第3課時　原電池原理應(yīng)用　化學(xué)電源 [核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]　1.知道干電池、充電電池、燃料電池等化學(xué)電源的特點。2.掌握構(gòu)成電池的要素，了解不同電極材料對電池性能的影響。3.能正確書寫簡單化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。 一、設(shè)計原電池 1.依據(jù) 已知一個氧化還原反應(yīng)，首先分析找出氧化劑、還原劑，一般還原劑為負極材料(或在負極上被氧化)，氧化劑(電解質(zhì)溶液中的陽離子)在正極上被還原。 2.實例 以Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑為例 (1)理論上任何氧化還原反應(yīng)都可設(shè)計成原電池(　　) (2)原電池中負極上發(fā)生氧化反應(yīng)(　　) (3)原電池中正極材料一定發(fā)生還原反應(yīng)(　　) (4)原電池中正極材料必須與電解質(zhì)溶液的某種離子反應(yīng)(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)× 1.理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。選擇適宜的材料和試劑，請利用反應(yīng)“Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋”設(shè)計一個原電池。 回答下列問題： (1)用雙線橋分析上述離子反應(yīng)，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目________________；其中氧化反應(yīng)的半反應(yīng)可表示為“Fe－2e－===Fe2＋”，則還原反應(yīng)的半反應(yīng)為________________。 (2)若設(shè)計成原電池 ①負極材料是________，選擇依據(jù)是________________； ②正極材料可選用________，選擇依據(jù)是________________。 ③________溶液作電解質(zhì)。 (3)寫出電極反應(yīng)式 正極：________________，負極：________________。 (4)該原電池中電子從________極流出，電解質(zhì)溶液中的陽離子(Fe3＋)移向________極。 答案　(1)　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (2)①鐵　固體鐵單質(zhì)能導(dǎo)電，可被電解質(zhì)溶液中的Fe3＋氧化為Fe2＋ ②銅(或石墨)　銅(或石墨)的還原性比鐵弱，且為能導(dǎo)電的固體 ③FeCl3[或Fe2(SO4)3] (3)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Fe－2e－===Fe2＋ (4)鐵(負)　銅或石墨(正) 用雙線橋法書寫電極反應(yīng)式的步驟 2.水果簡易電池的制作 (1)探究制作水果電池對電極材料的要求(按如圖連接) (已知電流表的指針偏向電子流入的電極) 問題討論：水果的作用是作：電解質(zhì)溶液。 實驗結(jié)論：構(gòu)成原電池的要素有： ①自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。 ②兩個活潑性不同的電極，電解質(zhì)溶液，形成閉合回路。 ③根據(jù)電極材料判斷電極：較活潑金屬作負極，不活潑的金屬或惰性電極作正極。 (2)探究影響電流效果的因素 【實驗1】探究電極材料對電流效果的影響 實驗結(jié)論：在其他條件相同時，電極材料活潑性差別越大，電流效果越好。 【實驗2】探究不同水果對電流效果的影響 實驗結(jié)論：在其他條件相同時，不同的電解質(zhì)溶液，電流效果不同。 【實驗3】探究電極間距對電流效果的影響 實驗結(jié)論：在其他條件相同時，兩電極間距越小，電流效果越好。 水果電池的電流效果與電極材料、水果的種類有關(guān)，另外還與兩電極間距離以及電極插入水果的深度等因素有關(guān)。 1.下圖為番茄制作的水果電池，下列說法正確的是(　　) A.一段時間后，銅片質(zhì)量減小 B.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng) C.電流由鋅通過導(dǎo)線流向銅 D.銅電極是該電池的負極 答案　B 解析　鋅的金屬性強于銅，所以鋅是負極，銅是正極，溶液中的氫離子在正極得到電子生成氫氣，所以選項B正確。 2.利用離子反應(yīng)“Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋”設(shè)計原電池，下列設(shè)計不合理的是(　　) ①銅片、鐵片、FeCl3溶液組成的原電池 ②石墨、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池 ③鐵片、鋅片、Fe(SO4)3溶液組成的原電池 ④銀片、鐵片、Fe(NO3)2溶液組成的原電池 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 答案　C 解析　Cu不如鐵活潑，則Fe作負極、Cu作正極，故①正確；活潑金屬鐵作負極，電解質(zhì)溶液是含有Fe3＋的溶液，故②正確；Fe不如Zn活潑，則Fe作正極、Zn作負極，故③錯誤；電解質(zhì)溶液必須是可溶性的鐵鹽溶液，故④錯誤。 