高中化学 人教版选修4 第四章第二节 化学电源 教学设计、教案、学案

第二节化学电源

1．了解常见化学电源的种类及其工作原理。 2.熟练书写常见化学电源的电极反应式和总反应方程式。

3．知道废弃电池对环境的危害，设想处理废旧电池的办法。

化学电池

1．化学电池的分类

(1)一次电池：又叫干电池，活性物质消耗到一定程度就不能再使用。

(2)二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质再生。

(3)燃料电池：一种连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。

2．电池优劣的判断标准

(1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少；

(2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小；

(3)电池的可储存时间的长短。

3．化学电池的回收利用

废旧电池中含重金属和酸碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康有很大危害。如果把它当成一种资源，加以回收利用，既可减少污染，又可节约资源。

正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述正误阐释错因或列举反例

(1)化学电池是将电能转变成化学能的装置

(2)化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电

池等

(3)化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小

的电池及电池组，使用方便，易于维护

(4)废旧电池可以随意丢弃

答案：(1)×化学电池是将化学能转变成电能的装置

(2)√

(3)√

(4)×废旧电池中含有重金属和酸碱等污染环境的物质，不可随意丢弃

1．废电池必须进行集中处理的首要原因是()

A．利用电池外壳的金属材料

B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

D．回收其中的石墨电极

解析：选B。废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。

2．电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是()

A．化学电池有一次电池、二次电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电

B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位质量的电极材料释放的电能大

C．燃料电池具有能量转换率高、可连续使用和污染轻等优点

D．锂电池是一种高能电池，体积小、质量轻、比能量大

解析：选B。A项，化学电池有一次电池、二次电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电反复使用，正确；B项，铅蓄电池应用广泛，主要优点是电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，缺点是笨重、单位质量的电极材料释放的电能小，废弃电池污染环境，错误；C项，任何可燃性燃料，只要把燃料失去电子的氧化反应和氧化剂得到电子的还原反应分开进行，都可以设计成燃料电池，燃料电池具有能量转化率高、可连续使用和污染轻等优点，正确；D项，锂的相对原子质量为7，每产生1 mol电子，消耗金属的质量只有7 g，所以相同质量时提供的能量要比其他电池大得多，故锂电池是一种高能电池，具有体积小、质量轻、比能量大的优点，正确。

一次电池和二次电池

1．一次电池

碱性锌锰电池锌银电池

基本构造

负极：Zn；

正极：MnO2

负极：Zn；

正极：Ag2O

电解质：KOH

负极反应Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2

正极反应

2MnO2＋2H2O＋2e－

===2MnO(OH)＋2OH－

Ag2O＋H2O＋2e－

===2Ag＋2OH－

总反应

Zn＋2MnO2＋2H2O

===2MnO(OH)＋Zn(OH)2

Zn＋Ag2O＋H2O

===Zn(OH)2＋2Ag 2.

铅蓄电池是最常见的二次电池。

电池结构

负极：Pb，正极：PbO2

电解质溶液：H2SO4溶液

放电

反应

负极Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)

正极

PbO2(s)＋SO2－4(aq)＋4H＋(aq)＋2e－

===PbSO4(s)＋2H2O(l)

充电

反应

阴极PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)

阳极

PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)

＋SO2－4(aq)

总反应

Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放电

充电

2PbSO4(s)＋2H2O(l)

正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述正误阐释错因或列举反例(1)Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极

材料

(2)铅蓄电池在放电过程中，负极质量减少，正极质量

增加

(3)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应

(4)锂碘电池的电池反应为2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s)，则碘

电极做该电池的负极

(5)碱性锌锰电池比普通锌锰电池的比能量和可储存时

间均有提高，适用于大电流和连续放电

(2)×铅蓄电池在放电过程中，正、负极质量都增加

(3)×放电反应和充电反应的反应条件不相同

(4)×锂元素的化合价升高，失电子，锂电极做该电池的负极

(5)√

训练一一次电池

1．锌锰干电池在放电时，总反应方程式可以表示为Zn(s)＋2MnO2＋2NH＋4===Zn2＋＋Mn2O3(s)＋2NH3↑＋H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是()

