25高二化学化学电源教案x.doc

精练精评 预习指导作业疑难 解题要点检测准备 预习指导错率统计 讲评方案巩固准备 学教心得吕四中学2013-2014学年度第一学期一体化教学案 WWW.J Emil: 班级 姓名 学号2012级高二化学学案（25）【学习课题】化学电源：【学习目标】知识与技能：1.知道化学电源的分类方法。2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害,设想其处理方法。过程与方法：引导学生自主学习，了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识。情感态度与价值观：感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观正确的能源观。【自主学习】1.原电池的设计与判断：(1)依据FeH2SO4=FeSO4H2设计原电池,可选用 作负极, 作正极,用导线连接后,置于电解质溶液中。(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池？。若能,请写出电极反应式,负极为;正极为 。(若不能,后两空不填)(3)若(2)题中电极材料选铜和铁,则负极反应式为 ,正极反应式为 ,其电池总反应的离子方程式为 。2.回答下列问题:(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因: 。(2)实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气时,常加入少量的硫酸铜溶液的原因是 。(3)有三种金属片a、b、c,用导线将a、b连接浸泡在硫酸铜溶液中,a质量减小,b质量增加;用导线将a、c连接浸泡在稀硫酸中,c不断溶解,a有气泡产生。由此判断三种金属的活动性顺序是 。【合作探究】【知识点一】化学电池：1定义：将 转化为电能的装置。2分类：2优点：有 高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。3判断电池优劣的主要标准：(1)比能量：即单位质量和单位体积所能 的多少，单位“(Wh)/kg”或“(Wh)/L”。(2)比功率：即单位质量或单位体积所能 的大小，单位“W/kg”或“W/L”。(3)电池 的长短。【巩固练习】1下列说法中，不正确的是 ()A化学电池是将化学能转变成电能的装置B化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小，使用方便，易于维护D废旧电池可以随意丢弃2下列化学电源属于绿色电池的是 ()A干电池 B镍镉电池 C锌锰电池 D氢氧燃料电池【知识点二】几种常见的化学电池：1一次电池：(1)碱性锌锰电池：构造：组成：正极： ；负极： ；电解质： 。工作原理：总反应：Zn2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2。负极反应： ；正极反应： ； (2)银锌电池：构造：组成：负极： ，正极： ，电解质： 。工作原理：电池反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag负极反应： ；正极反应： ；【巩固练习】3碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为Zn (s)2MnO2 (s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)，下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g4据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2ZnO2=2ZnO，原料为锌粒、电解质和空气，则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极反应 B负极反应为：Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应 D电解质肯定不是强酸2二次电池(以铅蓄电池为例)(1)构造：(2)组成：正极： ；负极： ；电解质： 。(3)工作原理：铅蓄电池是最常见的二次电池，其电极反应分为放电和充电两个过程。总反应：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O放电过程的电极反应：负极： ；正极： ；充电过程的电极反应、总反应：阴极： (还原反应)；阳极： (氧化反应)；【巩固练习】5 生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是 2PbSO42H2OPbO2Pb2H2SO4 下列对铅蓄电池的说法错误的是 ()A需要定期补充硫酸B工作时铅是负极，PbO2是正极C工作时负极上发生的反应是Pb2eSO=PbSO4D工作时电解质的密度减小6锂电池反应原理如下：FePO4LiLiFePO4，内部为能够导电的固体电解质。下列有关该电池说法正确的是()A可加入硫酸以提高电解质的导电性 B放电时电池内部Li向负极移动C放电时，Li发生还原反应D放电时电池正极反应为：FePO4eLi=LiFePO47镍镉可充电电池在现实生活中应用广泛，它的充放电反应按下式进行：Cd2NiO(OH)2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2，由此可知电池放电时的负极材料是()ACd(OH)2BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)2【知识总结】(1)二次电池在充电时，正、负电极上发生的反应正好与放电时发生的反应相反，因而充电时，二次电池的正极应与充电电源的正极相连接，电池的负极应与充电电源的负极相连接。(2)充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。3燃料电池：工作原理：以H2、烃、醇、肼作燃料在负极上失电子发生氧化反应，以空气或O2作氧化剂在正极上得到电子，连续不断的把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。所用电极一般为惰性电极。所用电解质为酸(或碱)、熔融氧化物(或熔融盐)等。(2)燃料电池的特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。 电极材料本身不参与氧化还原反应。 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，生成物不断地被排除。