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化学必修 第二册第一节 化学反应与能量变化学案及答案
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这是一份化学必修 第二册第一节 化学反应与能量变化学案及答案，共8页。学案主要包含了规律总结等内容，欢迎下载使用。
第3课时发展中的化学电源
1.通过生活中的化学电池常识了解常见化学电源的种类及其工作原理，并正确书写电极反应式。
2.通过能源危机认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
发展中的化学电源
一．一次电池
1．碱性锌锰干电池
正极反应： 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ ；负极反应： Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 ；总反应： Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 。
2．锌银电池
负极反应： Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 ；正极反应： Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ ；总反应： Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 。
二．充电电池
1．充电电池的特点
充电电池又称 二次电池 ，在放电时 化学能转化为电能 ；充电时 电能转化为化学能 。
2．几种常见的充电电池
（1）铅蓄电池
铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。放电时起原电池的作用。
①放电时的反应
负极： Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)
正极： PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)(还原反应)
放电总化学方程式为： Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
②充电时的反应
阴极： PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)(还原反应) 。
阳极： PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)(氧化反应) 。
放电
充电
充电总化学方程式为： 2PbSO4(s)＋2H2O(l)eq \(=====,\s\up7(电解))Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 。
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)
【例题1】（2020·天柱县第二中学高二期末）铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，下面结论正确的是（ ）
A．Pb为正极，被氧化B．溶液的pH不断减小
C．SO42－只向PbO2处移动D．电解液密度不断减小
【答案】D
【解析】A.Pb为负极，被氧化，A不正确；B.硫酸参与电池反应，溶液的pH不断增大，B不正确；C.两个电极的产物均为PbSO4，故SO42－向两个电极移动，C不正确；D.电解液为硫酸，硫酸的浓度越小则密度越小，电池放电时，硫酸的浓度逐渐减小，故其密度不断减小，D正确。故选D。
三．燃料电池（碱性）
燃料电池与一般的电池不同的是，反应物不是储存在 电池内部 ，而是由外部提供，电池装置起着类似于试管、烧杯等反应容器的作用。
工作原理：利用原电池的工作原理将燃料(如H2)和氧化剂(如O2)分别在两个电极上反应所放出的化学能直接转化为 电能 。(实验装置如下)
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性、碱性和中性三种。
【注意】不是燃烧反应。燃料电池是化学能直接转化为电能，具有清洁、安全、高效的优点。
燃料电池能量利用率可高达80%以上，但是说达到100%是错误的。
【例题2】新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别
通甲烷和氧气。
写出电极反应式：
负极：
正极：
电池的总反应式为：
【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
四.电池回收
废旧电池中含汞、镉、铅等重金属，随意丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
【规律总结】
1.电极反应式的书写步骤：
①分析氧化还原反应，找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；②注意电解质溶液环境，利用电荷守恒分别写出电极反应式；③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
2.充电电池电极反应式的书写：
(1)先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质。
(2)写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)。
(3)在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
