专题08 原电池 化学电源（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期末考点大串讲（人教版2019）(原卷版+解析版)

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▉考点01 原电池的工作原理
1．原电池的概念和实质：
（1）概念：将__化学能__转化为__电能__的装置。
（2）实质：利用能自发进行的__氧化还原__反应把化学能转化为电能。
2．原电池的工作原理
原电池工作原理示意图：
3．原电池形成的条件：
（1）闭合回路。
（2）两极有电势差——两个活性不同的电极，相对较活泼的金属作__负极__。
（3）__电解质__溶液或__熔融__电解质。
（4）自发的__氧化还原__反应。
4.正负极的判断方法
（1）电极反应：负极— 氧化 反应，正极— 还原 反应
（2）电子或电流的流向：电子：负极 →正极 ；电流： 正极 → 负极
（3）离子流向：阳离子→ 正 极，阴离子→ 负 极；
5.电极反应式的书写
6.常见原电池电极反应式、总反应式的书写
①Fe|稀HCl|C
正极：2H++2e-=H2↑
负极：Fe—2e—= Fe2+
总反应：Fe+2H+=H2↑+Fe2+
②Mg︱稀硫酸︱Cu
正极：2H++2e-=H2↑ 负极：Mg—2e—= Mg2+
总反应：Mg+2H+=H2↑+ Mg2+
③Zn|AgNO3溶液|Pt
正极：Ag++e—= Ag 负极：Zn—2e—=Zn2+
总反应：Zn+2Ag+= 2Ag+ Zn2+
④Cu︱FeCl3溶液︱Pt
正极：Fe3++e—= Fe2+ 负极：Cu—2e—= Cu2+
总反应：Cu+ 2Fe3+= 2Fe2++ Cu2+
⑤Mg︱NaOH溶液︱Cu
正极：O2+4e-+2H2O=4OH- 负极：Mg—2e—+2OH—= Mg(OH)2
总反应：2Mg+ O2+2H2O=2Mg(OH)2
⑥Fe︱KCl溶液︱Cu
正极：O2+4e-+2H2O=4OH— 负极：Fe—2e—= Fe2+
总反应：2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2
⑦Al|NaOH溶液|Mg
正极：2e—+2H2O= H2↑+ 2OH― 负极：Al —3e—+4OH—=AlO2—+2H2O
总反应：2Al+2OH―+2H2O=2AlO2—+3H2↑
⑧Cu|浓HNO3|Fe
正极：2H++NO3—+e—= H2O+NO2↑ 负极： Cu —2e—=Cu2+
总反应：Cu+4H++2NO3—=Cu2++2H2O+2NO2↑
▉考点02 原电池的应用
▉考点03 常见化学电源及工作原理
1．分类
2.常见的一次电池
一次电池的电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。一次电池不能充电，不能反复使用。
碱性锌锰电池与银锌电池比较
3.二次电池（可充电电池）
（1）可充电电池原理示意图
充电时，原电池负极与外接电源负极相连，原电池正极与外接电源正极相连，记作：“正接正，负接负”。
（2）可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。充电、放电不是可逆反应。
（3）放电时的负极反应和充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应和充电时的阳极反应相反。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
举例：铅酸蓄电池
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。
4.燃料电池
（1）
（2）种类
①氢氧燃料电池
②甲烷燃料电池
③甲醇燃料电池
④辛烷燃料电池
⑤乙醇燃料电池
⑥熔融盐电池
例如：用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质的燃料电池，CO为燃料，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，在工作过程中，电解质熔融盐的组成、浓度不变
电极反应式：负极：2CO+2CO32--4e-=4CO2 正极：O2+2CO2+4e-=2CO32- 总反应：2CO+O2=2CO2
（3）燃料电池中常见正极反应式的书写
①在酸性溶液中： O2+4e-+4H+=2H2O
②在碱性或中性溶液中： O2+4e-+2H2O=4OH-
③在熔融碳酸盐中： O2+2CO2+4e-=2CO32-
④在可传导O2-的晶体电解质中（例如：掺杂(Y2O3)氧化钇的(ZrO2)氧化锆晶体）：O2+4e-=2O2-
5．锂电池的类型
1．某原电池装置如图所示，B为电解质溶液。工作时M极质量增加，N极质量减少。则M、N、B可能分别为
A．、、稀盐酸B．、、溶液
C．、、溶液D．、、稀硫酸
【答案】B
【分析】M极质量增加，N极质量减少，说明N是负极、M是正极，N的活泼性大于M，以此分析；
【解析】A．若负极为Zn，正极为Cu，电解质为稀盐酸，则负极质量减少，正极上有气泡生成，A不符合题意；
B．若负极为Fe，正极为Cu，电解质为CuSO4，则负极质量减少，正极上质量增加，B符合题意；
C．若负极为Cu，正极为Zn，电解质为CuCl2，则无法构成原电池，C不符合题意；
D．若负极为Fe，正极为Ag，电解质为稀硫酸，则负极质量减少，正极上有气泡生成，D不符合题意；
故答案为：B。
