高中化学必修2 课时6.2.2 化学电源高一化学精品讲义

这是一份高中化学必修2 课时6.2.2 化学电源高一化学精品讲义，共10页。
化学电源
【学习目标】
1、知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点、组成和工作原理
2、会正确书写燃料电池的电极反应
【主干知识梳理】
一、常见的化学电源
1、化学电源的概念：将化学能转化为电能的装置
2、化学电源的分类：一次电池、二次电池、燃料电池
(1)一次电池：一次电池的特点是活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗一定程度后，就不能再重复使用。即：放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。常见的一次电池有锌锰干电池、锌银电池
①酸性锌锰干电池
结构
酸性锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质

电极反应
负极
Zn－2e－===Zn2＋
正极
2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O
总反应
Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O
缺陷
酸性锌锰干电池即使不用，放置过久，锌筒也会因酸性的NH4Cl溶液腐蚀，造成漏液而失效，还会导致电器设备的腐蚀
改进措施
a.在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池
b.将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池
②碱性锌锰干电池
结构
碱性锌锰电池是一种常用的一次电池，其负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液

电极反应
负极
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正极
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
总反应
Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2
特点
比能量较高，储存时间较长，可适用于大电流和连续放电
③锌银电池
电极反应
负极
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
正极
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
总反应
Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
特点
比能量大、电压稳定、储存时间长
(2)二次电池：充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又可以逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时期内循环进行。充电电池中能量的转化关系是：
化学能电能，常见的二次电池有铅蓄电池、镉镍电池、锂离子电池等蓄电池等
①铅蓄电池
结构
铅蓄电池是用橡胶或微孔塑料制成的长方形外壳，正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开

电极反应
总反应
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)
负极
Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)
正极
PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)
特点
常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全

②镍镉电池
结构
以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质
电极反应
总反应
Cd +2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+ Cd(OH)2
负极
Cd+2OH－－2e－=Cd(OH)2
正极
2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni(OH)2+2OH－
特点
寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境
③碱金属中的Li是最轻的金属，活动性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池
(3)发展中的燃料电池
燃
料
电
池
的
构
成
燃料电池是一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)与氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的 电化学反应装置。
燃料气可以是氢气、甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、葡萄糖、肼等可燃性气体，
电解质通常有四种情况：
①稀硫酸
②KOH溶液
③Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，其导电粒子是CO32－
④固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，高温下能传导O2－离子
燃料电池装置示意图

特
点
①清洁、安全、高效
②料的利用率高、能量转化率高，能量转化率达到80%以上
③与常规发电厂相比，其二氧化碳排放量明显降低
④与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，这时电池起着类似试管、烧杯等反应器的作用
⑤供电量易于调节，能适应于电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间，在航天、军事和交通等领域有广阔的应用情景
①氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料(H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反应和还原反应，电池总反应式是2H2＋O2===2H2O。氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应：
介质
负极反应式
正极反应式
酸性
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
中性
2H2－4e－===4H＋
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
碱性
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
3、电池的优点和应用
(1)优点：能量转化率较高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作
(2)应用：在现代生活、生产、国防和科学技术的发展中，电池发挥着越来越重要的作用，大至火箭、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船，小至电脑、收音机、照相机、电话、助电器、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池
4、电池优劣的判断标准：判断一种电池的优劣或是否适合某种需要，主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
(1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位：(W·h)/kg或(W·h)/L
(2)比功率：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)电池的可储存时间的长短
【微点拨】一般的，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，更适合使用者的需要
5、废旧电池为什么要集中处理？
废旧电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染，1节1号干电池会使1m2的耕地失去使用价值，并通过食物链给人体健康造成危害。另一方面，废弃电池中的有色金属是宝贵的资源，如果能回收再利用这些废旧电池，不仅可以减少对我们生存环境的破坏，而且也是对资源的节约
【对点训练1】
1、判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细(　　)
(2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能(　　)
(3)充电电池可以无限制地反复充电、放电(　　)
(4)氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高(　　)
2、下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是(　　)
A．碱性锌锰电池　　　　B．手机用锂电池 C．汽车用铅蓄电池 D．玩具用镍氢电池
3、1800年伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆产生了电流，这个装置后来称为伏打电池(也叫伏打电堆)，如下图所示。观察示意图，思考回答下列问题：

(1)负极是：________，电极反应____________________
(2)正极是：_________
(3)猜测得电子发生还原反应的物质可能是________
3、铅酸电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总的方程式为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，按要求回答下列问题：

