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化学·选修4(人教版)第二节化学电源金焰四射的太阳，其表面是一片烈焰翻腾的火海，温度为6000°C左右。
在太阳内部，温度高达两千万度以上。
所以，太阳能一刻不停地发出大量的光和热，为人类送来光明和温暖，它也成了取之不尽、用之不竭的能源聚宝盆。
将太阳光变成电能，是利用太阳能的一条重要途径。
人们早在20世纪50年代就制成了第一个光电池。
将光电池装在汽车上，用它将太阳光不断地变成电能，使汽车开动起来。
这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。
►水平测试1．(2018·北京卷)下列设备工作时，将化学能转化为热能的是( )解析：硅太阳能电池是将太阳能直接转化为电能，故A错误；锂离子电池将化学能直接转化为电能，故B 错误；太阳能集热器是将太阳能转变为热能，故C错误；燃料燃烧将化学能直接转化为热能，故D正确。
答案：D2.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U型管)构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是( )①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片侵入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①②B．②③C．②④ D．③④解析：该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极反应式为Ag＋＋e－===Ag，因此②对；在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以③错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以④对；故答案为C。
答案：C3．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。
航标灯的电源必须长效、稳定。
我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金为电极材料的海水电池。
在这种电池中( )①铝合金是阳极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应A．②③B．②④C．①②D．①④解析：较活泼的铝合金为负极(②对)，Pt－Fe合金为正极，海水是电解液(③对)，负极上发生氧化反应(④错)。
1．下列说法不正确的是()A．一次电池要回收利用防止污染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D．燃料电池能量转化率高，活性物质由外界加入，可实现连续不间断供电解析：蓄电池是二次电池。
答案：B2．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 ℃左右时供电，电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如图，下列说法正确的是()A．电池工作时，质子向电池的负极迁移B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极C．a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋D．b极上发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－解析：通入乙醇的一极(a极)为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极(b极)为正极，发生还原反应。
电池工作时，阳离子(质子)向电池的正极迁移，A项不正确；电流方向与电子流向相反，电流由b极沿导线流向a极，B项正确；a极上乙醇应该失电子被氧化，C项不正确；因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH－，D项不正确。
答案：B3．LED产品的使用为城市增添色彩，如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。
下列有关叙述正确的是()A．该装置将化学能最终转化为电能B．a处通入O2C．b处为电池正极，发生还原反应D．通入O2的电极上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O 解析：LED产品中电能转化为光能，所以该装置的能量转换是化学能为电能最终转化为光能；根据电子由负极移向正极，可判断a为负极，通入H2，发生氧化反应，b为正极，通入氧气，发生还原反应，由于是碱性电解液，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
答案：C4．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—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。
高中化学学习材料第四章 第二节 化学电源1、高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为:3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH.下列叙述不正确的是( )A.放电时负极反应为:3Zn －6e －+6OH －=3Zn(OH)2B.充电时阳极反应为:2342Fe(OH)3e 5OH FeO 4H O ----+=+ C.放电时每转移3mol 电子,正极有1molK 2FeO 4被还原D.充电时阴极溶液的碱性减弱2、热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源.一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl －KCl 混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能.