3.燃料电池电极反应式的书写：
(1)正极：(如通O2的一极即氧化剂)反应式为
碱性电解液：O2+4e-+2H2O4OH-
酸性电解液：O2+4e-+4H+2H2O
(2)负极：可燃性物质即还原剂，总反应式减去正极的电极反应式即为负极的电极反应式。
4.书写复杂电极反应式的方法——加减法：
(1)写出总反应。如Li+LiMn2O4Li2Mn2O4。
(2)写出其中容易写出的一个电极反应式(正极或负极)。
如Li-e-Li+(负极)。
(3)利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4+Li++e-Li2Mn2O4(正极)。
1．下列化学电池不易造成环境污染的是()
A．氢氧燃料电池B．锌锰电池
C．镍镉电池D．铅蓄电池
【答案】A
【解析】A．燃料电池生成物为二氧化碳和水，无污染，故A正确；B．锌锰电池中含有重金属锰，对环境有污染，故B错误；C．镍镉电池中含有重金属镍镉，对环境有污染，故C错误；D．锂电池往往含有重金属钴，可导致环境污染，故D错误；故选A。
2．下列说法正确的是()
A．锌锰电池和碱性锌锰电池的正极材料均是锌
B．锌锰电池中电解质主要是NH4Cl，而碱性锌锰电池中的电解质主要是KOH
C．碱性锌锰电池不如锌锰电池的寿命长
D．干电池放电之后还可再充电
【答案】B
【解析】A．Zn失电子作负极，所以锌锰电池和碱性锌锰电池的负极材料均是锌，故A错误；B．锌锰电池中电解质主要是NH4Cl，碱性锌锰电池中的电解质是用强碱代替了氯化铵，一般碱性锌锰电池中的电解质主要是KOH，故B正确；C．锌锰电池的负极为锌筒，NH4Cl溶液水解显酸性，所以锌易被NH4Cl溶液腐蚀，因此碱性锌锰电池比锌锰电池的寿命长，故C错误；D．干电池属于一次电池，一次电池不能反复充放电，故D错误；本题答案B。
3．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是()
A．甲：向Cu电极方向移动
B．乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁：电池放电过程中，硫酸浓度不断减少
【答案】A
【解析】A．甲中Zn为负极，原电池工作时向Zn电极方向移动，故A错误；B．乙为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生还原反应，反应式为Ag2O+2e-+H2O═2Ag+2OH-，故B正确；C．丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故C正确；D．丁为铅蓄电池，放电时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，使用一段时间后，硫酸溶液的浓度降低，故D正确；故答案为A。
4．（2020·苏州市相城区陆慕高级中学高一期中）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法中不正确的是()
A．该电池中电极a是正极
B．外电路中电子由电极a通过导线流向电极b
C．该电池的正极反应为：O2+4H++4e-=2H2O
D．该电池的总反应为：2H2+O2=2H2O
【答案】A
【解析】A．该电池中电极a通入的氢气，氢气失去电子，发生氧化反应，电极a是负极，故A错误；B．通入氧化剂的电极为正极，b为正极，电子从负极a沿导线流向正极b，因此外电路中电子由电极a通过导线流向电极b，故B正确；C．通入氧气的电极为正极，由于氢离子移向正极，因此正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故C正确；D．该电池中，负极上电极反应式为2H2-4e-=4H+，正极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，正负极电极反应式相加得电池反应式2H2+O2=2H2O，故D正确；故选A。
5．（2020·宁波市北仑中学高一期中）如图是铅蓄电池构造示意图，电池的总反应式：，下列说法不正确的是（ ）
A．铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能
B．电池工作时，电子由板通过导线流向板
C．电池工作时，负极反应为
D．电池工作时，移向板
【答案】C
【分析】铅蓄电池中，总反应式为Pb+PbO2+4H++2SO=2PbSO4+2H2O，依据元素化合价变化可知：Pb为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，PbO2为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，电池工作时，电子从负极Pb沿导线流向正极PbO2，内电路中阳离子H+移向正极PbO2，阴离子SO42-移向负极Pb，据此分析解答。
【解析】A.铅蓄电池是可充电电池、是二次电池，充电时作为电解池，将电能转化为化学能储存，故A正确；B.电池工作时，电子从负极Pb沿导线流向正极PbO2，故B正确；C.电池工作时，负极Pb失去电子与SO结合生成PbSO4，所以电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，故C错误；D.电池工作时，内电路中阳离子H+移向正极PbO2，阴离子SO移向负极Pb，故D正确；故选C。
6．（2020·渝中区·重庆巴蜀中学高一期末）氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2+4OH--4e-=4H2O，O2+2H2O+4e-=4OH-，据此作出判断，下列说法中错误的是（ ）
A．燃料电池的能量转化率理论.上可达85%~90%