3.選擇適宜的材料和試劑，請利用反應(yīng)“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”設(shè)計一個化學(xué)電池。 回答下列問題： (1)負極材料：________；正極材料：________；電解質(zhì)溶液：________________。 (2)寫出電極反應(yīng)式 正極：________________________________________________________________________； 負極：________________________________________________________________________。 (3)原電池中電子從________極流出，電解質(zhì)溶液中陰離子流向________極(填“正”或“負”)。 答案　(1)銅　銀(或碳棒)　AgNO3溶液 (2)2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu－2e－===Cu2＋ (3)銅(負)　負 二、化學(xué)電源 1.一次電池 (1)特點：電池放電后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進行)，如鋅錳干電池屬于一次電池。 (2)鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示： ①鋅筒為負極，電極反應(yīng)是Zn－2e－===Zn2＋。 ②石墨棒為正極，最終被還原的物質(zhì)是二氧化錳。 ③NH4Cl糊的作用電解質(zhì)溶液。 2.二次電池(充電電池) (1)特點：二次電池在放電時所進行的氧化還原反應(yīng)，在充電時可以逆向進行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。 (2)能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能eq \o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))電能 (3)常見的充電電池：鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池。 3.燃料電池 (1)特點：①反應(yīng)物儲存在電池外部，②能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔、安全，③供電量易于調(diào)節(jié)。 (2)燃料電池常用的燃料有：氫氣、甲烷、乙醇等。 常用氧化劑：氧氣。 (1)鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細(　　) (2)氫氧燃料電池是將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?　　) (3)充電電池可以無限制地反復(fù)充電、放電(　　) (4)氫氧燃料電池比氫氣直接燃燒發(fā)電能量利用率高(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 1.1800年伏打用鋅片與銅片夾以鹽水浸濕的紙片疊成電堆產(chǎn)生了電流，這個裝置后來稱為伏打電池(也叫伏打電堆)，如下圖所示。 觀察示意圖，思考回答下列問題： (1)負極是：________，電極反應(yīng)________________。 (2)正極是：________。 (3)猜測得電子發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)可能是________。 答案　(1)Zn　Zn－2e－===Zn2＋ (2)Cu (3)氧氣 2.鉛酸電池常用作汽車電瓶，其構(gòu)造如圖所示，工作時該電池總的方程式為： Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O 按要求回答下列問題： (1)負極材料是________，正極材料是________，電解質(zhì)溶液是________。 (2)工作時，電解質(zhì)溶液中的H＋移向________極。 (3)工作時，電解質(zhì)溶液中硫酸的濃度________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (4)當(dāng)鉛蓄電池向外電路提供2 mol e－時，理論上負極板的質(zhì)量增加________ g。 答案　(1)Pb　PbO2　H2SO4 (2)PbO2電(正) (3)減小　(4)96 解析　負極每個鉛原子失去2e－，就生成一個PbSO4，負極增加一個SOeq \o\al(2－,4)，SOeq \o\al(2－,4)的摩爾質(zhì)量為96 g·mol－1。 1.下列有關(guān)電池的敘述不正確的是(　　) A.水果電池是方便實用的家用電池 B.鉛蓄電池是一種常用的二次電池 C.氫氧燃料電池是一種高效、無污染的發(fā)電裝置 D.鋅錳干電池工作一段時間后，鋅外殼逐漸變薄 答案　A 2.下列電池工作時，O2在正極得電子的是(　　) 答案　C 解析　氫氧燃料電池的總反應(yīng)是2H2＋O2===2H2O，因而正極是O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 3.下列有關(guān)鋅錳干電池的說法中正確的是(　　) A.鋅外殼是負極，石墨碳棒是正極材料 B.在外電路中電子從碳棒流向鋅外殼 C.電流從鋅流到碳棒上 D.