資源簡介

第2課時　化學電源
[課程標準]　1.了解常見化學電源的工作原理。2.能列舉常見的化學電源，并能利用相關信息分析化學電源的工作原理。
任務一　化學電源和一次電池
(一)化學電源
1.概念：化學電源是將化學能變成電能的裝置。
2.分類
3.判斷電池優劣的主要標準
(1)比能量：即單位質量或單位體積所能輸出電能的多少，單位(W·h)/kg或(W·h)/L。
(2)比功率：即單位質量或單位體積所能輸出功率的大小，單位W/kg或W/L。
(3)電池可儲存時間的長短。
(二)一次電池
1.一次電池：隨著使用，一次電池中能發生氧化還原反應的物質逐漸被消耗，當這些物質被消耗到一定程度時，電池就不能繼續使用了。一次電池中電解質溶液制成膠狀，不流動，也叫做干電池。
2.普通鋅錳電池和堿性鋅錳電池比較
　種類 項目　 普通鋅錳電池 堿性鋅錳電池
裝置
電極反 應及電 池總 反應 負極：Zn－2e－＋2NH===Zn(NH3)＋2H＋ 正極：2H＋＋2MnO2＋2e－===2MnO(OH) 總反應：Zn＋2MnO2＋2NH===Zn(NH3)＋2MnO(OH) 負極：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 正極：2MnO2＋2H2O＋2e－=== 2MnO(OH)＋2OH－ 總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O=== 2MnO(OH)＋Zn(OH)2
特點 優點：制作簡單，價格便宜。 缺點：新電池會發生自動放電，使存放時間縮短，放電后電壓下降較快 優點：克服了普通鋅錳電池的缺點，單位質量所輸出的電能多，儲存時間長，適用于大電流和連續放電
1.判斷正誤，錯誤的說明其原因。
(1)化學電池可以將化學能全部轉化成電能。
答案：錯誤，有一部分化學能會轉化成熱能。
(2)鋅錳干電池中，鋅電極是負極。
答案：正確。
(3)利用原電池裝置，可以將化學能轉化為電能。
答案：正確。
(4)堿性鋅錳電池中，鋅作負極，溶解轉化為Zn2＋，MnO2作正極，轉化為MnO(OH)。
答案：錯誤，堿性鋅錳電池中，鋅作負極，轉化為Zn(OH)2，MnO2作正極，轉化為MnO(OH)。
2.銀鋅電池具有比能量大，電壓穩定，儲存時間長等特點，如圖所示，總反應式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
探究下列問題：
(1)負極反應物：________，正極反應物：________，電解質溶液：____________。
(2)負極反應式：________________________________________________________________；
正極反應式：____________________________________________________________________。
答案：(1)鋅粉　Ag2O　KOH溶液
(2)Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2　
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
練后歸納
電極反應式的書寫
1.準確判斷原電池的正負極。
2.高度注意電解質的酸堿性
在正、負極上發生的電極反應不是孤立的，它往往與電解質溶液緊密聯系。　　
3.牢牢抓住總的反應方程式
從理論上講，任何一個自發的氧化還原反應均可設計成原電池，而兩個電極反應相加即得總的反應方程式。
4.不能忽視電子轉移數相等。　　
任務二　二次電池
一種充電電池的原料為H2，其電池反應為H2＋2NiOOH2Ni(OH)2，它具有比能量多等優點，常作為電動汽車、衛星等的電源。
1.該電池內電解質溶液呈酸性還是堿性？
提示：由H2→OH－知呈堿性。
2.放電時的電極反應式如何書寫？
提示：負極：H2＋2OH－－2e－===2H2O
正極：2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。
3.充電時的電極反應式如何書寫？
提示：陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
陽極：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiOOH＋2H2O。
4.電池充電時，外接電源的負極連接二次電池的哪個電極？
提示：負極。
1.可充電電池復雜電極反應式的書寫方法
第一步：先標出放電(原電池)總反應式中變價元素的化合價，確定電子轉移的方向與數目，指出參與負極和正極反應的物質。
如鉛酸蓄電池中：
第二步：寫出一個比較容易書寫的電極反應式，書寫時一定要注意電極產物是否與電解質溶液共存。如鉛酸蓄電池的負極反應式為Pb＋SO－2e－===PbSO4。
第三步：在電子守恒的基礎上，用總反應式減去寫出的電極反應式，即得另一極的反應式。如鉛酸蓄電池的正極反應式可用總反應式－負極反應式得到，即Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO－(Pb＋SO－2e－)===2PbSO4＋2H2O－PbSO4，整理得：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。
2.可充電電池充、放電時電極的連接
3.鉛酸蓄電池是一種常見的二次電池，其放電反應和充電反應表示如下：
Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
(1)負極是Pb，正極是PbO2，電解質溶液是稀硫酸。
(2)放電反應原理
①負極反應式是Pb＋SO－2e－===PbSO4；