2．如图是原电池的装置图，图中电流计指针偏转。下列说法错误的是
A．若c为硫酸铜溶液，a电极的质量增加，则a为正极
B．若c为稀硫酸溶液，b电极上产生气泡，则b为正极
C．若a为Zn，b为Fe，c为NaCl溶液，则Na+移向b极
D．若总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，a、b的材料可分别为Cu、Fe
【答案】D
【解析】A．若c为硫酸铜溶液，a电极的质量增加，则Cu2+在a电极上得电子，所以a为正极，A正确；
B．若c为稀硫酸溶液，b电极上产生气泡，则H+在b电极上得电子，所以b为正极，B正确；
C．若a为Zn，b为Fe，c为NaCl溶液，则发生吸氧腐蚀，Fe为正极，阳离子向正极移动，所以Na+移向b极，C正确；
D．若总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，则Cu作负极，正极金属的活动性应比负极弱，所以b的材料不可能是Fe，D错误；
故选D。
3．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是
A．①②中Mg做负极，③④中Fe做负极
B．②中Mg做负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+
C．③中Cu做负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2＋
D．④中Cu做正极，电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑
【答案】C
【解析】A．②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al做负极；③中Fe在冷的浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子，故Cu做负极，A错误；
B．②中铝与氢氧化钠溶液反应，铝作负极，电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，负极反应式为2Al+8OH--6e-=2AlO+4H2O，B错误；
C．③中Fe在冷的浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子，故Cu做负极，电极反应式为Cu−2e−=Cu2+，C正确；
D．④中铁作负极，Cu作正极，正极氧气得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，D错误；
答案选C。
4．（23-24高二上·广东广州·期末）锌铜原电池装置如图所示，下列有关说法不正确的是
A．电极为该原电池的正极
B．电极是还原剂，又是电子导体
C．氯化钾盐桥中将移向溶液
D．一段时间后有红色固体沉积在电极表面
【答案】C
【分析】由图可知，锌的活泼性比铜强，则锌电极为铜锌原电池的负极，铜电极为正极。
【解析】A．由分析可知，铜电极为原电池的正极，故A正确；
B．由分析可知，能导电的锌电极为铜锌原电池的负极，故B正确；
C．由分析可知，能导电的锌电极为铜锌原电池的负极，铜电极为原电池的正极，氯化钾盐桥中氯离子将移向硫酸锌溶液，故C错误；
D．由分析可知，铜电极为原电池的正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，故D正确；
故选C。
5．探究化学反应中的能量转化，实验装置(装置中的试剂及用量完全相同)及实验数据如下(注：注射器用于收集气体并读取气体体积)。
下列说法不正确的是
A．装置②中的Cu表面有气泡产生，而装置①中的Cu表面无气泡
B．装置①和②中发生反应的离子方程式都为：
C．原电池反应能加快化学反应速率，导致装置①中反应的平均速率比装置②中的小
D．由实验数据可知，原电池的化学能全部转化为电能
【答案】D
【解析】装置①为锌与稀硫酸的反应，装置②为Zn、Cu与稀硫酸形成的原电池。
A．装置②中的表面有气泡产生，是原电池的正极，而装置①中的表面无气泡，仅是化学反应，表面有气泡，故A正确；
B．装置①为锌与稀硫酸的反应，离子方程式为；装置②为Zn、Cu与稀硫酸形成的原电池，总反应式为，故B正确；
C．基于表格数据信息的证据推理可知，收集相同体积的气体装置②需要的时间更短，故原电池反应能加快化学反应速率，故C正确；
D．化学能有一部分转化为了热能，而不是全部转化为电能，表现在温度升高上，也是基于证据的推理，故D错误；
故选D。
6．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－=E，N－2e－=N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P
C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N
答案 A
解析 由①知，金属活动性：M＞N；M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：P＞M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N＞E。
7．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池中c(SOeq \\al(2－,4))减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
答案 C