B．供电反应的总反应为：O2+2H2=2H2O
C．H2在负极发生还原反应
D．产物为无污染的水，属于环境友好电池
【答案】C
【解析】A．燃料电池的能量主要转化为电能，部分转化为热能，转化率理论上可达85%~90%，A说法正确；B．正负极反应式相加即得到总反应式，即供电时的总反应为：2H2＋O2＝2H2O，B说法正确；C．放电时，氢气失电子，发生氧化反应，C说法错误；D．产物为无污染的水，属于环境友好电池，D说法正确；综上所述，答案选C。
7．（2020·鹤壁市外国语中学高一月考）以氨气代替氢气来研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为4NH3+3O22N2+6H2O。下列有关说法错误的是（ ）
A．氨燃料电池在充电时，在阴极N2得电子被氧化
B．氨燃料电池在放电时，负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
C．以氨气代替氢气的主要原因是氨气易液化、易储存
D．燃料电池的能量转化率一般比普通的电池高
【答案】A
【分析】根据原电池原理可知，氨气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应。充电时，负极变为阴极，发生还原反应。
【解析】A.氨燃料电池在充电时，阴极上N2得电子被还原为氨气，A说法错误；B.氨燃料电池在放电时，负极上氨气发生氧化反应，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，B说法正确；C.氨气分子间可以形成氢键，而氢气分子间不能形成氢键，故氨气易液化。以氨气代替氢气的主要原因是氨气易液化、易储存，C说法正确；D.燃料电池的能量转化率一般比普通的电池高，D说法正确。
综上所述，有关说法错误的是A。
8．研究人员最近发现了一种“水电池”，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池总反应式为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列对“水电池”在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A．正极反应式为：5MnO2＋2e－=Mn5O
B．每生成1mlAgCl转移2ml电子
C．Cl－不断向“水电池”的正极移动
D．Ag发生还原反应
【答案】A
【分析】由原电池总反应知Ag化合价升高被氧化，做此电池的负极，正极为MnO2。
【解析】A．正极反应式为：5MnO2＋2e－=Mn5O，A项正确；B．每生成1mlAgCl，转移电子为1ml，B项错误；C．负极是Ag失去电子和Cl－生成AgCl，所以Cl－不断向“水电池”的负极移动，C项错误；D．Ag作负极，发生氧化反应，D项错误；答案选A。
9．化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下图是某锌锰干电池的基本构造图。
①该碱性锌锰干电池的总反应式为，该电池的负极是______，工作时正极的电极反应式是______。
②关于该电池的使用和性能，下列说法正确的是______。(填字母，下同)
A．该电池属于蓄电池
B．电池工作时向负极移动
C．该电池的电解质溶液是溶液
D．该电池用完后可随意丢弃，不需要回收处理
(2)目前常用的镍()镉()电池，其电池总反应可表示为，已知和均难于溶水但能溶于酸，以下说法正确的是______。
A．该废弃电池在中性土壤中的污染尤为严重
B．电池充电时是将化学能转化为电能
C．电池放电时作负极
D．电池放电时正极附近碱性增强
(3)另一种常用的电池——锂电池由于比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛用于心脏起搏器，它的负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，请用化学方程式表示不能用水溶液的原因：______。
(4)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一氢氧燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，采用氢氧化钠溶液为电解质溶液，则氧气应通入______(填“a”或“b”)极。
【答案】BCDa
【解析】(1)①该干电池的总反应式为，可知锌为负极，为正极，正极发生还原反应，得到还原产物，工作时正极的电极反应式是[或]；②A．该电池属于一次电池，A错误；B．负极失电子使得电极附近正电荷较多，阴离子向负极移动，即向负极移动，B正确；C．观察锌锰干电池的基本构造图可知电解质溶液是溶液，C错误；D．该电池含有重金属元素，不可随意丢弃，D错误。
故选B；(2)A．已知和能溶于酸，所以在酸性土壤中污染较严重，A错误；B．电池充电时是将电能转化为化学能，B错误；C．电池总反应为，可知电池放电时作负极，C正确；D．电池放电时正极反应式为，可知电池放电时正极附近碱性增强，D正确；故选CD；(3)负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，是较活泼金属，可与水发生反应生成氢气，化学方程式为；(4)氢氧燃料电池采用氢氧化钠溶液为电解质溶液，则正极电极反应式为，负极电极反应式为，又因为电极a为正极，电极b为负极，则氧气应通入a极 。酸性
碱性
中性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
2H2－4e－===4H＋
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式