A．Zn B．碳

C．MnO2和NH＋4D．Zn2＋和NH3

解析：选C。Zn在负极上被氧化，MnO2和NH＋4在正极上反应得到Mn2O3、NH3和H2O。要注意题中问的是正极上发生反应的物质，不要考虑成被还原的物质。

2．(2019·宜昌高二检测)锂电池是新型高能电池，它以质量轻、比能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是()

A．锂是正极，电极反应为Li－e－===Li＋

B．锂是负极，电极反应为Li－e－===Li＋

C．锂是负极，电极反应为MnO2＋e－===MnO－2

D．锂是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋

解析：选B。在原电池中负极失去电子，被氧化，因此锂做负极；锂位于第ⅠA族，只能生成Li＋。

训练二二次电池

3．(2019·张家界高二检测)下列关于铅蓄电池的说法中正确的是()

A．放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO2－4(aq)－2e－===PbSO4(s)

B．放电时，该电池的负极材料是铅板

C．充电时，电池中硫酸的浓度不断减小

D．充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)

解析：选B。A项中电池放电时正极发生还原反应，电极反应为PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO2－4 (aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)；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。

4．镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：

Cd＋2NiO(OH)＋2H2O放电

Cd(OH)2＋2Ni(OH)2

充电

下列有关该电池的说法正确的是()

A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O

B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动

解析：选A。充电时阳极发生氧化反应，即为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，A项正确；充电时，电能转化为化学能，B项错误；由总反应可知，放电时，负极Cd发生氧化反应Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，负极附近溶液的碱性减弱，C项错误；放电时，正极反应为2NiO(OH)＋2e－＋2H2O===2Ni(OH)2＋2OH－，电解质溶液中的OH－由正极向负极移动(内电路)，D项错误。

分析二次电池问题的方法思路

(1)根据所给电池反应的方程式，分析化合价的变化，确定正、负极及其反应。化合价升高的物质，做负极发生氧化反应；化合价降低的物质，做正极发生还原反应。

(2)结合电解质溶液的环境，先写出负极反应的电极反应式，再用总反应方程式减去负极反应式即得正极反应式。书写时要注意质量守恒、电荷守恒的灵活应用。

(3)充电时，电池的负极要发生还原反应，负极反应逆向书写即为阴极反应；电池的正极要发生氧化反应，正极反应逆向书写即为阳极反应。

(4)根据电极反应式，综合分析离子的移动方向以及电解质溶液的变化。

燃料电池

1．氢氧燃料电池

(1)基本构造

(2)工作原理

酸性电解质(H2SO4) 碱性电解质(KOH)负极反应2H2－4e－===4H＋2H2－4e－＋4OH－===4H2O

正极反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－

总反应2H2＋O2===2H2O

(1)连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。

(2)电极材料本身不参与氧化还原反应。

(3)工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。

3．燃料电池的优点

(1)能量转换率高(超过80%)。

(2)排放废弃物少，运行时噪音低。

1．燃料电池的正、负两极必须是两种活泼性不同的金属或一种金属与一种能导电的非金属吗？

答案：不一定，如氢氧燃料电池的正、负极均为Pt。

2．除氢氧燃料电池外，其他燃料电池的负极反应物通常还有哪些？正极放电的是什么

物质？

答案：负极反应物还可以是烃(如甲烷、乙烷等)、醇(如甲醇、乙醇等)、氨、煤气等可燃性气体或液体。正极放电的是氧气。

1．某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是() A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变