②正極反應式是PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；
③放電過程中，負極質量的變化是增大，電解質溶液pH的變化是增大。
(3)充電反應原理
①陰極(發生還原反應)反應式是PbSO4＋2e－===Pb＋SO；
②陽極(發生氧化反應)反應式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO；
③充電時，鉛酸蓄電池正極與直流電源正極相連，負極與直流電源負極相連。
1.判斷正誤，錯誤的說明其原因。
(1)二次電池的放電過程，負極質量一定減小。
答案：錯誤，二次電池的放電過程，負極質量不一定減小，例如鉛酸蓄電池負極由Pb變為了PbSO4，質量增加。
(2)可充電電池的充、放電過程是可逆反應。
答案：錯誤，可充電電池的充、放電過程條件不同，不是可逆反應。
(3)鉛酸蓄電池充電時，正極接直流電源正極，發生還原反應。
答案：錯誤，鉛酸蓄電池充電時，正極接直流電源正極，發生氧化反應。
(4)鋰離子電池放電時，Li＋移向正極區。
答案：正確。
2.探究鋰離子電池工作原理，填寫下列空白。
(1)負極(嵌鋰石墨LixCy)反應為__________________________________________________
________________________________________________________________________。正極(鈷酸鋰LiCoO2)反應為___________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
總反應為_____________________________________________________________________。
(2)放電時，Li＋從石墨中脫嵌移向________極，嵌入鈷酸鋰晶體中，充電時，Li＋從鈷酸鋰晶體中脫嵌，由正極回到負極，嵌入石墨中。這樣在放電、充電時，鋰離子往返于電池的正極、負極之間，完成化學能與電能的相互轉化。
答案：(1)LixCy－xe－===xLi＋＋Cy
Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy
(2)正
任務三　燃料電池
設計出燃料電池使汽油氧化直接產生電流是21世紀最富有挑戰性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸氣[以壬烷(C9H20)代表汽油]，電池的電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導O2－。
1.該電池放電時發生的化學方程式如何書寫？
提示：該電池放電時發生的化學反應就是壬烷燃燒的化學反應：C9H20＋14O2===9CO2＋10H2O。
2.該電池的正極反應如何書寫？負極發生什么反應？
提示：該電池的正極是氧氣，得電子，電極反應式是O2＋4e－===2O2－。負極失去電子發生氧化反應。
3.固體電解質里的O2－的移動方向是怎樣的？
提示：原電池中陰離子O2－向負極移動。
4.向外電路釋放電子的電極為哪一極？
提示：負極。原電池中電子由負極流出，經外電路流向正極。
5.若用KOH溶液代替固體電解質，則放電時負極電極反應式如何書寫？
提示：C9H20＋74OH－－56e－===9CO＋47H2O。
1.燃料電池的工作原理
(1)連續地將燃料(常見的有氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣等氣體或液體)和氧化劑的化學能直接轉化為電能。
(2)燃料電池的電極本身不參與氧化還原反應，只是一個催化轉化元件。
(3)工作時，燃料和氧化劑連續地由外部供給并在電極上進行反應，生成物不斷地被排出。
2.燃料電池的優點
(1)氧化劑與燃料在工作時不斷地由外部供給，生成物不斷地被排出，能連續不斷地提供電能。
(2)能量轉換率高，有利于節約能源。
(3)排放的廢棄物少，綠色環保。
3.燃料電池的種類
(1)氫氧燃料電池
①構成：氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，鉑作電極材料。
②工作原理：如圖所示的氫氧燃料電池的電解質溶液為酸性，在負極室通入H2，H2在Pt催化下分解為H，H再失去電子成為H＋進入電解質溶液，H＋可以穿過質子交換膜進入正極室；在正極室通入O2，經過Pt催化，O2得到電子生成H2O。
③電極反應
介質 電極 電池反應：2H2＋O2===2H2O
酸性(H＋) 負極 2H2－4e－===4H＋
正極 O2＋4H＋＋4e－===2H2O
中性 (Na2SO4) 負極 2H2－4e－===4H＋
正極 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
堿性 (OH－) 負極 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正極 O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)燃料電池的燃料除氫氣外，還有烴、肼、甲醇、氨、煤氣等液體或氣體。若用導線相連的兩個鉑電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入甲醇(CH3OH)和氧氣，發生原電池反應。在負極發生氧化反應的是CH3OH，其最終產物是H2O、CO，負極反應式是2CH3OH＋16OH－－12e－===2CO＋12H2O；正極反應式是3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；總反應式是2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O。