在電池內(nèi)部陽離子從碳棒向鋅片移動 答案　A 解析　A項，在鋅錳干電池中，鋅外殼是負極，石墨碳棒是正極，故正確；B項，在外電路中電子從鋅外殼流向碳棒，故錯誤；C項，電流的方向與電子的流向相反，應(yīng)從碳棒流向鋅，故錯誤；D項，電池內(nèi)部，陽離子向正極碳棒移動，故錯誤。 4.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，其放電時的原電池反應(yīng)如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是(　　) A.Pb是正極 B.PbO2得電子，被氧化 C.負極反應(yīng)是Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4 D.電池放電時，溶液的酸性增強 答案　C 解析　從鉛蓄電池的放電反應(yīng)可以看出：放電過程中Pb失去電子變?yōu)镻b2＋，發(fā)生氧化反應(yīng)，因而Pb是負極；PbO2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，被還原；反應(yīng)過程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性減弱。 拓展延伸　電極反應(yīng)式的書寫 1.書寫電極反應(yīng)式的原則 電極反應(yīng)式遵循質(zhì)量守恒、得失電子守恒及電荷守恒，遵循離子方程式的書寫規(guī)則，兩電極反應(yīng)式相加得電池總化學(xué)(或離子)方程式。 2.書寫電極反應(yīng)式的基本類型 (1)類型一　題目給定原電池的裝置圖，未給總反應(yīng)式 ①首先找出原電池的正、負極，即分別找出氧化劑和還原劑。 ②結(jié)合電解質(zhì)判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 ③遵循氧化還原反應(yīng)離子方程式配平原則，寫出電極反應(yīng)式。(注意：電極產(chǎn)物能否與電解質(zhì)溶液共存，如鉛蓄電池的負極鉛失電子變?yōu)镻b2＋，但Pb2＋與硫酸溶液中的SOeq \o\al(2－,4)不共存，因而負極電極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SOeq \o\al(2－,4)===PbSO4) ④將兩電極反應(yīng)式相加(注意兩極得失電子數(shù)相等)可得電池總反應(yīng)式。 (2)類型二　題目中給出原電池的總反應(yīng)式 ①分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價變化情況，找出氧化劑及其對應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑發(fā)生的反應(yīng)即為負極反應(yīng)。 ②當(dāng)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時，還應(yīng)考慮電解質(zhì)是否參與了反應(yīng)。 ③若有一個電極反應(yīng)式較難寫出，可先寫出較易寫出的電極反應(yīng)式，然后再用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)式即得到另一電極反應(yīng)式。 1.一種鎂－空氣電池裝置如圖所示，電極材料為金屬鎂和吸附氧氣的活性炭，電解液為KOH濃溶液。 (1)負極電極反應(yīng)式________________，正極電極反應(yīng)式________________。 (2)電子移動的方向是由________經(jīng)外電路到________。(填“a”或“b”) (3)電池總反應(yīng)式為__________________________________________________________。 答案　(1)Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (2)a　b　(3)2Mg＋O2＋2H2O===2Mg(OH)2 解析　(1)Mg是強還原劑，易失電子，作負極，失電子變?yōu)镸g2＋，而Mg2＋與OH－不共存，因而電極反應(yīng)為Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2；活性炭為正極，吸附在活性炭中的氧氣得電子變?yōu)镺2－，O2－與H2O不共存，生成OH－，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(3)兩極反應(yīng)式相加即可得電池總反應(yīng)式。 2.(2019·北海期末)某鋰離子電池的工作原理如圖所示(a極材料為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料，b極材料為FePO4和石墨的復(fù)合材料)，其電池反應(yīng)為Li＋FePO4===LiFePO4 (1)a為________極，電極反應(yīng)式：_______________________________________________； b為________極，電極反應(yīng)式：_________________________________________________。 (2)電池內(nèi)部Li＋由________側(cè)移向________側(cè)(填“左”或“右”)。 (3)能否用磷酸溶液作電解質(zhì)________。