(4)燃料电池的优点：能量转化率高，燃料电池的能量转换率超过80%，远高于普通燃烧过程。污染小。(5)通可燃物的一极为电池的负极，通O2 的一极为燃料电池的正极。(6)应用实例：氢氧燃料电池：构造：类型：酸性电解质时：负极反应式：； 正极反应式：。总反应：碱性电解质时：负极反应式：； 正极反应式：。总反应：烃类燃料电池：CH4燃料电池：用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2，该电池的反应式为：负极：；正极：；总反应式：。【例1】一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()ACH3OH(g)O2(g)2e=H2O(l)CO2(g)2H(aq)BO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4OH(aq)【例2】科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池的说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B该电池的总反应是：C3H85O2=3CO24H2OC电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化D通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为：C3H820e10 O2=3CO24H2O【例3】某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如下图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是 () A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极【例4】以熔融的K2CO3为电解质，正极充入CO2与O2的混合气体，负极通入CO。试写出该燃料电池的电极反应式：负极 ，正极 。【巩固练习】8.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()A.有O2放电的a极为电池的负极B.有H2放电的b极为电池的正极C.a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-D.该电池的总反应方程式为2H2+O22H2O9一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O,7H2O7/2O214e=14OH，有关此电池的推断正确的是()A通氧气的电极为负极B参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变D电解质溶液中CO向正极移动【当堂检测】1 下列说法正确的是 () A碱性锌锰电池是二次电池 B铅蓄电池是一次电池C二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生来源:Zxxk.ComD燃料电池的活性物质大量储存在电池内部2下列有关化学电池的说法中正确的是()A化学电池只能将化学能转化为电能B燃料电池能将全部化学能转化为电能C锌银电池比能量大，电压稳定，储存时间长D一次电池包括干电池和蓄电池3研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动 D总反应为：2Li 2H2O=2LiOHH24燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是()A负极反应式为CH410OH8e=CO7H2OB正极反应式为2O24H2O8e=8OHC随着不断放电，电解质溶液碱性不变D甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率小5一种新型燃料电池，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不正确的是()A在熔融电解质中，O2移向正极B电池的总反应是：2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为：O24e=2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H1013O226e=4CO25H2O氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，右图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流。试回答下列问题：(1)图中通过负载的电子流动方向_(填“向左”或“向右”)。(2)写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式。正极：，负极：，总反应：。(3)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，若电路中通过0.8 mol电子，需要标准状况下的氧气_L。2012级高二化学教案（25）【学习课题】化学电源：【学习目标】知识与技能：1.知道化学电源的分类方法。2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害,设想其处理方法。过程与方法：引导学生自主学习，了解有关化学电源和新型化学电池的相关知识。情感态度与价值观：感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观正确的能源观。【自主学习】1.原电池的设计与判断：(1)依据FeH2SO4=FeSO4H2设计原电池,可选用 作负极, 作正极,用导线连接后,置于电解质溶液中。(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池？。若能,请写出电极反应式,负极为;正极为 。(若不能,后两空不填)(3)若(2)题中电极材料选铜和铁,则负极反应式为 ,正极反应式为 ,其电池总反应的离子方程式为 。2.回答下列问题:(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因: 。(2)实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气时,常加入少量的硫酸铜溶液的原因是 。