2H2＋O2===2H2O
第3课时发展中的化学电源
1.通过生活中的化学电池常识了解常见化学电源的种类及其工作原理，并正确书写电极反应式。
2.通过能源危机认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
发展中的化学电源
一．一次电池
1．碱性锌锰干电池
正极反应： 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ ；负极反应： Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 ；总反应： Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 。
2．锌银电池
负极反应： Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 ；正极反应： Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ ；总反应： Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 。
二．充电电池
1．充电电池的特点
充电电池又称 二次电池 ，在放电时 化学能转化为电能 ；充电时 电能转化为化学能 。
2．几种常见的充电电池
（1）铅蓄电池
铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。放电时起原电池的作用。
①放电时的反应
负极： Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)
正极： PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)(还原反应)
放电总化学方程式为： Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
②充电时的反应
阴极： PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)(还原反应) 。
阳极： PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)(氧化反应) 。
放电
充电
充电总化学方程式为： 2PbSO4(s)＋2H2O(l)eq \(=====,\s\up7(电解))Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 。
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)
【例题1】（2020·天柱县第二中学高二期末）铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解液为硫酸，工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，下面结论正确的是（ ）
A．Pb为正极，被氧化B．溶液的pH不断减小
C．SO42－只向PbO2处移动D．电解液密度不断减小
【答案】D
【解析】A.Pb为负极，被氧化，A不正确；B.硫酸参与电池反应，溶液的pH不断增大，B不正确；C.两个电极的产物均为PbSO4，故SO42－向两个电极移动，C不正确；D.电解液为硫酸，硫酸的浓度越小则密度越小，电池放电时，硫酸的浓度逐渐减小，故其密度不断减小，D正确。故选D。
三．燃料电池（碱性）
燃料电池与一般的电池不同的是，反应物不是储存在 电池内部 ，而是由外部提供，电池装置起着类似于试管、烧杯等反应容器的作用。
工作原理：利用原电池的工作原理将燃料(如H2)和氧化剂(如O2)分别在两个电极上反应所放出的化学能直接转化为 电能 。(实验装置如下)
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性、碱性和中性三种。
【注意】不是燃烧反应。燃料电池是化学能直接转化为电能，具有清洁、安全、高效的优点。
燃料电池能量利用率可高达80%以上，但是说达到100%是错误的。
【例题2】新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别
通甲烷和氧气。
写出电极反应式：
负极：
正极：
电池的总反应式为：
【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
四.电池回收
废旧电池中含汞、镉、铅等重金属，随意丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。
【规律总结】
1.电极反应式的书写步骤：
①分析氧化还原反应，找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；②注意电解质溶液环境，利用电荷守恒分别写出电极反应式；③验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。
2.充电电池电极反应式的书写：
(1)先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质。
(2)写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)。
(3)在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。
3.燃料电池电极反应式的书写：
(1)正极：(如通O2的一极即氧化剂)反应式为
碱性电解液：O2+4e-+2H2O4OH-
酸性电解液：O2+4e-+4H+2H2O
(2)负极：可燃性物质即还原剂，总反应式减去正极的电极反应式即为负极的电极反应式。