(填“能”或“否”) 答案　(1)負　Li－e－===Li＋ 正　FePO4＋e－＋Li＋===LiFePO4 (2)左　右　(3)否 3.如圖所示，可形成氫氧燃料電池。通常氫氧燃料電池有酸式(當(dāng)電解質(zhì)溶液為硫酸時)和堿式[當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時]兩種。試回答下列問題： (1)酸式電池的電極反應(yīng)：負極：__________________________________________________， 正極：________________________________________________________________________； 電池總反應(yīng)：__________________________________________________________________。 (2)堿式電池的電極反應(yīng)：負極：__________________________________________________， 正極：______________；電池總反應(yīng)：____________________________________________。 答案　(1)2H2－4e－===4H＋　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　2H2＋O2===2H2O (2)2H2－4e－＋4OH－===4H2O　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　2H2＋O2===2H2O 解析　(1)正極上，O2得電子變?yōu)镺2－，溶液中O2－不能單獨存在，酸性條件下與H＋結(jié)合成H2O。負極上，H2失電子變?yōu)镠＋，H＋進入電解質(zhì)溶液。(2)正極上，O2得電子變?yōu)镺2－，溶液中O2－不能單獨存在，堿性條件下與H2O結(jié)合成OH－。負極上，H2失電子變?yōu)镠＋，堿性條件下H＋不能大量存在，與OH－結(jié)合成H2O。 燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 (1)寫出電池總反應(yīng)式。燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的總反應(yīng)為CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 (2)寫出電池的正極反應(yīng)式。 無論負極燃料是H2還是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……)，正極一般都是O2發(fā)生還原反應(yīng)，在堿性條件下，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，若在酸性條件下，則正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (3)寫出負極反應(yīng)式：負極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－正極反應(yīng)式。 課時對點練 A組　基礎(chǔ)對點練 題組一　原電池原理應(yīng)用 1.某原電池總反應(yīng)的離子方程式是：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，利用該反應(yīng)設(shè)計成原電池。則該電池的正極、負極和電解質(zhì)溶液依次是(　　) A.Zn、Cu、ZnSO4 B.Zn、Cu、CuCl2 C.Cu、Zn、ZnCl2 D.Cu、Zn、CuSO4 答案　D 解析　鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負極，不如鋅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O(石墨)，銅離子在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則電解質(zhì)為可溶性的銅鹽，符合條件的是D，故答案為D。 2.如圖為鋅、銅水果電池裝置示意圖，下列說法正確的是(　　) A.銅片為負極，發(fā)生還原反應(yīng) B.鋅片上發(fā)生還原反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋ C.該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 D.電子由鋅片沿導(dǎo)線流向銅極 答案　D 解析　原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子由負極經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。鋅的金屬性強于銅，鋅是負極，銅是正極，A錯誤；鋅片是負極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋，B錯誤；該裝置是原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽珻錯誤；電子由負極鋅片沿導(dǎo)線流向正極銅極，D正確。 3.(2019·張家港高級中學(xué)高一期末)某同學(xué)設(shè)計的原電池裝置如圖所示。電池工作時，下列說法正確的是(　　) A.鋅片作正極 B.鹽酸作為電解質(zhì)溶液 C.