1.判斷正誤，錯誤的說明其原因。
(1)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，放電過程中，H＋從正極區向負極區遷移。
答案：錯誤，放電過程中，H＋從負極區向正極區遷移。
(2)燃料電池中通入燃料的一極為正極。
答案：錯誤，燃料電池中通入燃料的一極為負極。
(3)氫氧燃料電池(酸性電解質)中O2通入正極，電極反應為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
答案：正確。
(4)燃料電池電極材料本身不參與化學反應。
答案：正確。
2.一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣。回答下列問題：
(1)這種電池放電時發生反應的化學方程式：_______________________________________
___________________________________________________________________________________。
(2)此電池的正極反應式：__________________________________________________________________________________________________________________________________________，
負極反應式：____________________________________________________________________。
(3)電解液中H＋向________極移動，向外電路釋放電子的電極是________。
(4)使用該燃料電池的另一個好處是________________________________________________
______________________________________________________________________________________。
答案：(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(3)正　負極
(4)對環境無污染
解析：(1)燃料電池的電池反應為燃料的氧化反應，在酸性條件下生成的CO2不與H2SO4反應，故電池反應為2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。(2)電池的正極為O2，得電子，由于是酸性電解質，所以會生成H2O，用電池總反應式減去正極反應式即可得出負極反應式。(3)H＋移向正極，在正極生成水。(4)產物是CO2和H2O，不會對環境造成污染。
　　　　　　　　　　　　　　
1.堿性鋅錳電池是普通鋅錳電池的升級換代產品。圖1、圖2分別為堿性鋅錳電池和普通鋅錳電池的構造圖。其總反應分別為Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2、Zn＋2MnO2＋2NH4Cl===Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)。下列關于兩種電池的說法中，不正確的是(　　)
A.工作時，電子都由Zn流出
B.兩種電池中都是MnO2被還原
C.工作時，KOH不參與電極反應
D.堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池性能更好
答案：C
解析：由總反應可知，堿性鋅錳電池：負極上Zn被氧化生成Zn(OH)2，正極上MnO2被還原生成MnO(OH)；普通鋅錳電池：負極上Zn被氧化生成Zn(NH3)2Cl2，正極上MnO2被還原生成MnO(OH)，據此解答。兩種電池都是Zn一端作負極，電子由負極流出，則工作時，電子都由Zn流出，A正確；兩種電池的正極都是MnO2被還原生成MnO(OH)，B正確；堿性鋅錳電池工作時，負極上Zn被氧化生成Zn(OH)2，其電極反應式為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，則KOH參與電極反應，C錯誤；普通鋅錳電池電解質為酸性，易被腐蝕、發生自放電，堿性鋅錳電池不易發生自放電，則堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池性能更好，D正確；故選C。
2.(2023·四川成都高二期中)某甲烷燃料電池的構造如下圖所示，a、b為電極，C、D為選擇性離子交換膜，只允許一種離子通過。下列說法正確的是(　　)
A.電子由a沿導線流向b，再由b通過電解質溶液流回a
B.a電極的電極反應式為CH4－8e－＋8OH－===CO2＋6H2O
C.出口Y中KOH的質量分數小于ω%
D.b是電池正極
答案：D
解析：由題圖可知，通入甲烷的a電極為燃料電池的負極，堿性條件下甲烷在負極失去電子發生氧化反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，通入氧氣的b電極為正極，氧氣在正極得到電子發生還原反應生成氫氧根離子，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。電解質溶液不能傳遞電子，故A錯誤；由分析可知，通入甲烷的a電極為燃料電池的負極，堿性條件下甲烷在負極失去電子發生氧化反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O，故B錯誤；由分析可知，通入氧氣的b電極為正極，氧氣在正極得到電子發生還原反應生成氫氧根離子，所以出口Y中氫氧化鉀的質量分數大于ω%，故C錯誤；由分析可知，通入氧氣的b電極為正極，故D正確；故選D。