4.书写复杂电极反应式的方法——加减法：
(1)写出总反应。如Li+LiMn2O4Li2Mn2O4。
(2)写出其中容易写出的一个电极反应式(正极或负极)。
如Li-e-Li+(负极)。
(3)利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4+Li++e-Li2Mn2O4(正极)。
1．下列化学电池不易造成环境污染的是()
A．氢氧燃料电池B．锌锰电池
C．镍镉电池D．铅蓄电池
【答案】A
【解析】A．燃料电池生成物为二氧化碳和水，无污染，故A正确；B．锌锰电池中含有重金属锰，对环境有污染，故B错误；C．镍镉电池中含有重金属镍镉，对环境有污染，故C错误；D．锂电池往往含有重金属钴，可导致环境污染，故D错误；故选A。
2．下列说法正确的是()
A．锌锰电池和碱性锌锰电池的正极材料均是锌
B．锌锰电池中电解质主要是NH4Cl，而碱性锌锰电池中的电解质主要是KOH
C．碱性锌锰电池不如锌锰电池的寿命长
D．干电池放电之后还可再充电
【答案】B
【解析】A．Zn失电子作负极，所以锌锰电池和碱性锌锰电池的负极材料均是锌，故A错误；B．锌锰电池中电解质主要是NH4Cl，碱性锌锰电池中的电解质是用强碱代替了氯化铵，一般碱性锌锰电池中的电解质主要是KOH，故B正确；C．锌锰电池的负极为锌筒，NH4Cl溶液水解显酸性，所以锌易被NH4Cl溶液腐蚀，因此碱性锌锰电池比锌锰电池的寿命长，故C错误；D．干电池属于一次电池，一次电池不能反复充放电，故D错误；本题答案B。
3．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是()
A．甲：向Cu电极方向移动
B．乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−
C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．丁：电池放电过程中，硫酸浓度不断减少
【答案】A
【解析】A．甲中Zn为负极，原电池工作时向Zn电极方向移动，故A错误；B．乙为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生还原反应，反应式为Ag2O+2e-+H2O═2Ag+2OH-，故B正确；C．丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故C正确；D．丁为铅蓄电池，放电时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，使用一段时间后，硫酸溶液的浓度降低，故D正确；故答案为A。
4．（2020·苏州市相城区陆慕高级中学高一期中）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列有关氢氧燃料电池的说法中不正确的是()
A．该电池中电极a是正极
B．外电路中电子由电极a通过导线流向电极b
C．该电池的正极反应为：O2+4H++4e-=2H2O
D．该电池的总反应为：2H2+O2=2H2O
【答案】A
【解析】A．该电池中电极a通入的氢气，氢气失去电子，发生氧化反应，电极a是负极，故A错误；B．通入氧化剂的电极为正极，b为正极，电子从负极a沿导线流向正极b，因此外电路中电子由电极a通过导线流向电极b，故B正确；C．通入氧气的电极为正极，由于氢离子移向正极，因此正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故C正确；D．该电池中，负极上电极反应式为2H2-4e-=4H+，正极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，正负极电极反应式相加得电池反应式2H2+O2=2H2O，故D正确；故选A。
5．（2020·宁波市北仑中学高一期中）如图是铅蓄电池构造示意图，电池的总反应式：，下列说法不正确的是（ ）
A．铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能
B．电池工作时，电子由板通过导线流向板
C．电池工作时，负极反应为
D．电池工作时，移向板
【答案】C
【分析】铅蓄电池中，总反应式为Pb+PbO2+4H++2SO=2PbSO4+2H2O，依据元素化合价变化可知：Pb为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，PbO2为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，电池工作时，电子从负极Pb沿导线流向正极PbO2，内电路中阳离子H+移向正极PbO2，阴离子SO42-移向负极Pb，据此分析解答。
【解析】A.铅蓄电池是可充电电池、是二次电池，充电时作为电解池，将电能转化为化学能储存，故A正确；B.电池工作时，电子从负极Pb沿导线流向正极PbO2，故B正确；C.电池工作时，负极Pb失去电子与SO结合生成PbSO4，所以电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4，故C错误；D.电池工作时，内电路中阳离子H+移向正极PbO2，阴离子SO移向负极Pb，故D正确；故选C。
6．（2020·渝中区·重庆巴蜀中学高一期末）氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H2+4OH--4e-=4H2O，O2+2H2O+4e-=4OH-，据此作出判断，下列说法中错误的是（ ）
A．燃料电池的能量转化率理论.上可达85%~90%
B．供电反应的总反应为：O2+2H2=2H2O
C．H2在负极发生还原反应