(3)有三种金属片a、b、c,用导线将a、b连接浸泡在硫酸铜溶液中,a质量减小,b质量增加;用导线将a、c连接浸泡在稀硫酸中,c不断溶解,a有气泡产生。由此判断三种金属的活动性顺序是 。铁片 铜片(或石墨) 稀硫酸 能 Cu2 e=Cu2+ 2Fe3+2 e=2Fe2+ Fe2 e=Fe2+ 2Fe3+2 e=2Fe2+ Fe2Fe3+=3Fe2+ 当Cu、Al导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4,Cu2+被锌置换出来,生成的单质Cu附着在锌的表面,此时会发生原电池反应,锌为负极,使反应速率加快 cab 【合作探究】【知识点一】化学电池：1定义：将 转化为电能的装置。2分类：活性物质 活性物质 失电子 地电子2优点：有 高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。 能量转化率3判断电池优劣的主要标准：(1)比能量：即单位质量和单位体积所能输出电能 的多少，单位“(Wh)/kg”或“(Wh)/L”。(2)比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率 的大小，单位“W/kg”或“W/L”。(3)电池 的长短。可储存时间【巩固练习】1下列说法中，不正确的是 ()A化学电池是将化学能转变成电能的装置B化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小，使用方便，易于维护D废旧电池可以随意丢弃解析：本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康危害很大，所以废旧电池应回收处理。答案：D2下列化学电源属于绿色电池的是 ()A干电池 B镍镉电池 C锌锰电池 D氢氧燃料电池解析：干电池、镍镉电池、锌锰电池都含有一些毒性很强的重金属，会给土壤、水源造成严重的污染，并通过食物链给人体健康造成威胁和危害。答案：D【知识点二】几种常见的化学电池：1一次电池：(1)碱性锌锰电池：构造：组成：正极： ；负极： ；电解质： 。工作原理：总反应：Zn2MnO22H2O=2MnO(OH)Zn(OH)2。负极反应： ；正极反应： ；MnO2 Zn KOH Zn2OH2e=Zn(OH)2 2MnO22e2H2O=2MnO(OH)2OH(2)银锌电池：构造：组成：负极： ，正极： ，电解质： 。工作原理：电池反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag负极反应： ；正极反应： ；Zn Ag2O KOH Zn2OH2e=Zn(OH)2 Ag2O2eH2O=2Ag2OH【巩固练习】3碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为Zn (s)2MnO2 (s)H2O(l)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)，下列说法错误的是()A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2OH(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g解析：由所给的电池总反应式可知，电池工作时，每有1 mol Zn参加反应，则会有2 mol 电子从负极Zn经外电路流向正极，并在正极发生反应：2MnO2(s)H2O(l)2e=Mn2O3(s)2 OH(aq)。外电路每通过0.2 mol电子，Zn的质量就减少6.5 g。答案：C4据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2ZnO2=2ZnO，原料为锌粒、电解质和空气，则下列叙述正确的是()A锌为正极，空气进入负极反应B负极反应为：Zn2e=Zn2C正极发生氧化反应D电解质肯定不是强酸解析：在原电池中，负极是还原性物质，失去电子，发生氧化反应，正极是氧化性物质，得到电子，发生还原反应，从原电池的电池反应为：2ZnO2=2ZnO知产物与强酸反应，所以电解质溶液肯定不是强酸。答案：BD2二次电池(以铅蓄电池为例)(1)构造：(2)组成：正极： ；负极： ；电解质： 。(3)工作原理：铅蓄电池是最常见的二次电池，其电极反应分为放电和充电两个过程。总反应：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O放电过程的电极反应：负极： ；正极： ；充电过程的电极反应、总反应：阴极： (还原反应)；阳极： (氧化反应)；PbO2 Pb H2SO4溶液 PbSO2e=PbSO4 PbO24HSO2e=PbSO42H2OPbSO42e=PbSO PbSO42H2O2e=PbO24HSO【巩固练习】5 生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是 2PbSO42H2OPbO2Pb2H2SO4 下列对铅蓄电池的说法错误的是 (A)A需要定期补充硫酸B工作时铅是负极，PbO2是正极C工作时负极上发生的反应是Pb2eSO=PbSO4D工作时电解质的密度减小6锂电池反应原理如下：FePO4LiLiFePO4，内部为能够导电的固体电解质。下列有关该电池说法正确的是()A可加入硫酸以提高电解质的导电性 B放电时电池内部Li向负极移动C放电时，Li发生还原反应D放电时电池正极反应为：FePO4eLi=LiFePO4解析：若加入H2SO4，则Li与H2SO4发生反应，A错误；放电时，原电池内部阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，B错误；放电时，Li为负极，失电子发生氧化反应，C错误；放电时，原电池正极反应为：FePO4eLi=LiFePO4，D正确。答案：D7镍镉可充电电池在现实生活中应用广泛，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)22Ni(OH)2Cd2NiO(OH)2H2O，由此可知电池放电时的负极材料是()ACd(OH)2BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)2【解析】本题考查通过氧化还原反应来判断原电池正负极，负极发生氧化反应，因此该原电池放电时的负极材料应该是Cd。【答案】C 【知识总结】(1)二次电池在充电时，正、负电极上发生的反应正好与放电时发生的反应相反，因而充电时，二次电池的正极应与充电电源的正极相连接，电池的负极应与充电电源的负极相连接。(2)充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。