3.(2023·遼寧卷)某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.放電時負極質量減小
B.儲能過程中電能轉變為化學能
C.放電時右側H＋通過質子交換膜移向左側
D.充電總反應：Pb＋SO＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋
答案：B
解析：該儲能電池放電時，Pb為負極，失電子結合硫酸根離子生成PbSO4，則多孔碳電極為正極，正極上Fe3＋得電子轉化為Fe2＋，充電時，多孔碳電極為陽極，Fe2＋失電子生成Fe3＋，PbSO4電極為陰極，PbSO4得電子生成Pb和硫酸。放電時負極上Pb失電子結合硫酸根離子生成PbSO4附著在負極上，負極質量增大，A錯誤；儲能過程中，該裝置為電解池，將電能轉化為化學能，B正確；放電時，右側為正極，電解質溶液中的陽離子向正極移動，左側的H＋通過質子交換膜移向右側，C錯誤；充電時，總反應為PbSO4＋2Fe2＋===Pb＋SO＋2Fe3＋，D錯誤；故選B。
4.(2023·四川成都高二期末)原電池原理在生產生活中有著廣泛的應用。
(1)食品保鮮常用的“雙吸劑”是由還原鐵粉、生石灰、氯化鈉、炭粉按一定比例組成的混合物，可同時吸收水和氧氣。“雙吸劑”中CaO的主要作用是____________________________________________________________________________________________________________；
在吸收氧氣的過程中形成了原電池，則炭粉上發生的電極反應式為______________________
______________________________________________________________________________。
(2)電化學氣敏傳感器可用于監測大氣環境中的SO2含量，其工作原理如圖所示，電極a、b均為惰性電極。電極b是_______極(填“正”或“負”)，請寫出負極的電極反應式：
_______________________________________________________________________________
_________________________________________________，放電時H＋向________極(填“a”或“b”)遷移。
(3)鉛酸蓄電池是一種廣泛使用的二次電池，其放電時的反應方程式為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，則其正極的電極反應式為_______________________________
_______________________________________________________________________________，
當電路中通過2mol電子時負極質量增加______g。
答案：(1)吸水　O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)正　SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋　b
(3)PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===2H2O＋PbSO4　96
解析：(1)氧化鈣可以和水反應，故“雙吸劑”中CaO的主要作用是吸水；炭粉作為原電池的正極，發生還原反應，其發生的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－；(2)氧氣得到電子，則通入氧氣的一極為正極；二氧化硫失去電子被氧化，則通入二氧化硫的一極為負極，負極的電極反應式為SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋；陽離子向正極遷移，則氫離子向b極移動；(3)由鉛酸蓄電池放電時的反應方程式Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，可得其正極的電極反應式為PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===2H2O＋PbSO4，負極的電極反應式為Pb＋SO－2e－===PbSO4，當電路中通過2mol電子時生成1molPbSO4，增加的質量為SO的質量，即m＝1mol×96g·mol－1＝96g。
課時測評23　化學電源
(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)
題點一　一次電池
1.以前所用鋅—錳干電池的電極分別為鋅筒和石墨棒，以糊狀NH4Cl作電解質，電極反應為Zn－2e－===Zn2＋，2MnO2＋2NH＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。下列有關鋅—錳干電池的敘述中，正確的是(　　)
A.干電池中鋅筒為正極，石墨棒為負極
B.干電池長時間連續工作后，糊狀物可能流出，腐蝕用電器
C.干電池工作時，電流方向是由鋅筒經外電路流向石墨棒
D.干電池可實現化學能向電能和電能向化學能的相互轉化
答案：B
解析：鋅—錳干電池中，較活潑的金屬鋅筒為負極，石墨棒為正極，A錯誤；長時間使用后，鋅筒上消耗出現空洞，糊狀電解質流出，容易腐蝕用電器，B正確；原電池中電子流動方向由負極經外電路流向正極，而電流方向相反，C錯誤；干電池中只有化學能轉化為電能，D錯誤。