C．该燃料电池的总反应方程式为2H2＋O2===2H2O

D．消耗2.24 L H2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移

解析：选D。在氢氧燃料电池中，H2在负极上反应：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；O2在正极上反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；其总反应式为2H2＋O2===2H2O。工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变，但其浓度减小，A、B、C项正确。消耗2.24 L H2(标准状况)时，转移电子的物质的量为0.2 mol，D项错误。

2．科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。以下判断错误的是() A．电池正极发生的反应：O2＋4e－===2O2－

B．电池负极发生的反应：CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O

C．固体电解质里的O2－的移动方向：由正极移向负极

D．向外电路释放电子的电极：正极(即电子由正极流向负极)

解析：选D。因为放电时，电池正极发生还原反应，元素化合价降低，负极发生氧化反应，元素化合价升高，所以正极反应式是O2＋4e－===2O2－，负极反应式是CH4＋4O2－－8e －===CO2＋2H2O。由上述电池的正、负极反应式可以看出：正极反应“源源不断”地产生O2－，而负极反应“持续不断”地消耗O2－，故电池内O2－的移动方向是由正极移向负极。电池的负极发生氧化反应，失去电子，故外电路电子从负极流向正极，所以D错误。

3．以N2和H2为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，原理如图所示。下列说法不正确的是()

A ．b 电极为负极，发生氧化反应

B ．a 电极发生的反应为N 2＋8H ＋＋6e －===2NH ＋4

C ．A 溶液中所含溶质为NH 4Cl

D ．当反应消耗1 mol N 2时，则消耗的H 2为67.2 L

解析：选D 。A.N 2＋3H 22NH 3，反应中氢元素的化合价升高，H 2失去电子，因此b 电极为负极，发生氧化反应，故说法正确；B.a 电极做正极，电解质溶液是盐酸，因此电极

反应式为N 2＋8H ＋＋6e －===2NH ＋4，故说法正确；C.根据B 选项的分析，A 溶液中所含溶质

为NH 4Cl ，故说法正确；D.没有说明外界条件，故说法错误。

书写燃料电池电极反应式的一般步骤

(以氢氧化钾溶液为电解液的甲烷燃料电池为例)

(1)写出甲烷燃烧的化学方程式：CH 4＋2O 2=====点燃

CO 2＋2H 2O 。

(2)根据反应方程式给元素标化合价，CH 4被氧化，氧化产物是CO 2，升高8价，转移电

子数为8e －：CH 4－8e －―→CO 2－3(电极反应式写离子方程式)。 (3)根据电解质溶液的酸碱性，用H ＋或OH －配平，使两边电荷总数相等：CH 4＋10OH

－－8e －―→CO 2－3(电子带负电荷；在碱性溶液中，电极反应式不宜出现H ＋)。

(4)根据元素守恒，用H 2O 配平即得负极反应式为CH 4＋10OH －－8e －===CO 2－3＋7H 2

O 。 同理，正极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －(在碱性溶液中提供H ＋使O 2－变为OH －的是水，要写成化学式的形式)。

学习小结

1.碱性锌锰电池的负极是Zn ，正极是

MnO 2，电解质是KOH 。

2.铅蓄电池是最常见的二次电池，正极

是PbO 2，负极是Pb ，电解质溶液是

H 2SO 4溶液。

3.氢氧燃料电池的两种类型

(1)酸性电解质

(2)碱性电解质 负极为2H 2－4e －===4H ＋；正极为O 2＋4H ＋＋4e －

===2H 2O 。 负极为2H 2＋4OH －－4e －===4H 2O ；正极为2H 2O ＋O 2＋4e －===4OH －。 4.二次电池充电时“正接正、负接负”。燃料电池的电极材料为铂等惰性电极，正极反应一般是氧气发生的还原反应。

课后达标检测

一、选择题

1．下列电池工作时，O2在正极放电的是()

A.锌锰电池

B.氢燃料电池

C.铅蓄电池

D.镍镉电池

解析：选B。氢燃料电池负极H2发生氧化反应，正极O2发生还原反应。

2．日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2做电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋4＋2e－===2NH3＋H2{NH3与Zn2＋络合生成[Zn(NH3)4]2＋}。根据以上叙述判断下列结论不正确的是() A．Zn为正极，碳为负极