(1)负极材料是________，正极材料是________，电解质溶液是________。
(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向________极
(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)
(4)当铅蓄电池向外电路提供2mole－时，理论上负极板的质量增加________g
4、某电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图所示，且电解质为一种能传导Li＋的高分子材料，隔膜只允许Li＋通过，电池反应式为LixC6＋Li1－xCoO2C6＋LiCoO2，放电时，电解质溶液中的Li＋离子向 极方向移动，两电极反应为：负极 ，正极


二、水果简易电池的制作
1、探究制作水果电池对电极材料的要求 (按如图连接)

(已知电流表的指针偏向电子流入的电极)
电极材料
水果
电流表偏转方向
电极名称
铁片、铜片
苹果
偏向铜片
铁：负极
铜：正极
铁片、镁条
苹果
偏向铁片
铁：正极
镁：负极
铁片、碳棒
柠檬
偏向碳棒
铁：负极
碳棒：正极
铁片、铁片
柠檬
不偏转

铜片、碳棒
柠檬
几乎不偏转

(1)水果的作用是作：电解质溶液
(2)构成原电池的要素有：
①自发的氧化还原反应
②两个活泼性不同的电极，电解质溶液，形成闭合回路
③根据电极材料判断电极：较活泼金属作负极，不活泼的金属或惰性电极作正极
2、探究影响电流效果的因素
【实验1】探究电极材料对电流效果的影响
电极材料
电极间距/cm
水果
电流表/μA，偏转角度
(填“大”或“小”)
铁、铜
1
苹果
小
镁、铜
1
苹果
大
实验结论：在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电流效果越好
【实验2】探究不同水果对电流效果的影响
电极材料
电极间距/cm
水果
电流表/μA，偏转角度
锌、铜
1
苹果
小
锌、铜
1
柠檬
大
实验结论：在其他条件相同时，不同的电解质溶液，电流效果不同
【实验3】探究电极间距对电流效果的影响
电极材料
电极间距/cm
水果
电流表/μA，偏转角度
锌、铜
1
柠檬
大
锌、铜
2
柠檬
小
实验结论：在其他条件相同时，两电极间距越小，电流效果越好
【对点训练2】
1、下列有关电池的叙述不正确的是(　　)
A．水果电池是方便实用的家用电池
B．铅蓄电池是一种常用的二次电池
C．氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置
D．锌锰干电池工作一段时间后，锌外壳逐渐变薄
2、下图为番茄制作的水果电池，下列说法正确的是(　　)

A．一段时间后，铜片质量减小 B．锌电极发生氧化反应
C．电流由锌通过导线流向铜 D．铜电极是该电池的负极
【课后作业】
1、下列有关锌锰干电池的说法中正确的是(　　)
A．锌外壳是负极，石墨碳棒是正极材料 B．在外电路中电子从碳棒流向锌外壳
C．电流从锌流到碳棒上 D．在电池内部阳离子从碳棒向锌片移动
2、汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是(　　)
A．Pb是正极 B．PbO2得电子，被氧化
C．负极反应是Pb＋SO－2e－===PbSO4 D．电池放电时，溶液的酸性增强
3、汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如图所示，放电时的电池反应如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。根据此反应判断下列叙述中正确的是(　　)



A．PbO2是电池的负极 B．Pb是负极，反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4
C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强
4、锌－空气电池(如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源，该电池放电时Zn转化为ZnO。则该电池工作时，下列说法正确的是(　　)

A．Zn电极是该电池的正极 B．Zn电极的电极反应式为Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋
C．OH－向石墨电极移动 D．氧气在石墨电极上发生还原反应
5、下列电池工作时，O2在正极得电子的是(　　)
A
B
C
D




锌锰电池
铅蓄电池
氢氧燃料电池
镍镉电池
6、(双选)据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，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Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生还原反应 D．电解液肯定为强酸
7、氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，电极是多孔镍电极，电解质溶液为质量分数30%的KOH溶液，有关叙述正确的是 (　　)
①负极反应为2H2－4e－===4H＋ ②负极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O
③工作时正极pH增大，而负极pH减小 ④工作时负极pH增大，而正极pH减小
⑤工作时溶液中阴离子移向正极 ⑥使用一段时间，KOH溶液质量分数仍为30%
A．①②③　　 B．②③　 　 C．②③⑥　　 D．④⑤
8、有四种燃料电池，下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是(　　)
A．固体氧化物燃料电池 B．碱性氢氧化物燃料电池
C．质子交换膜燃料电池 D．熔融盐燃料电池

