H2＋2OH－2e===2H2O；

NiO(OH)＋H2O＋e===Ni(OH)2＋OH。

当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是( ) A．H2O的还原 C．H2的氧化

B．NiO(OH)的还原 D．Ni(OH)2的氧化

－

－

－－

【解析】 放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反应，D正确。

【答案】 D

5．关于铅蓄电池的说法中正确的是( )

A．在放电时，正极发生的反应是：Pb(s)＋SO4(aq)===PbSO4(s)＋2e B．在放电时，该电池的负极材料是铅板 C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

D．在充电时，阳极发生的反应是：PbSO4(s)＋2e===Pb(s)＋SO4(aq) 【解析】 A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为：PbO2＋

4H＋SO4＋2e===PbSO4＋2H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。

【答案】 B

燃 料 电 池 [基础·初探] 教材整理 氢氧燃料电池 1．构造

＋

2－

－

－

2－

2－

－

2．电池总反应：2H2＋O2===2H2O。

3．氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式

介质 酸性 中性 碱性 负极反应式 2H2－4e===4H 2H2－4e===4H 2H2－4e＋4OH===4H2O [探究·升华]

5

－－－＋－＋正极反应式 O2＋4H＋4e===2H2O O2＋2H2O＋4e===4OH O2＋2H2O＋4e===4OH －－－－＋－[思考探究]

设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是21世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气[以壬烷(C9H20)代表汽油]，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O。

问题思考：

(1)该电池放电时发生的化学方程式如何书写？

【提示】 该电池放电时发生的化学反应就是壬烷燃烧的化学反应C9H20＋14O2===9CO2

＋10H2O。

(2)该电池的正极反应如何书写？负极发生什么反应？

【提示】 该电池的正极是氧气，得电子，电极反应式是O2＋4e===2O，负极失去电子发生氧化反应。

(3)固体电解质里的O的移动方向是怎样的？ 【提示】 原电池中阴离子O向负极移动。 (4)向外电路释放电子的电极为哪一极？

【提示】 负极。原电池中电子由负极流出，经外电路流向正极。 (5)若用KOH溶液代替固体电解质，则放电时负极电极反应式如何书写？ 【提示】 C9H20＋74OH－56e===9CO3＋47H2O。 [认知升华]

电极反应式的书写

1．根据装置图书写电极反应式 (1)确定原电池的正负极及放电的物质。

首先根据题目给定的图示装置特点，结合原电池正负极的判断方法，确定原电池的正负极及放电的物质。

(2)书写电极反应式。 ①负极反应：

规律：活泼金属或H2(或其他还原剂)失去电子生成金属阳离子或H(或其他氧化产物)，注意：生成的物质是否与电解质溶液发生反应。

②正极反应：

规律：阳离子得电子生成单质或氧气得电子生成O。 (3)写出电池总反应方程式。

结合电子守恒将正负极电极反应式相加即得到电池总反应方程式。 2．根据电池总反应式，写电极反应式

第一步：找出还原剂和氧化剂，确定负极、正极放电的物质。

第二步：利用电荷守恒写出电极反应式，注意电极上生成的新物质是否与电解质溶液发

6

2－

＋

－

－

2－

2－

2－

－

2－

2－

生反应，如O在酸性溶液中生成H2O，在碱性或中性条件下生成OH；＋4价碳在酸性条件下生成CO2，在碱性溶液中以CO3形式存在。

第三步：验证，将两个半反应相加，得总反应式。总反应式减去一个反应式得到另一个反应式。

[题组·冲关]

1．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )

2－

2－－

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O

【解析】 图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e＋4H===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e＋6H2O===6CO2＋24H，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。D.正极的电极反应式为6O2＋24e＋24H===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e＋6H2O===6CO2＋24H，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。

【答案】 A

2．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2

和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )

＋

－

＋

－

－

＋

－

＋

A．该装置将化学能转化为光能和电能

7

B．该装置工作时，H从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原

D．a电极的反应为：3CO2＋18H－18e===C3H8O＋5H2O

【解析】 结合装置图此为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H为阳离子，向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗2/3 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋18e===C3H8O＋5H2O，D项错误。

【答案】 B

3．利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是( ) 【导学号：51182087】

＋

－

＋

＋

－

＋

A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极

B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜 C．电极A极反应式为2NH3－6e===N2＋6H

D．当有4.48 L NO2(标准状况)被处理时，转移电子为0.8 mol

【解析】 A．由反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极，电流由正极经导线流向负极，A正确；B.原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止二氧化氮反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致原电池不能正常工作，B正确；C.电解质溶液呈碱性，则负极电极方程式为2NH3－6e＋6OH===N2＋6H2O，C错误；D.当有4.48 L NO2(标准状况)即0.2 mol被处理时，转移电子为0.2 mol×(4－0)＝0.8 mol，D正确。

【答案】 C

4．一种新型燃料电池，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O。下列对该燃料电池说法正确的是( )

A．在熔融电解质中，O由负极移向正极 点燃

B．电池的总反应是2C4H10＋13O2=====8CO2＋10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e===2O

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e＋13O===4CO2＋5H2O

8

－

2－

－

2－

2－

2－

－

－

－

＋