B．Zn为负极，碳为正极

C．工作时电流由碳极经外电路流向Zn极

D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器

解析：选A。由电极反应可知，Zn发生氧化反应，为电池的负极，碳棒为电池的正极。电子由锌极流出通过外电路流向碳棒，电流方向和电子移动方向相反。长时间连续使用时，MnO2吸收较多H2而体积膨胀，糊状物可能流出，因电解质呈酸性，故会腐蚀用电器。

3．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是()

A．电池Ⅰ中锌是正极

B．电池Ⅱ是一次电池

C．电池Ⅲ工作时，氢气发生还原反应

D．电池Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒

解析：选D。电池Ⅰ中锌是负极，铜是正极，A错误；电池Ⅱ为铅蓄电池，属于二次电池，B错误；电池Ⅲ为氢氧燃料电池，H2在负极失去电子发生氧化反应，C错误；电池Ⅳ为锌锰干电池，锌为负极，碳棒为正极，电子由负极沿导线流向正极，D正确。

4．如图是一种新型锂电池原理示意图，有关叙述正确的是()

A．a为电池正极

B．外电路中电流从a流向b

C．离子交换膜为阳离子交换膜

D．b电极处，O2失电子生成OH－

解析：选C。a电极Li失电子，为电池负极，A项错误；电流方向与电子流动方向相反，故外电路中电流从正极流向负极，即从b流向a，B项错误；由题图可知，Li＋可穿过离子交换膜，故该离子交换膜为阳离子交换膜，C项正确；由题图可知，O2得电子生成OH－，D项错误。

5．(2019·大庆高二检测)纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH 溶液。放电时两个电极反应分别为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag ＋2OH－，下列说法中正确的是()

A．锌是负极，氧化银是正极

B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应

C．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动

D．在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变

解析：选A。由电极反应式可知锌做负极，氧化银做正极，A正确；锌发生氧化反应，氧化银发生还原反应，B错误；溶液中的OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，C错误；电池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，电解质溶液为KOH溶液，因电池放电过程中不断消耗水，使溶液中c(OH－)增大，D错误。

6．(2016·高考海南卷改编)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是()

A．Zn为电池的负极

B．正极反应式为2FeO2－4＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O

C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

D．电池工作时OH－向正极迁移

解析：选A。A.根据化合价升降判断，Zn化合价只能升高，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；B.KOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO2－4＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－，错误；C.该电池放电过程中，负极反应式为3Zn＋6OH－－6e －===3Zn(OH)2，结合正负极反应可知电解过程中消耗了水产生了OH－，故电解质溶液浓度增大，错误；D.电池工作时阴离子OH－向负极迁移，错误。

7．(2019·安庆高二检测)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。下列判断正确的是()

A．有O2参加反应的电极a为电池的负极

B．电极b的电极反应式为H2＋2e－＋O2－===H2O

C．电极a的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O

解析：选D。因为电子从电极b流向电极a，所以电极b为负极，H2在该极发生氧化反应；电极a为正极，O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池负极的电极反应式为H2－

2e－＋O2－===H2O，正极的电极反应式为1

2O2＋2e

－===O2－，则电池总反应式为2H2＋

O2===2H2O。

8．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。下列说法不正确的是()

A．O2在电极b上发生还原反应

B．溶液中OH－向电极a移动

C．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5

D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O

解析：选C。A.O2在电极b上发生还原反应，电极b为正极，电极a为负极，故A正确；B.因为电极a为负极，溶液中的阴离子向负极移动，故B正确；C.反应中NH3→N2，O2→OH－，根据得失电子守恒可知，消耗NH3与O2的物质的量之比为4∶3，故C错误；