2.某種鋰電池用金屬鋰和石墨作電極材料，電解質溶液是由四氯鋁酸鋰(LiAlCl4)溶解在亞硫酰氯(ClSClO)中形成的，電池總反應式為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋SO2↑＋S，下列敘述正確的是(已知：亞硫酰氯遇水會分解)(　　)
A.電解質溶液中混入水，對電池反應無影響
B.金屬鋰被還原，作電池的負極
C.電池工作過程中，Cl－向石墨電極移動
D.電池工作過程中，金屬鋰提供的電子與正極析出S的物質的量之比為4∶1
答案：D
解析：A項，Li可與水反應，且SOCl2遇水會分解，錯誤；B項，金屬鋰作原電池的負極，被氧化，錯誤；C項，金屬鋰作負極，石墨為正極，電池工作時陰離子向負極移動，錯誤；D項，由總反應式可知，金屬鋰失去4mol電子，正極生成1molS，正確。
3.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnO(OH)(s)。下列說法中錯誤的是(　　)
A.電池工作時，鋅失去電子
B.電池正極的電極反應式為2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnO(OH)(s)＋2OH－(aq)
C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極
D.外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質量減少6.5g
答案：C
解析：由電池總反應式可知，鋅為負極，電子從負極流出經外電路流向正極；外電路中每通過0.2mol電子，理論上參加反應的鋅為0.1mol，即質量減少6.5g。
題點二　二次電池
4.下列圖示都是原電池原理在化學電源中的應用。
下列有關說法中正確的是(　　)
A.鉛酸蓄電池在放電時，其負極是鉛電極
B.氫氧燃料電池中，H2所在電極發生的反應為H2－2e－＋2OH－===2H2O
C.氫氧燃料電池中，通入O2的一極為負極
D.鉛酸蓄電池放電后，PbO2極質量減小
答案：A
解析：鉛酸蓄電池在放電時，鉛是負極，由鉛變成硫酸鉛，A正確；氫氧燃料電池中，電解質溶液為酸性，所以H2所在電極發生的反應為H2－2e－===2H＋，B錯誤；氫氧燃料電池中，通入O2的一極為正極，C錯誤；鉛酸蓄電池放電后，PbO2極變成PbSO4，質量增重，D錯誤；故選A。
5.某種鈉離子的二次電池，其放電工作原理如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.放電時，石墨上的電勢比MnPO4上的高
B.充電時，石墨接直流電源的正極
C.充電時，Na＋由右側經過離子交換膜遷移到左側
D.放電時，正極反應為NaMnPO4＋e－===MnPO4＋Na＋
答案：C
解析：該裝置為鈉離子的二次電池，根據放電工作原理的裝置以及原電池工作原理，左端電極為負極，電極反應式為Na－e－===Na＋，右端電極為正極，電極反應式為MnPO4＋Na＋＋e－===NaMnPO4，據此分析；根據上述分析，石墨為負極，MnPO4為正極，正極電勢高于負極電勢，即MnPO4電勢高于石墨，故A錯誤；二次電池充電時，電池正極接電源的正極，電池負極接電源的負極，石墨為負極，充電時，應接電源的負極，故B錯誤；充電時，石墨電極反應式為Na＋＋e－===Na，MnPO4電極反應式為NaMnPO4－e－===Na＋＋MnPO4，Na＋從右側經過離子交換膜遷移到左側，故C正確；根據上述分析，放電時正極反應式為MnPO4＋Na＋＋e－===NaMnPO4，故D錯誤；答案為C。
題點三　燃料電池
6.直接硼氫化物(BH)燃料電池(DBFC)具有理論電池電壓高和能量密度大等特點，其工作原理如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.電極N為負極，電極R為正極，箭頭方向為電流移動方向
B.交換膜為質子交換膜，放電時陽離子向電池的正極定向移動
C.放電時，電極N上的電極反應式為BH＋8e－＋8OH－===BO＋6H2O
D.電極R通入O2，電池放電一段時間后，電極R附近溶液的pH升高
答案：D
解析：Na＋由N極移向R極，可知電極N為負極、電極R為正極，箭頭方向為電子移動方向，故A錯誤；根據題圖，Na＋透過陽離子交換膜，放電時Na＋向電池的正極定向移動，故B錯誤；放電時，N是負極，電極N上的電極反應式為BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，故C錯誤；電極R通入O2，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，電池放電一段時間后，電極R附近溶液的pH升高，故D正確；故選D。
7.美國海軍海底戰事中心與麻省理工學院共同研制成功了用于潛航器的鎂—過氧化氫燃料電池系統。其工作原理如圖所示。以下說法錯誤的是(　　)
A.電池的負極反應式為Mg－2e－===Mg2＋
B.電池工作時，H＋向負極移動
C.電池工作一段時間后，溶液的pH增大
D.電池總反應式是Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
答案：B
解析：Mg-H2O2燃料電池中Mg作負極，電極反應式為Mg－2e－===Mg2＋，Pt作正極，電極反應式為H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，總反應式為Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，消耗H＋，使溶液中c(H＋)減小，pH增大，原電池中陽離子移向正極，即H＋移向正極。