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D.電子由銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片 答案　B 解析　鋅活潑性強于銅，所以鋅作負極，A錯誤；圖中為原電池裝置，電解質(zhì)溶液為鹽酸，B正確；圖示為原電池，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，C錯誤；鋅為負極，銅為正極，電子從負極鋅流出，沿著導(dǎo)線流向正極銅，D錯誤；故合理選項是B。 題組二　化學(xué)電源 4.下列電池不屬于二次電池(可充電電池)的是(　　) 答案　A 解析　鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等可以反復(fù)充電放電屬于可充電電池，是二次電池；堿性鋅錳電池不能充電，完全放電后不能再使用，是一次電池；答案選A。 5.下列有關(guān)電池的敘述正確的是(　　) A.氫氧燃料電池屬于環(huán)境友好型電池，能量轉(zhuǎn)化率可達100% B.鋅錳干電池是一種常用的二次電池 C.鋅錳干電池工作一段時間后鋅外殼逐漸變薄 D.鉛蓄電池負極是PbO2，正極是Pb 答案　C 解析　燃料電池轉(zhuǎn)化率不可能為100%，故A錯誤；鋅錳干電池是一種常用的一次電池，故B錯誤；鋅錳干電池工作過程中，負極反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋，鋅外殼不斷被腐蝕而逐漸變薄，故C正確；鉛蓄電池負極是Pb，正極是PbO2，故D錯誤；答案選C。 6.隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題日益得到重視，其首要原因是(　　) A.利用電池外殼的金屬材料 B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染 C.不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品 D.回收其中石墨電極 答案　B 解析　回收廢電池的首要原因是防止廢電池中滲漏出的重金屬離子對土壤和水源的污染，而對廢電池的綜合利用是第二位的，故選B。 7.下列關(guān)于充電電池的敘述，不正確的是(　　) A.充電電池的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng) B.充電電池可以無限制的充電放電 C.充電是使放電時的氧化還原反應(yīng)逆向進行 D.較長時間不使用電池時，最好將電池取出并妥善存放 答案　B 解析　充電電池理論上是可以永久重復(fù)利用的，但在實際應(yīng)用中總會因為性能等原因而使電解質(zhì)溶液或者電極變質(zhì)而失效。所以實際情況下充電電池是不能無限制重復(fù)使用的。 8.下列說法正確的是(　　) A.鋅錳電池和堿性鋅錳電池的正極材料均是鋅 B.鋅錳電池中電解質(zhì)主要是NH4Cl，而堿性鋅錳電池中的電解質(zhì)主要是KOH C.堿性鋅錳電池不如鋅錳電池的壽命長 D.干電池放電之后還可再充電 答案　B 解析　Zn失電子作負極，所以鋅錳電池和堿性鋅錳電池的負極材料均是鋅，故A錯誤；鋅錳電池中電解質(zhì)主要是NH4Cl，堿性鋅錳電池中的電解質(zhì)是用強堿代替了氯化銨，一般堿性鋅錳電池中的電解質(zhì)主要是KOH，故B正確；鋅錳電池的負極為鋅筒，NH4Cl溶液水解顯酸性，所以鋅易被NH4Cl溶液腐蝕，因此堿性鋅錳電池比鋅錳電池的壽命長，故C錯誤；干電池屬于一次電池，一次電池不能反復(fù)充放電，故D錯誤。故選B。 9.(2018·汕頭市南澳高一下學(xué)期期中)汽車的啟動電源常用鉛蓄電池。其結(jié)構(gòu)如圖所示，放電時的電池反應(yīng)如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。根據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述中正確的是(　　) A.PbO2是電池的負極 B.Pb是負極 C.PbO2得電子，被氧化 D.電池放電時，溶液酸性增強 答案　B 解析　根據(jù)電池反應(yīng)知放電過程中鉛失去電子，因此它是原電池的負極，其電極反應(yīng)式為Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4，故B項正確；PbO2在放電過程中得到電子被還原，所以它是原電池的正極，因此A、C兩項錯誤；由于原電池放電的過程中消耗硫酸，所以溶液的酸性減弱，故D項錯誤。 10.Zn—MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。 (1)該電池的負極材料是________。電池工作時，電子流向________(填“正極”或“負極”)。 (2)若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2＋，會加速其電極的腐蝕，其主要原因是________。欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的________(填字母)。 A.NaOH B.Zn C.Fe D.NH3·H2O (3)此廢舊電池的處理方法是回收，目的是為了____________________________________。 (4)該電池的負極反應(yīng)式為______________________________________________________。 