D.负极是氨发生氧化反应变成氮气，且OH－向电极a移动参与反应，故电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，故D正确。

9．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O

解析：选C。因为放电时的反应中有氢氧化物生成，故电解质溶液是碱性溶液，因为铁的化合价升高，镍的化合价降低，故铁是负极，氧化镍是正极，故A和B均正确；充电时的阴极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，故此时阴极附近的pH增大，故C错误；根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。

10．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，下列说法中正确的是()

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：选B。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。

11．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH3OH和O2，即可产生电流，称为燃料电池。下列叙述不正确的是()

A．通入O2的电极为正极

B．正极的电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．负极的电极反应式：CH3OH＋6OH－－6e－===CO2＋5H2O

D．放电时溶液中的阴离子向负极移动

解析：选C。O2中的氧元素的化合价降低，在正极发生还原反应，A、B正确；CH3OH 中碳元素化合价升高，在负极发生氧化反应，反应产生的CO2处于KOH溶液中，又会转化为CO2－3，C错误；放电时溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D正确。

12．一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物做电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为2CO＋O2===2CO2。则下列说法中正确的是()

A．通CO的一极是电池的正极

B．负极发生的电极反应是O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3

C．负极发生的电极反应是CO＋CO2－3－2e－===2CO2

D．正极发生氧化反应

解析：选C。由电池反应2CO＋O2===2CO2可知，通CO的一极为电池负极，通O2的一极为电池正极，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，负极的电极反应式为2CO＋2CO2－3－4e－===4CO2，正极的电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3。

13．(2019·佛山高二质检)锂-空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。工作原理示意图如下，下列叙述中正确的是()

A．该电池工作时Li＋向负极移动

B．Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液

C．电池充电时间越长，电池中Li2O含量越多

D．电池工作时，正极可发生反应：2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2

解析：选D。原电池中，阳离子应该向正极移动，A项错误；单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解质溶液不能使用任何水溶液，B项错误；电池充电反应为放电反应的逆反应，所以电池充电时间越长，Li2O含量越少，C项错误；题目给出放电时的正极反应x Li＋＋O2＋x e－===Li x O2，所以当x＝2时反应为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，D项正确。

二、非选择题

14．“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。

(1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将________能转化为________能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O放电

充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。当飞船运行到阴影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性________(填“增大”“减小”或“不变”)。

2Ag＋

(2)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn＋Ag2O＋H2O放电

充电

Zn(OH)2，其负极的电极反应式为________________________________________________。

答案：(1)太阳电减小

(2)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2

15．一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。请回答下列问题：

(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式：________________________________

________________________________________________________________________。

(2)此电池正极发生的电极反应式：________________________；负极发生的电极反应式：________________________________________________________________________ ________________。

(3)电解液中H＋向________极移动，向外电路释放电子的电极是________。

(4)使用该燃料电池的另一个好处是_________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下生成的CO2不与H2SO4反应，故电池反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。

(2)电池的正极反应为O2得电子，由于是酸性环境，所以会生成H2O，用电池反应减去正极反应即可得出负极的电极反应式。

(3)H＋移向正极，在正极生成水，向外电路释放电子的电极是负极。

(4)燃料电池的产物是CO2和H2O，不会对环境造成污染。

答案：(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O

(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋

(3)正负极(4)对环境无污染

16．科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。

(1)图A为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na＋x S===Na2S x，正极的电极反应式为__________________________________________。

M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_______________________________________ ________________________________________________________________________。

与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的__________倍。

(2)熔融状态下，钠的单质和FeCl2能组成可充电电池(装置示意图如图B)，反应原理为

Fe＋2NaCl。放电时，电池的正极反应式为2Na＋FeCl2放电

充电

________________________________________________________________________ ______________________；充电时，__________(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为__________________。

答案：(1)x S＋2e－===S2－x导电(或做电解质)和隔离钠与硫 4.5

(2)Fe2＋＋2e－===Fe钠β-Al2O3固体