该电池总反应为PbSO 4+2LiCl+Ca=CaCl 2+Li 2SO 4+Pb.下列有关说法正确的是( )A .常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转B .放电过程中,Li+向负极移动C .每转移0.2mol电子,理论上生成41.4gPbD .正极反应式:Ca+2Cl－－2e－=CaCl23、一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图.下列有关该电池的说法正确的是( )A .如用此种电池电镀铜,待镀铜金属上增重19.2g,则至少消耗标准状况下2.24LCH4B .电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH－－2e－=2H2OC .电池工作时, CO32−向电极B移动D .电极B上发生的电极反应为: O2+2CO2+4e−=2CO32−答案1、D2、A3、D4、碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+2H2O═Zn（OH）2+2MnO（OH），下列说法不正确的是（）A．该电池Zn为负极，MnO2为正极，电解质是KOHB．放电时外电路电流由Zn流向MnO2C．电池工作时OH—向锌电极移动D．该电池的正极反应为：MnO2+e-+H2O═MnO（OH）+OH—答案：B解析：A．由碱性锌锰电池的总反应：Zn+2MnO2+2H2O═2MnOOH+Zn（OH）2，可知正极MnO2得电子被还原，负极是金属锌，故A正确；B．放电时外电路电流由正极流向负极，即MnO2流向Zn，故B错误；C、电池工作时阴离子OH-向负极锌电极移动，故C正确；D、原电池的正极MnO2得电子，被还原生成MnOOH，反应式为2MnO2+2H2O+2e-═2MnOOH+2OH—，故D正确．故选：B．。
第四章 第二节 化学电源一、化学电源：化学电池是将________能变成_____能的装置,它包括_____电池,____电池和_____电池等几类。
1．一次电池（1）碱性锌锰电池，电解质是KOH ，其电极反应：负极（Zn ）：正极（MnO 2）：总反应：（2）银锌钮扣电池（2）锌银电池的负极是Zn ，正极是Ag 2O ，电解质是KOH ，其电极总反应如下：Zn ＋Ag 2O ＋H 2O = Zn (OH )2＋2Ag负极：Zn ＋2OH -－2e - ＝Zn (OH )2正极：Ag 2O ＋H 2O ＋2e - ＝2Ag ＋2OH -银锌电池跟铅蓄电池一样，在使用(放电)一段时间后就要充电，充电过程表示如下： 阳极：2Ag ＋2OH -－2e - ＝Ag 2O ＋H 2O阴极：Zn (OH )2＋2e - ＝Zn ＋2OH -总反应式：Zn ＋Ag 2O ＋H 2Zn (OH )2＋2Ag （3）锂离子电池：(5) 锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：2Li-2e -=2Li +，正极：I 2+2e -=2I -， 总反应：2Li+I 2=2LiI2．二次电池：（1）铅蓄电池放电，电极反应为：负极：Pb ＋SO 42-－2e -＝PbSO 4↓ 正极：PbO 2＋4H +＋SO 42-＋2e -＝PbSO 4↓＋2H 2O 充电，其电极反应为：阳极：PbSO 4＋2H 2O －2e - ＝PbO 2＋4H +＋SO 42- 阴极：PbSO 4＋2e -＝Pb ＋SO 42- 蓄电池放电和充电的总反应式：PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 44↓＋2H 2O3.燃料电池：燃料电池燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
它与一般的化学电源不同，一般化学电池的活性物质储存在电池内部，故而限制了电池的容量，而燃料电池的电极本身不包括活性物质，只是一个催化转化元件。
如：氢氧燃料电池。
1. ( )A.B.C.D.,A,B55,D匚B2.52Zn+O22ZnO,A.5B. 1 mol Zn 65 gC.D.匚ZnO5D3.,CKOH, Zn+2OH --2e Zn(OH) 2( ), ZnO, Ag 2OAg2O+H2O+2e-2Ag+2OH-Zn,A. ,B. ,C. Z nD. Z n,Ag 2OpHAg 2O Zn,Ag 2OZn ,Ag2O pH___ D4. ( )HiSOi注人口申壮聽蓄起妣示肓图B•干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C. 铅蓄电池工作过程中，每通过2 mol电子,负极质量减小207 gD. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源解析在干电池中，Zn作负极，逐渐溶解,B项正确。
铅蓄电池工作时，负极反应为Pb+S --2e- PbSO4,电极质量增大，C项错误。
氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，D项正确。
答案|C5•目前人们正研究开发一种高能电池――钠硫电池，它以熔融的钠、硫为两极，以Na+导电的矿-故骂AI2O3陶瓷作固体电解质，反应为2Na+xS 1 Na2S＜。
以下说法正确的是（）A. 放电时，钠作正极，硫作负极B. 放电时,Na+向负极移动C. 充电时，钠极与外电源正极相连，硫极与外电源的负极相连D. 放电时，负极发生的反应是:2Na-2e-2Na+解析|放电时,负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，故钠作负极，硫作正极,A错误;放电时，阳离子向正极移动,B错误；充电时，钠极（负极）与外电源的负极相连，硫极（正极）与外电源的正答案|D6. 美国海军海底战事中心与麻省理工学院共同研制成功了用于潜航器的镁一过氧化氢燃料电池系统。
C. 电池工作一段时间后，溶液的pH增大D. 电池总反应式是Mg+H 2O2+2H +Mg2++2H2O解析|Mg-H 2O2燃料电池中Mg作负极，电极反应为Mg-2e-Mg2+,Pt作正极，电极反应为H2O2+2H++2e-2H2O，总反应式为Mg+H2O2+2H+Mg2++2H2。
