出 NiO 电极的电极反应式：_。解析：(1)可由题意叙述中 Li 的迁移方向判断电流方向，在电池内部，阳离子从负极移向正极，可知 MnO2 晶格为正极，故外 电路电流方向由 b 向 a。题中叙述 Li 迁移入MnO2 晶格中，生成 LiMnO2，可知 Mn 元素化合价降低 1，得电子数为 1，晶格生成物LiMnO2 不能拆成离子形式，故正极反应式为 MnO2e Li =LiMnO2。(2)由工作原理示意图可知，O 2 在 Pt 电极发生还原反应生成 O2 ；在 O2 参加反应下，NO 在 NiO 电极发生氧化反应生成 NO2。答案：(1)b a MnO 2 e Li =LiMnO2(2)还原 NOO 2 2e =NO2