9、质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H＋。下列对该燃料电池的描述中正确的是(　　)
①正极反应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O ②负极反应为：2H2－4e－===4H＋
③总的化学反应为：2H2＋O22H2O ④氢离子通过电解质向正极移动
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④
10、(双选)如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是(　　)

A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
11、将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是(　　)
①通入CH4的电极为正极
②正极的电极反应是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
③通入CH4的电极反应式是CH4＋2O2＋4e－＝CO2＋2H2O
④负极的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－＝CO＋7H2O
⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动
⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动
A．①③⑤　　 B．②④⑥　　 C．④⑤⑥　　 D．①②③
12、一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇(CH3OH)与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是(　　)
A．CH3OH＋O2－2e－===H2O＋CO2＋2H＋ B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
13、(双选)有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是(　　)
A．每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－
B．负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
C．负极上是O2获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．电池放电后，溶液pH不断升高
14、(双选)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是(　　)

A．该电池的负极反应式为：CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
B．该电池的正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极
D．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量
15、如图所示是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路流向另一电极、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列有关该电池的说法错误的是(　　)

A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气
B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇
C．电池负极的反应式为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
D．电池正极的反应式为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
16、镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁—空气燃料电池、镁—海水燃料电池、镁—过氧化氢燃料电池、镁—次氯酸盐燃料电池。如图为镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是(　　)

A．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－
B．镁电池中镁均为负极，发生氧化反应
C．镁—过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应为：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
D．放电过程中OH－移向正极
17、Ⅰ.中国科学院长春应用化学研究所在甲醇(CH3OH)燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电池。甲醇燃料电池的工作原理如图1所示(电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O)

(1)b处通入的是_________，c处通入的是__________________
(2)该电池正极的电极反应为___________________________
(3)工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量为_____ mol
Ⅱ.第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供动力，降低油耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图2所示，其总反应为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应为___________________________

18、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。总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
(1)该电池的负极是___________，负极反应式是______________________
(2)正极现象是_________________________________
(3)放电时OH－向___________(填“正极”或“负极”)移动
19、氯铝电池是一种新型的燃料电池。试回答下列问题：
(1)通入Cl2(g)的电极是 (填“正”或“负”)极
(2)投入Al(s)的电极是 (填“正”或“负”)极
(3)电子从 (填“Al”或“Cl”)极流向 (填“正”或“负”)极
(4)每消耗8.1 g Al(s)，电路中通过的电子数目为 NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)






【化学电源】答案
【对点训练1】
1、(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
2、A
3、(1)Zn　Zn－2e－===Zn2＋
(2)Cu
(3)氧气
3、(1)Pb　PbO2　H2SO4
(2)PbO2电(正)
(3)减小　(4)96
解析：负极每个铅原子失去2e－，就生成一个PbSO4，负极增加一个SO，SO的摩尔质量为96g·mol－1。
4、正极，LixC6－xe－===xLi＋＋C6，Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
【对点训练2】
1、A
2、B。解析：锌的金属性强于铜，所以锌是负极，铜是正极，溶液中的氢离子在正极得到电子生成氢气，所以选项B正确。
【课后作业】
1、A。解析：A项，在锌锰干电池中，锌外壳是负极，石墨碳棒是正极，故正确；B项，在外电路中电子从锌外壳流向碳棒，故错误；C项，电流的方向与电子的流向相反，应从碳棒流向锌，故错误；D项，电池内部，阳离子向正极碳棒移动，故错误。
2、C。解析：从铅蓄电池的放电反应可以看出：放电过程中Pb失去电子变为Pb2＋，发生氧化反应，因而Pb是负极；PbO2得到电子发生还原反应，被还原；反应过程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性减弱。
3、B。解析：根据电池反应知放电过程中铅失去电子，因此它是原电池的负极，其电极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4，故B项正确；PbO2在放电过程中得到电子被还原，所以它是原电池的正极，因此A、C两项错误；由于原电池放电的过程中消耗硫酸，所以溶液的酸性减弱，故D项错误。
4、D。解析：氧气得电子发生还原反应，石墨电极是正极，锌电极是负极，A项错误，D项正确；锌作负极，碱性条件下，负极的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，B项错误；原电池工作时，溶液中的阴离子向负极移动，即OH－向Zn极移动，C项错误。
5、C。解析：氢氧燃料电池的总反应是2H2＋O2===2H2O，因而正极是O2得电子发生还原反应。
6、BC。解析：根据原电池反应的原理，负极发生氧化反应，较活泼的金属作负极，因此Zn－2e－===Zn2＋是负极反应，正极发生还原反应。再根据电池总反应式，生成物是ZnO，ZnO能与强酸溶液反应，所以D项错误。
7、B。解析：氢氧燃料电池在碱性条件下，负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，pH减小；正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，pH增大。工作时溶液中OH－移向负极。使用一段时间，KOH虽没有消耗但生成了H2O，所以KOH浓度变小。
8、C。解析：A项，正极反应生成O2－；B项，正极反应生成OH－；C项，正极反应生成H2O；D项，正极反应生成CO。
9、C。解析：燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的，故③错误。因为导电离子是H＋，且向正极移动，所以正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，电子由负极通过外电路流向正极。