第二节化学电源课时过关·能力提升一、基础巩固1.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.氢氧燃料电池答案:D2.锌锰干电池在放电时,总反应方程式可以表示为Zn+2MnO2+2NH4+Z n2 ++Mn2O3+2NH3 +H2O,在此电池放电时正极(石墨棒)上发生反应的物质是()A.ZnB.碳C.MnO2和NH4+D.Zn2+和NH3答案:C3.正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,它具有容量大等优点,其电池反应为2Zn+O22ZnO,其原料为锌、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.正极发生氧化反应D.电解液是强酸答案:B4.在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2。
下列该电池的电极反应,正确的是( )A.负极反应为Zn-2e-Zn2+B.负极反应为Zn+2H2O-2e-Zn(OH)2+2H+C.正极反应为2MnO2+2H++2e-2MnO(OH)D.正极反应为2MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-解析:在书写碱性电池的电极反应式时,不得出现H+。
在碱性电池中,负极的Zn失去电子形成的Zn2+应该与OH-结合为Zn(OH)2。
答案:D5.一种新型燃料电池,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-。
下列对该燃料电池的说法正确的是( )A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极B.电池的总反应是:2C4H10+13O28CO2+10H2OC.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-2O2-D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10+26e-+13O2-4CO2+5H2O答案:C6.如图装置为某新型燃料电池的工作示意图,以HCl—NH4Cl溶液为电解质溶液。
第 2节化学电源基础稳固1 以下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.氢氧燃料电池答案：D2锌锰干电池在放电时,总反响方程式能够表示为Zn+2MnO2+2N Zn2++Mn 2O3+2NH 3+H 2O,在此电池放电时正极( 石墨棒) 上发生反响的物质是()A.ZnB. 碳C.MnO 2和ND.Zn 2+和NH 3答案：C3 正在研究的锌电池可能代替当前宽泛使用的铅蓄电池,它拥有容量大等长处,其电池反响为 2Zn+O 22ZnO, 其原料为锌、电解液和空气,则以下表达正确的选项是()A. 锌为正极 ,空气进入负极反响B. 负极反响为Zn-2e-Zn2+C.正极发生氧化反响D. 电解液是强酸答案： B4 一种新式燃料电池,一极通入空气 ,另一极通入丁烷气体; 电解质是混杂氧化钇(Y 2O3)的氧化锆 (ZrO 2) 晶体 ,在熔融状态下能传导 O2-。
以下对该燃料电池的说法正确的选项是()A. 在熔融电解质中 ,O2-由负极移向正极B. 电池的总反响是 :2C 4H 10+13O 28CO2 +10H 2OC.通入空气的一极是正极-2-,电极反响为 :O2+4e2OD. 通入丁烷的一极是正极,电极反响为 :C4H 10+26e-+13O 2-4CO2+5H 2O答案： C5 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转变为电能的装置,其工作原理以下图。
以下相关微生物电池的说法错误的选项是()A. 正极反响中有CO2生成B.微生物促使了反响中电子的转移C.质子经过互换膜从负极区移向正极区D. 电池总反响为C6H12O6 +6O26CO2+6H 2O分析： C6H12O6中 C 的均匀化合价为 0 价 ,二氧化碳中 C 的化合价为 +4 价 ,因此生成二氧化碳的反响为氧化反响 ,故 CO2在负极生成 ,A 选项错误 ;在微生物的作用下 ,该装置为原电池装置 ,反响速率加速 ,因此微生物促使了反响的发生,B 项正确 ; 质子互换膜只同意质子 (即 H +)经过 ,原电池中阳离子向正极挪动,C 项正确 ;电池的总反响本质是 C6H 12O6的氧化反响 ,D 项正确。
第二节化学电源1．了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。
3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。
(重难点)教材整理1 一次电池1．碱性锌锰电池(1)构造：(2)组成：正极：MnO2；负极：Zn；电解质：KOH。
(3)工作原理：负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
2．银锌电池(1)构造：(2)组成：负极：Zn；正极：Ag2O；电解质：KOH。
(3)工作原理：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。
教材整理2 二次电池(以铅蓄电池为例)1．构造2．组成负极：Pb；正极：PbO2；电解质：H2SO4溶液。
3．工作原理(1)放电过程：4(aq)－2e－===PbSO4(s)(氧化反应)；负极：Pb(s)＋SO2－4(aq)＋2e－===正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－PbSO4(s)＋2H2O(l)总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)(2)充电过程：4(aq)；阴极：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)；阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)。
(3)铅蓄电池的充、放电过程：Pb＋PbO2＋2H2SO4错误!2PbSO4＋2H2O[探究·升华][思考探究]H2是一种优质燃料，热值高。