答案　(1)Zn(或鋅)　正極　(2)鋅與還原出的銅形成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕　B　(3)防止電解液污染土壤、避免金屬材料的浪費　(4)Zn－2e－===Zn2＋ 解析　(1)負極上是失電子的，則Zn失電子為負極，電子由負極流向正極。(2)電化學(xué)腐蝕較化學(xué)腐蝕更快，鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。題目中A和D選項不能除去雜質(zhì)離子，C項會引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選Zn將Cu2＋置換為單質(zhì)而除去。(3)鋅錳干電池所含的汞、酸或堿等在廢棄后進入環(huán)境中將造成嚴(yán)重危害，此廢舊電池的處理方法是回收，目的是為了防止電解液污染土壤、避免金屬材料的浪費。(4)該電池的負極材料是Zn，負極上是失電子，負極反應(yīng)方程式為Zn－2e－===Zn2＋。 B組　綜合強化練 1.(2018·慈溪市期末)普通鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示，其電池反應(yīng)的方程式為：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，下列說法正確的是(　　) A.石墨作負極 B.鋅失去電子，被還原 C.電池工作時，電子從石墨經(jīng)導(dǎo)線流向鋅 D.正極的電極反應(yīng)為： NHeq \o\al(＋,4)＋MnO2＋e－===MnO(OH)＋NH3 答案　D 解析　根據(jù)電池反應(yīng)：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)，原電池中負極上是金屬鋅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，故A錯誤；電池中鋅失去電子，被氧化，故B錯誤；電池中電子從負極流向正極即從鋅經(jīng)導(dǎo)線流向石墨，故C錯誤；正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極的電極反應(yīng)為：NHeq \o\al(＋,4)＋MnO2＋e－===MnO(OH)＋NH3，故D正確。故選D。 2.銀鋅紐扣電池，其電池的電池反應(yīng)式為：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 下列說法不正確的是(　　) A.鋅作負極 B.正極發(fā)生還原反應(yīng) C.電池工作時，電流從Ag2O經(jīng)導(dǎo)線流向Zn D.負極的電極方程式為：Zn－2e－===Zn2＋ 答案　D 解析　Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負極，故A正確；正極上Ag2O得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；原電池中電流從正極沿導(dǎo)線流向負極，該電池中Zn是負極、Ag2O是正極，所以放電時電流從Ag2O經(jīng)導(dǎo)線流向Zn，故C正確；堿性條件下鋅離子生成Zn(OH)2，所以負極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，故D錯誤；故答案為D。 3.汽車的啟動電源常用蓄電池。其結(jié)構(gòu)如下圖所示，放電時其電池反應(yīng)如下：PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中不正確的是(　　) A.Pb作負極，失去電子，被氧化 B.PbO2得電子，被還原 C.負極反應(yīng)是Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4 D.電池放電時，溶液酸性增強 答案　D 解析　根據(jù)電池反應(yīng)式知，鉛失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作負極，故A正確；二氧化鉛得電子被還原，故B正確；負極上鉛失電子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)式為：Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4，故C正確；電池放電時，硫酸參加反應(yīng)生成水，所以溶質(zhì)的質(zhì)量減少，溶劑的質(zhì)量增加，所以溶液酸性減弱，故D錯誤；故答案為D。 4.研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是(　　) A.水既是氧化劑又是溶劑 B.放電時正極上有氫氣生成 C.放電時OH－向正極移動 D.總反應(yīng)為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 答案　C 解析　由題意知此電池名稱叫鋰水電池，可推測其總反應(yīng)為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，再依據(jù)原電池原理寫出其電極反應(yīng)如下：負極：2Li－2e－===2Li＋，正極2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。結(jié)合選項分析A、B、D都是正確的，在原電池內(nèi)部，放電時OH－向負極移動，故C項錯誤。 5.