D．产物为无污染的水，属于环境友好电池
【答案】C
【解析】A．燃料电池的能量主要转化为电能，部分转化为热能，转化率理论上可达85%~90%，A说法正确；B．正负极反应式相加即得到总反应式，即供电时的总反应为：2H2＋O2＝2H2O，B说法正确；C．放电时，氢气失电子，发生氧化反应，C说法错误；D．产物为无污染的水，属于环境友好电池，D说法正确；综上所述，答案选C。
7．（2020·鹤壁市外国语中学高一月考）以氨气代替氢气来研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为4NH3+3O22N2+6H2O。下列有关说法错误的是（ ）
A．氨燃料电池在充电时，在阴极N2得电子被氧化
B．氨燃料电池在放电时，负极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
C．以氨气代替氢气的主要原因是氨气易液化、易储存
D．燃料电池的能量转化率一般比普通的电池高
【答案】A
【分析】根据原电池原理可知，氨气在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应。充电时，负极变为阴极，发生还原反应。
【解析】A.氨燃料电池在充电时，阴极上N2得电子被还原为氨气，A说法错误；B.氨燃料电池在放电时，负极上氨气发生氧化反应，电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，B说法正确；C.氨气分子间可以形成氢键，而氢气分子间不能形成氢键，故氨气易液化。以氨气代替氢气的主要原因是氨气易液化、易储存，C说法正确；D.燃料电池的能量转化率一般比普通的电池高，D说法正确。
综上所述，有关说法错误的是A。
8．研究人员最近发现了一种“水电池”，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池总反应式为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列对“水电池”在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A．正极反应式为：5MnO2＋2e－=Mn5O
B．每生成1mlAgCl转移2ml电子
C．Cl－不断向“水电池”的正极移动
D．Ag发生还原反应
【答案】A
【分析】由原电池总反应知Ag化合价升高被氧化，做此电池的负极，正极为MnO2。
【解析】A．正极反应式为：5MnO2＋2e－=Mn5O，A项正确；B．每生成1mlAgCl，转移电子为1ml，B项错误；C．负极是Ag失去电子和Cl－生成AgCl，所以Cl－不断向“水电池”的负极移动，C项错误；D．Ag作负极，发生氧化反应，D项错误；答案选A。
9．化学电池在通信、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下图是某锌锰干电池的基本构造图。
①该碱性锌锰干电池的总反应式为，该电池的负极是______，工作时正极的电极反应式是______。
②关于该电池的使用和性能，下列说法正确的是______。(填字母，下同)
A．该电池属于蓄电池
B．电池工作时向负极移动
C．该电池的电解质溶液是溶液
D．该电池用完后可随意丢弃，不需要回收处理
(2)目前常用的镍()镉()电池，其电池总反应可表示为，已知和均难于溶水但能溶于酸，以下说法正确的是______。
A．该废弃电池在中性土壤中的污染尤为严重
B．电池充电时是将化学能转化为电能
C．电池放电时作负极
D．电池放电时正极附近碱性增强
(3)另一种常用的电池——锂电池由于比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛用于心脏起搏器，它的负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，请用化学方程式表示不能用水溶液的原因：______。
(4)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一氢氧燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，采用氢氧化钠溶液为电解质溶液，则氧气应通入______(填“a”或“b”)极。
【答案】BCDa
【解析】(1)①该干电池的总反应式为，可知锌为负极，为正极，正极发生还原反应，得到还原产物，工作时正极的电极反应式是[或]；②A．该电池属于一次电池，A错误；B．负极失电子使得电极附近正电荷较多，阴离子向负极移动，即向负极移动，B正确；C．观察锌锰干电池的基本构造图可知电解质溶液是溶液，C错误；D．该电池含有重金属元素，不可随意丢弃，D错误。
故选B；(2)A．已知和能溶于酸，所以在酸性土壤中污染较严重，A错误；B．电池充电时是将电能转化为化学能，B错误；C．电池总反应为，可知电池放电时作负极，C正确；D．电池放电时正极反应式为，可知电池放电时正极附近碱性增强，D正确；故选CD；(3)负极材料用金属锂制成，电解质溶液需用非水溶液配制，是较活泼金属，可与水发生反应生成氢气，化学方程式为；(4)氢氧燃料电池采用氢氧化钠溶液为电解质溶液，则正极电极反应式为，负极电极反应式为，又因为电极a为正极，电极b为负极，则氧气应通入a极 。酸性
碱性
中性
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
2H2－4e－===4H＋
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
电池总反应式
2H2＋O2===2H2O
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