8.工業生產中的二氧化碳過度排放加劇了地球的溫室效應，某科技工作團隊研究利用電化學將其轉化為CO作為燃料再利用，轉化的基本原理如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.M為電池負極，電池工作一段時間，M極附近溶液pH不變
B.N為電池正極，電極反應式為CO2＋2e－===CO＋O2－
C.穿過“交換膜”的箭頭表示的是溶液中質子的移動方向
D.電路中轉移1mol電子時，N極電解質溶液增重8g
答案：C
解析：根據題圖，M極上水失電子放出氧氣，M電極發生氧化反應，M為電池負極，負極反應式是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，電池工作一段時間，M極附近溶液pH降低，故A錯誤；根據題圖，N極上二氧化碳得電子生成一氧化碳，N電極發生還原反應，N為電池正極，電極反應式為CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，故B錯誤；原電池中陽離子向正極移動，N是正極，穿過“交換膜”的箭頭表示的是溶液中質子的移動方向，故C正確；根據CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，電路中轉移1mol電子時，N極生成0.5mol水，電解質溶液增重9g，故D錯誤；故選C。
9.(1)二氧化硫—空氣質子交換膜燃料電池可以利用大氣中所含SO2快速啟動，其裝置示意圖如圖：
質子的流動方向為________(填“從A到B”或“從B到A”)。
②負極的電極反應式為_________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(2)NH3-O2燃料電池的結構如圖所示：
①a極為電池的________(填“正”或“負”)極。
②當生成1molN2時，電路中流過電子的物質的量為________。
答案：(1)①從A到B
②SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋
(2)①負　②6mol
解析：(1)①根據題圖，A為燃料電池的負極，B為燃料電池的正極，在原電池電解質溶液中，質子由負極向正極移動，即從A到B。②負極發生氧化反應，二氧化硫被氧化為硫酸根離子，電極反應式為SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋。(2)①a極通入氨，是負極，b極通入氧氣，是正極。②氨氣中N的化合價由－3變成0，當生成1molN2時，轉移6mol電子。
10.Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應式可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
請回答下列問題：
(1)電池的負極材料為________，發生的電極反應為_______________________________。
(2)電池正極發生的電極反應為_________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(3)SOCl2易揮發，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴入SOCl2中，實驗現象是________________________________________________
_____________________________________________________________________________，
反應的化學方程式為___________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是_____________________________
____________________________________________________________________________。
(5)熔融狀態下，鈉的單質和FeCl2能組成可充電電池(裝置示意圖如圖)，反應原理為2Na＋FeCl2===Fe＋2NaCl。
放電時，電池的正極反應式為____________________________________________________
_____________________________________________________________________________；
該電池的電解質為________________。
答案：(1)Li　Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
(3)出現白霧，有刺激性氣味氣體生成　
SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
(4)構成電池的主要成分Li能與氧氣、水反應，SOCl2也與水反應
(5)Fe2＋＋2e－===Fe　β-Al2O3固體
解析：(1)分析總反應式中元素化合價的變化，可得Li失電子，化合價升高作負極：Li－e－===Li＋。(2)SOCl2中S元素得電子，化合價降低，從題給電池反應可推出產物為Cl－、S、SO2(或用總反應式減去負極反應式)。(3)題中已給出信息：堿液吸收時的產物是Na2SO3和NaCl，則沒有堿液吸收時的產物應為SO2和HCl，進而推出現象。
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