解析 A项，由锌的金属活动性大于铜可知，铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池中c(SOeq \\al(2－,4))不变，错误；C项，在乙池中发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确。
8．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是
A．甲：溶液中向Cu电极方向移动，电子由锌经电解质溶液流向铜电极
B．乙：正极的电极反应式为
C．丙：锌筒作负极，发生还原反应，锌筒会变薄
D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性增强，导电能力上升
【答案】B
【解析】A．Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，电子不经过电解质溶液，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，故A错误；
B．Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−，故B正确；
C．Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，故C错误；
D．铅蓄电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，故D错误；
故选：B。
9．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用，如图所示为两种常见的化学电源示意图，下列有关说法不正确的是
A．锌锰干电池属于一次电池，铅酸蓄电池属于二次电池
B．锌锰干电池中的带铜帽的石墨棒为负极，锌筒为正极
C．铅酸蓄电池供电时Pb电极上的反应为
D．铅酸蓄电池供电时电子由Pb电极经外电路流向电极
【答案】B
【分析】锌锰电池属于一次电池，锌筒为负极。铅酸电池属于二次电池，电池的总反应PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4 +2H2O，其中Pb为负极，反应式为：Pb-2e-+=PbSO4，PbO2为正极，反应式为PbO2+4H++2e-+=PbSO4+2H2O，据此分析。
【解析】A．锌锰电池是不可充电电池属于一次电池，铅酸电池属于可充电电池是二次电池，A正确；
B．锌是活泼金属失电子发生氧化反应，锌筒为负极，带铜帽的石墨棒为正极，B错误；
C．铅酸蓄电池供电时Pb电极是负极，发生氧化反应，失去电子，电极反应式为：，C正确；
D．原电池中电子由负极经过外电路流向正极，Pb是负极，PbO2为正极，电子由Pb电极经外电路流向电极，D正确；
答案选B。
10．甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是
A．a极为正极
B．K+从a极经溶液流向b极
C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小
D．a极的电极反应为
【答案】B
【分析】a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极；b电极通入空气，氧气发生还原反应，b极为正极，据此解答。
【解析】A．a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极，A错误；B．a极为负极，b极为正极，K+从a极经溶液流向b极，B正确；C．b电极通入空气，氧气发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，即生成OH-，碱性增强，则工作一段时间后，b极附近的pH会增大，C错误；D．a电极通入甲烷，甲烷被氧化生成，则a极的电极反应为：，D错误；故选B。
11．化学电源是新能源和可再生能源的重要组成部分。科学家利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成化学电池，如图所示。下列说法正确的是
A．a端电势高于b端电势
B．电池工作时，石墨电极区域海水pH减小
C．电池工作时，海水中的Cl-向a电极移动
D．67.2LO2参加反应，a电极消耗Al的质量为54g
【答案】C
【分析】金属Al、海水及其中的溶解氧可组成的原电池中，活泼金属Al发生失电子的氧化反应生成Al3+，则a电极为负极，b电极为正极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，电子由负极经过导线移向正极，据此分析解答。
【解析】A．由分析可知，a为负极，b为正极，故a端电势低于b端电势，A错误；
B．由分析可知，电池工作时，b电极为正极，反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故石墨电极区域海水pH增大，B错误；
C．由分析可知，a为负极，b为正极，故电池工作时，海水中的Cl-向a电极移动，C正确；
D．题干未告知O2所处的状态为标准状况，无法计算67.2LO2的物质的量，故也就无法计算67.2LO2参加反应，a电极消耗Al的质量，D错误；
故答案为：C。
12．（23-24高二上·福建·期末）一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．b电极添加石墨烯可以提高电极的导电能力