3燃料电池：工作原理：以H2、烃、醇、肼作燃料在负极上失电子发生氧化反应，以空气或O2作氧化剂在正极上得到电子，连续不断的把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。所用电极一般为惰性电极。所用电解质为酸(或碱)、熔融氧化物(或熔融盐)等。(2)燃料电池的特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。 电极材料本身不参与氧化还原反应。 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，生成物不断地被排除。(4)燃料电池的优点：能量转化率高，燃料电池的能量转换率超过80%，远高于普通燃烧过程。污染小。(5)通可燃物的一极为电池的负极，通O2 的一极为燃料电池的正极。(6)应用实例：氢氧燃料电池：构造：类型：酸性电解质时：负极反应式：2H24e=4H； 正极反应式：O24H4e=2H2O。总反应：碱性电解质时：负极反应式：2H24OH4e=4H2O； 正极反应式：2H2OO24e=4OH。总反应：烃类燃料电池：CH4燃料电池：用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2，该电池的反应式为：负极：CH410OH8e=CO7H2O；正极：2O24H2O8e=8OH；总反应式：CH42O22OH=CO3H2O。【例1】一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是()ACH3OH(g)O2(g)2e=H2O(l)CO2(g)2H(aq)BO2(g)4H(aq)4e=2H2O(l)CCH3OH(g)H2O(l)6e=CO2(g)6H(aq)DO2(g)2H2O(l)4e=4OH(aq)解析：该燃料电池的总反应为2CH3OH3O2=4H2O2CO2正极反应为O24H4e=2H2O 3得：2CH3OH2H2O12e=2CO212H，即CH3OHH2O6e=CO26H。答案：C【例2】科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池的说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B该电池的总反应是：C3H85O2=3CO24H2OC电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化D通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为：C3H820e10O2=3CO24H2O解析该燃料电池的化学反应原理是：C3H85O2=3CO24H2O，B正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：C3H820e10O2=3CO24H2O，C正确；通入O2的电极为正极：O24e=2O2，产生的O2将向负极移动，A项错。答案A【例3】某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如下图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是 () A电子通过外电路从b极流向a极Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4 OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2DH由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：本题考查原电池知识，意在考查考生的分析能力。该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H22e=2H，H由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O24H4e=2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。答案：D【例4】以熔融的K2CO3为电解质，正极充入CO2与O2的混合气体。试写出该燃料电池的电极反应式：负极 ，正极 。15. （1）ACD （2）CH3OH6e-+8OH-=CO32-+6H2O O24e-+2H2O=4OH-【巩固练习】8.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是()A.有O2放电的a极为电池的负极B.有H2放电的b极为电池的正极C.a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-D.该电池的总反应方程式为2H2+O22H2O解析:固体介质允许O2-通过,说明为非水体系,因此a极反应不正确,这种表达是水溶液中进行的反应,a极反应应该是:O2+2e-O2-,b极反应:H2-2e-2H+,总反应方程式是H2+O2H2O。 答案:D9一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H618OH14e=2CO12H2O,7H2O7/2O214e=14OH，有关此电池的推断正确的是()A通氧气的电极为负极B参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为72C放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变D电解质溶液中CO向正极移动解析：A项，原电池反应负极发生氧化反应，正极发生还原反应，通氧气的电极为正极，A项错误；B项，根据反应方程式可知参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为72，B项正确；C项，由电极反应式可知，放电一段时间后，KOH的物质的量浓度减小，C项错误；D项，负极周围的OH参与电极反应，不断减少，水电离产生的H就不断增加，CO向负极移动，D项错误。 答案：B【当堂检测】1 下列说法正确的是 (C) A碱性锌锰电池是二次电池 B铅蓄电池是一次电池C二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生来源:Zxxk.ComD燃料电池的活性物质大量储存在电池内部2下列有关化学电池的说法中正确的是()A化学电池只能将化学能转化为电能B燃料电池能将全部化学能转化为电能C锌银电池比能量大，电压稳定，储存时间长D一次电池包括干电池和蓄电池解析：蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电)，也可以将电能转化为化学能(充电)；燃料电池的能量转换率超过80%，但不可能100%转换；蓄电池可重复使用，属于二次电池。