10、BC。解析：太阳能电池利用光能转化为电能可直接作用于工作马达实现了电能与机械能的转化；在装置X中，电解水生成H2、O2，实现了电能与化学能的转化；在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能，作用于马达实现了电能与机械能的转化，A、D错误。氢氧燃料电池的正极上应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；装置X能实现H2、O2的循环再生，C正确。
11、B。解析：一般说来，能自发进行的氧化还原反应，在理论上都可设计成原电池。在反应中，电子从发生氧化反应(失电子)的负极流出，经过外电路流向正极(多为不活泼电极，离子或物质在该正极上得电子，发生还原反应)，同时溶液中的阴、阳离子分别不断移向负极、正极，构成闭合回路。据题意知发生的反应为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，反应产生的CO2，处于KOH溶液中，又会转化为CO，故④是正确的。②O2得e－被还原，作正极。⑥溶液中离子移动情况是阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
12、C。解析：该燃料电池的总反应为2CH3OH＋3O2===4H2O＋2CO2，由于在酸性溶液中正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，根据电子守恒，则负极反应为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋。
13、AB。解析：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子反应还是得电子反应，若发生的是失电子反应，该电极是原电池的负极，反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中燃烧的反应，即CH4→CO2，严格地讲，生成的CO2还会与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol e－发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。虽然正极产生OH－，负极消耗OH－，但从总反应CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O可看出会消耗KOH，所以电池放电时溶液的pH不断下降，故A、B正确，C、D错误。
14、AB。解析：由图示可知，呼气时进去的是CH3CH2OH，出来的是CH3COOH，故A错误；氧气得电子生成H2O，故B错误；电流由正极(通O2)流向负极，故C正确；酒精含量高，转移的电子数多，电流大，故D正确。
15、A。解析：由电池示意图可知，左边的电极失电子，应为电池的负极，a处通入的气体应为甲醇，则右边的电极为电池的正极，b处通入的气体应为空气，所以A项错误。
16、D。解析：镁燃料电池，镁失电子作负极，发生氧化反应，故B正确；由图知ClO－得电子生成Cl－和OH－，OH－向负极移动，生成Mg(OH)2，故A正确，D错误；在Mg—H2O2酸性燃料电池中，正极反应为：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，故C正确。
17、(1)CH3OH
(2)O2＋4e－＋4H＋===2H2O
(3)1.2
Ⅱ.增大 NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
解析：Ⅰ.(1)在原电池中，负极发生氧化反应，生成阳离子或消耗阴离子，为保持电中性，阳离子从负极移向正极，根据图中H＋的迁移方向可判断b处为负极，通入的是燃料，而c处是正极，通入的是氧气。(2)正极的O2获得电子，在酸性环境中生成H2O：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。(3)转移电子的物质的量为×6＝1.2 mol。
Ⅱ.混合动力车上坡或加速时，该镍氢电池处于工作状态，由图示结合Ni的化合价由＋3→＋2，可知乙为正极，电极反应为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，故该处pH增大。
18、(1)锂　Li－e－===Li＋　
(2)有无色气体产生　
(3)负极
解析：金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，LiOH溶液中的阳离子有Li＋和H＋，由于氧化性：H＋＞Li＋，所以正极反应是2H＋＋2e－===H2↑，正极产生无色气体；在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH－向负极移动。
19、(1)正　
(2)负　
(3)Al　正　
(4)0.9
解析：判断原电池的正负极首先要分析题中所给信息，此题所给信息是具体反应物，根据具体反应物间的相互反应式2Al＋3Cl2===2AlCl3，可知Cl2得电子在正极反应，Al失电子在负极反应，所以通入Cl2(g)的电极是正极，投入Al(s)的电极是负极，电子由负极(Al)经外电路流向正极。8.1 g Al(s)的物质的量为＝0.3 mol,1 mol Al反应转移3 mol电子，0.3 mol Al反应电路中通过的电子数为 3NA×0.3＝0.9NA。