B．充电时间越长b极中MgS的含量越高
C．隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+移向a极
D．放电时，正极反应包括：3Mg2++MgS8+6e−=4MgS2
【答案】B
【分析】a电极Mg失电子被氧化生成的Mg2+，a为负极，则b电极为正极，据此分析解答；
【解析】A．石墨可以导电，b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性，故A正确；
B．充电时阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为8MgS－14e－＝MgS8+7Mg2＋，则充电时间越长，MgS的含量越低，故B错误；
C．根据图可知，溶液中的阳离子Mg2+通过隔膜移向正极，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+从b极移向a极，故C正确；
D．放电时正极上发生还原反应，得电子，根据装置图可判断正极反应包括：Mg2++MgS2+2e−=2MgS、3Mg2++MgS8+6e−=4MgS2，故D正确；
故选：B。
13．钴酸锂()电池工作原理如下图，A极材料是金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式。下列说法不正确的是
A．充电时，由极区域移向极区域
B．充电时，A为阴极，发生还原反应
C．放电时，B为正极，电极反应式为
D．废旧钴酸锂()电池进行“放电处理”使锂元素富集至正极，有利于回收
【答案】A
【分析】根据电池反应式知，负极反应式为：，正极反应式为：，所以A是负极、B是正极，充电时，A接电源的负极，作为阴极，B接电源的正极，作为阳极，据此作答。
【解析】A．充电时，A是阴极、B是阳极，锂离子向阴极移动，则Li+从B流向A，故A错误；B．根据分析可知，充电时，A为阴极，阴极上发生还原反应，电极反应式为：，故B正确；C．根据分析可知，放电时，B为正极，正极反应式为：，故C正确；D．根据电池反应式知，放电时，负极产生锂离子，锂离子向正极移动并进入正极材料中得到LiCO2，更有利于从正极中回收锂，故D正确；故答案选A。
14．燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。
（1）以多孔铂为电极，如图甲装置中A、B口分别通入和构成乙醇燃料电池，则b电极是___________(填“正极”或“负极”)，该电池的负极的电极反应式为___________。
（2）科学家研究了转化温室气体的方法，利用图乙所示装置可以将转化为气体燃料，该电池负极反应式为___________，工作时的总反应式为___________。
（3）绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如图丙所示。
①氧气应从c处通入，发生的电极反应式为___________；
②二甲醚()应从b处加入，电极X上发生的电极反应式为___________；
③电池在放电过程中，电极X周围溶液的___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1） 正极
（2）
（3） 减小
【解析】（1）B口处通入氧气，氧气得到电子发生还原反应，为电源正极；该电池的负极的电极反应为乙醇在碱性条件下失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，；
（2）由图可知，M极水生成氧气，发生氧化反应为电源负极，电极反应式为；该电池N极二氧化碳发生还原反应生成水和一氧化碳，为电源正极，故电池总反应为二氧化碳生成氧气和一氧化碳：；
（3）①氧气应从c处通入，氧气得到电子，发生还原反应生成水，发生的电极反应式为；
②二甲醚()应从b处加入，在X极上失去电子，发生氧化反应生成二氧化碳，电极X上发生的电极反应式为；
③由②分析可知，电池在放电过程中，电极X周围溶液中氢离子浓度变大，减小。
考点01 原电池的工作原理
考点02 原电池的应用
考点03 常见化学电源及工作原理
能量变化
化学能转化为电能
形成条件
两个电极
组合情况
①
②
③
④
负 极
较活泼金属
金属
金属
石墨或Pt
正 极
较不活泼金属
金属氧化物
石墨或Pt
石墨或Pt
电解质溶液/熔液、固体
可与负极（正、负）反应，也可不参与反应
形成闭合回路
电极上有自发的氧化还原反应发生
类型
微粒
流向
①外电路
电子从负极流向正极
②内电路
溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极
电子与电流流向
①电子：负极eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(导线),\s\d 4(———→))),\s\d 6())正极 ②电流：正极eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(导线),\s\d 4(———→))),\s\d 6())负极
溶液中无电子通过
温馨
提醒
双液电池
①两个半电池：用盐桥连通，半电池由电极材料、电解质溶液两部分构成
②盐桥组成：含有饱和的KCl或KNO3溶液与琼脂制成的冻胶
③盐桥作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池产生持续电流
④盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极