答案：C3研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是()A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动 D总反应为：2Li 2H2O=2LiOHH2解析：本题考查原电池工作原理及考生解决新情境中实际问题的能力 。该电池的负极是锂，氧化剂水在正极上得到电子生成氢气，电解质是LiOH，故A、B、D项正确；原电池中OH向负极移动，C项错误。答案：C4燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是()A负极反应式为CH410OH8e=CO7H2OB正极反应式为2O24H2O8e=8OHC随着不断放电，电解质溶液碱性不变D甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率小解析A、B两项是正确的；综合A、B两项知C项不正确；根据能量转化的规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大得多，D项错误。答案CD5一种新型燃料电池，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不正确的是()A在熔融电解质中，O2移向正极B电池的总反应是：2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为：O24e=2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H1013O226e=4CO25H2O答案：BC点拨：该燃料电池中，O2在正极得到电子变成O2，所以O2应由正极移向负极，A项错；丁烷是还原剂，所以通入丁烷的一极应是负极，D项错。氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，右图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流。试回答下列问题：(1)图中通过负载的电子流动方向_(填“向左”或“向右”)。(2)写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式。正极：，负极：，总反应：。(3)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，若电路中通过0.8 mol电子，需要标准状况下的氧气_L。解析：H2在负极上被氧化，O2在正极上被还原，电解质溶液为KOH溶液，在书写电极反应式时不出现H，可以出现OH。甲烷燃料电池的正极电极反应式是2O24H2O8e=8OH，通过0.8 mol电子，需要0.2 mol氧气。答案：(1)向右(2)2H2OO24e=4OH 2H24OH4e=4H2O2H2O2=2H2O (3)4.48【巩固练习】【例1】一个电极通入空气，另一电极通入丁烷，电池的电解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体，它在高温下能传导O2。该电池的电极反应式为：负极：2C4H1026O252e=8CO210H2O；正极：13O252e=26O2；总反应式：2C4H1013O28CO210H2O。4、有人设计了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。电池的固定电解质是晶格掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2离子。以戊烷代表汽油，该电极负极发生的反应是_ _。固体电解质中的O2向_ 极方向移动。11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：_。11(1)3O26H2O12e=12OHC2H416OH12e=2CO10H2O来源:学+科+网Z+X+X+KC2H43O24OH=2CO4H2O(2)3Cl26e=6Cl2Al(g)6e8OH=2AlO4H2O2Al(g)3Cl28OH=2AlO6Cl4H2O来源:学&科&网11.可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,则负极通的气体应是,正极通的气体就是,电极反应为:正极,负极。(2)如果把KOH改为稀硫酸作电解质,则电极反应为:正极:,负极:。(3)(1)和(2)的电解质溶液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?。(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,则电极反应为:正极:,负极:。解析:(1)根据电池反应可知在反应中H2被氧化,O2被还原。H2应该在负极上反应,O2应该在正极上反应,又因为是碱性溶液不可能有H+参加或生成,故负极的电极反应为2H2+4OH-4e-4H2O,正极的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-。(2)若将电解质溶液换为酸性溶液,此时应考虑不可能有OH-参加或生成,故负极的电极反应为2H2-4e-4H+,正极的电极反应为O2+4H+4e-2H2O。(3)由于前者在碱性条件下反应,KOH的量不变,但工作时H2O增多,故溶液变稀,pH将变小;而后者为酸溶液,H2SO4的量不变,H2O增多,故溶液变稀,pH将变大。(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质,则正极反应为2O2+4H2O+8e-8OH-;负极反应为CH4+10OH-8e-C+7H2O,此时不会有CO2放出。答案:(1)H2O2O2+2H2O+4e-4OH-H2+2OH-2e-2H2O(2)O2+4H+4e-2H2O2H2-4e-4H+(3)前者变小,后者变大(4)2O2+4H2O+8e-8OH-CH4+10OH-8e-C+7H2O12科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是_。(2)此电池正极发生的电极反应式是_，负极发生的电极反应式是_。(3)电解液中的H向_极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其