科學(xué)家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機酸轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池中發(fā)電，電池負極反應(yīng)式為(　　) A.H2＋2OH－－2e－===2H2O B.O2＋4H＋＋4e－===2H2O C.H2－2e－===2H＋ D.O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 答案　C 解析　根據(jù)題給信息，該燃料電池的總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O。電解液為酸性溶液，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH－，A、D錯誤；又因為燃料電池中負極通入氫氣，正極通入氧氣，B錯誤。 6.(1)如圖為氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖，根據(jù)電子運動方向，可知氧氣從________口通入(填“a”或“b”)，X極為電池的________(填“正”或“負”)極。 (2)某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)，兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為 A極：2H2＋2O2－－4e－===2H2O B極：O2＋4e－===2O2－ 則A極是電池的________極；電子從該極________(填“流入”或“流出”)。 (3)微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應(yīng)為： Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 總反應(yīng)為Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag ①Zn是________極，Ag2O發(fā)生________反應(yīng)。 ②電子由______極流向________極(填“Zn”或“Ag2O”)，當(dāng)電路通過1 mol電子時，負極消耗物質(zhì)的質(zhì)量是________g。 ③在使用過程中，電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量______(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案　(1)b　負　(2)負　流出 (3) ①負　還原?、赯n　Ag2O　32.5?、鄄蛔?解析　(1)氫氧燃料電池中，電子從負極向正極移動， X是負極；Y是正極，氧氣應(yīng)通入正極。 (2)根據(jù)電極反應(yīng)可知，A極發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)該是電池的負極，電子從該極流出。(3)①根據(jù)電極反應(yīng)可知Zn失電子被氧化而溶解，Ag2O得電子被還原發(fā)生還原反應(yīng)。②發(fā)生原電池反應(yīng)時，電子由負極經(jīng)外電路到正極，即電子從Zn極經(jīng)外電路到Ag2O極，當(dāng)通過電路1 mol時，負極消耗Zn的質(zhì)量是32.5 g。電池中KOH只起到增強導(dǎo)電的作用，不參與反應(yīng)，故電池使用過程中KOH的量不變。 7.有甲、乙兩位同學(xué)，他們一起做了水果電池的實驗，測得數(shù)據(jù)如下： 試根據(jù)上表中的實驗數(shù)據(jù)回答下列問題： (1)實驗2中負極是__________，電極反應(yīng)式為：___________________________________。 (2)實驗1和5電流方向相反的原因是_____________________________________________。 (3)由實驗1～實驗4可知影響水果電池的電壓的因素有______________。 (4)根據(jù)實驗2、6和實驗1、5的比較可發(fā)現(xiàn)水果電池的電壓還與__________有關(guān)。 答案　(1)Zn　Zn－2e－===Zn2＋ (2)水果類型(電解質(zhì)溶液)相同時，實驗1中鋅的還原性大于銅，鋅是負極，實驗5中鋅的還原性小于鋁，鋅是正極 (3)水果的類型(或電解質(zhì)溶液) (4)電極材料 電極材料水果電流表偏轉(zhuǎn)方向電極名稱鐵片、銅片蘋果偏向銅片鐵：負極 銅：正極鐵片、鎂條蘋果偏向鐵片鐵：正極 鎂：負極鐵片、碳棒檸檬偏向碳棒鐵：負極 碳棒：正極鐵片、鐵片檸檬不偏轉(zhuǎn)銅片、碳棒檸檬幾乎不偏轉(zhuǎn)電極材料電極間距/cm水果電流表/μA，偏轉(zhuǎn)角度 (填“大”或“小”)鐵、銅1蘋果小鎂、銅1蘋果大電極材料電極間距/cm水果電流表/μA，偏轉(zhuǎn)角度鋅、銅1蘋果小鋅、銅1檸檬大電極材料電極間距/cm水果電流表/μA，偏轉(zhuǎn)角度鋅、銅1檸檬大鋅、銅2檸檬小ABCD鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鎳鎘電池實驗次數(shù)電極材料水果品種電極間距/cm電壓/mV1鋅銅菠蘿39002鋅銅蘋果36503鋅銅柑橘38504鋅銅西紅柿37505鋅鋁菠蘿36506鋅鋁蘋果3450

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