离子迁移
①单液电池：只有一极上有离子迁移；②双液电池：两极均有离子迁移
正极：找出氧化剂及还原产物，写出“氧化剂＋n e－＝还原产物”
负极：找出还原剂及氧化产物，写出“还原剂－n e－＝氧化产物”
注意开始生成的氧化产物、还原产物在溶液中能否存在，如碱性溶液中H＋要结合OH－生成H2O。由电荷守恒确定要添加的离子，再据质量守恒，配平其他微粒个数。
将正、负析电极反应式相加，与总反应式对照验证。
复杂电极反应式的书写
①首先写出较简单的电极反应式。
②复杂电极反应式＝总反应式－简单电极反应式。
③注意电子守恒。
书写三个原则
①共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中不可能存在CO2，也不可能有H＋参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有OH－参加反应。
②得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加H2O（电解质为酸性时）或OH－（电解质为碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加H2O（电解质为碱性或中性时）或H＋（电解质为酸性时）。
③中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。
加快化学反应速率
实验室制取H2时，稀H2SO4中滴入几滴CuSO4溶液，从而加快了H2的逸出
比较金属的活泼性
通常溶解（或质量减轻）的为负极，质量增加（或产生气泡）的为正极，据负极活泼性＞正极活泼性，可得出结论
用于金属的防护
将需要保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极
设计制作化学电源
①首先将氧化还原反应分成两个半反应。
②根据原电池反应的特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
电极材料的选择
在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电，电池中的负极不一定能够与电解质溶液反应。
电解质溶液的选择
电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择含有与电极材料相同的阳离子。如在铜—锌—硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的溶液中。
分类
主要特点
实例
一次电池
不能再充电再生
普通锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池
二次电池
可充电再生，多次循环使用
铅蓄电池、锂电池
燃料电池
氧化剂和还原剂从外界输入，连续不断的提供电能，能量利用率高
氢氧燃料电池等
碱性锌锰电池
构造
正极材料
负极材料
电解质
MnO2
Zn
主要是KOH溶液
总反应方程式
Zn＋2MnO2＋2H2O＝Zn(OH)2＋2MnOOH
电极反应式
正极：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－
负极：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2
银锌钮扣电池
构造
正极
负极
电解质
Ag2O
Zn
KOH溶液
总反应方程式
Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
电极反应式
正极：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
负极：Zn＋2OH－－2e－＝ZnO＋H2O
铅蓄电池
放电（原电池）
充电（电解池）
电极
负极材料
正极材料
蓄电池负极接电源负极，作电解池的阴极
Pb
PbO2
蓄电池正极接电源正极，作电解池的阳极
电解质
H2SO4
H2SO4
电极
反应式
负极
Pb＋SO42－－2e－＝PbSO4
阴极
PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－
正极
PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝PbSO4＋2H2O
阳极
PbSO4＋H2O－2e－＝PbO2＋4H＋＋SO42－
总反应式
Pb＋PbO2＋2H2SO4eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 3(放电),\s\d 4())),\s\d 7(充电))2PbSO4＋2H2O
温馨提醒
二次电池放电的总反应式和充电总反应式互为相反过程；放电的电极反应式与充电的电极反应式也是互为相反的两个过程
特点
连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。电能转化率超过80％
反应原理
燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧
正极
是O2
负极
为可燃物，如H2、、CO、NH3、N2N4、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)及其衍生物如醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)等
电解质
常有四种类型：酸性条件、碱性条件、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响
书写
电极反应式
应先写出正极反应式，再将总反应式减去正极反应式就得负极反应式
整个过程须考虑一个重要的细节——电池工件的环境（如酸性电池、碱性电池、熔融氧化物电池、熔融碳酸盐电池、熔融硝酸盐电池等）
解题模板
解答燃料电池题目的几个关键点
①要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。
③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时分析该离子参与靠近一极的电极反应。
电解质
酸性
中性
碱性
负极反应
H2-2e-=2H+
H2-2e-=2H+
H2-2e-+2OH-=2H2O
正极反应
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e+2H2O=4OH-
总反应
2H2+O2=2H2O
电解质
H2SO4
KOH
负极反应
CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
正极反应
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应
CH4+2O2=CO2+2H2O
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
电解质
H2SO4
KOH
负极反应
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
正极反应
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
电解质
H2SO4
KOH
负极反应
C8H18-50e—+16H2O=8CO2+50H+
C8H18-50e—+66OH—=8CO32-+42H2O
正极反应
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应
2C8H18+25O2=16CO2+18H2O
2C8H18+25O2+32OH—=16CO32-+34H2O
电解质
H2SO4
KOH
负极反应
C2H6O-12e—+3H2O=2CO2+12H+
C2H6O-12e—+16OH—=2CO32-+11H2O
正极反应
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应
C2H6O+3O2=2CO2+3H2O
C2H6O+3O2+4OH—=2CO32-+5H2O
锂电池
装置图
说明
Li-CO2电池
4Li＋3CO2eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(放电),\s\d 4())),\s\d 8(充电))2Li2CO3＋C
(隔膜只允许Li＋通过，向正极移动)
放电时：
锂极为负极，负极反应式：
Li－e－＝Li＋
铱基电极为正极，正极反应式：
3CO2＋4Li＋＋4e－＝2Li2CO3＋C
LiFePO4-C电池
Li1－xFePO4＋LixC6eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(放电),\s\d 4())),\s\d 8(充电))LiFePO4＋6C
(隔膜只允许Li＋通过，向正极移动，LixC6中C元素为0价)
放电时：
M为负极，负极反应式：
LixC6－xe－＝6C＋xLi＋
N为正极，正极反应式：
Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－＝LiFePO4
全固态锂-硫电池
16Li＋xS8eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(放电),\s\d 4())),\s\d 8(充电))8Li2Sx(2≤x≤8)
(Li＋移向电极a)，电极a掺有石墨烯，可增强电极导电性
放电时：
电极b是负极，负极反应式：
Li－e－＝Li＋
电极a是正极，正极反应式(第一步)：
S8＋2e－＋2Li＋＝Li2S8
LiCO2-C电池
Li1－xCO2＋LixC6eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(放电),\s\d 4())),\s\d 8(充电))LiCO2＋6C
(放电过程中，Li＋从负极脱出，嵌入正极)
放电时：
N为负极，负极反应式：
LixC6－xe－＝6C＋xLi＋
M为正极，正极反应式：
Li1－xCO2＋xLi＋＋xe－＝LiCO2
锂-空气电池
4Li＋O2＋2H2Oeq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(放电),\s\d 4())),\s\d 8(充电))4LiOH
(Li＋移向B极)
放电时：
A为负极，负极反应式：Li－e－＝Li＋
B为正极，正极反应式：
O2＋4e－＋2H2O＝4OH－
(电解液a不能是水溶液，因为金属锂可与水反应)
项目
时间/
装置①
装置②
气体体积/
溶液温度/
气体体积/
溶液温度/
0
0
22.0
0
22.0
8.5
30
24.8
50
23.8
10.5
50
26.0
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