装置 放电 负极反应：Pb＋SO24－2e===PbSO4 －－正极反应：PbO2＋4H＋SO24＋2e===PbSO4＋2H2O ＋－－充电 总反应 (2)二次电池工作原理 阴极反应：PbSO4＋2e===Pb＋SO24 －－2阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e===PbO2＋4H＋SO4 －＋－Pb＋PbO2＋2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2O ①二次电池放电时是原电池，而充电时是电解池；二次电池的充放电过程相反。 ②当蓄电池充电时就是通以直流电，蓄电池的正极与外接直流电源的正极相连，作阳极；蓄电池的负极与外接直流电源的负极相连，作阴极。可简单记忆：负接负，正接正。
③充电时发生的电极反应和电池反应是放电时发生的反应的逆过程。
1．下列说法中，不正确的是( ) A．化学电池是将化学能转变成电能的装置
B．化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等
C．化学电池供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小，使用方便，易于维护 D．废旧电池可以随意丢弃
解析：选D 废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康危害很大，所以废旧电池应回收处理。
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===Zn2，2NH4＋2e===2NH3
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＋
＋
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＋H2(NH3与Zn2络合)。
＋
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，发生氧化反应的为电源的负极，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。
3．下列关于铅蓄电池的说法正确的是( )
A．放电时，正极发生的反应是Pb＋SO24－2e===PbSO4
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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变小
D．充电时，阳极发生的反应是PbSO4＋2e===Pb＋SO24
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解析：选B A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为PbO2＋4H＋SO24＋
＋
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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。
燃料电池?以氢氧燃料电池为例?
1．结构图示
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2．工作原理
通入可燃物(H2)的一极为电池的负极，通入O2的一极为电池的正极。 (1)酸性氢氧燃料电池(电解质为H2SO4) 负极反应：2H2－4e===4H， 正极反应：O2＋4H＋4e===2H2O， 电池反应：2H2＋O2===2H2O。 (2)碱性氢氧燃料电池(电解质为KOH) 负极反应：2H2＋4OH－4e===4H2O， 正极反应：2H2O＋O2＋4e===4OH， 电池反应：2H2＋O2===2H2O。 3．电池特点
(1)能量转换率高，污染小。
(2)工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断进行反应，连续不断地提供电能。
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[特别提醒] (1)燃料电池的两个电极与其他电池不同，电极材料本身不参与电极反应。 (2)酸性介质中的燃料电池(氧化剂为O2)的正极反应式为O2＋4H＋4e===2H2O； 碱性介质中的燃料电池(氧化剂为O2)的正极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH。
1．用稀H2SO4作电解质溶液时，甲烷燃料电池的正、负极反应式如何书写？并写出总反应式。
提示：总反应式是甲烷燃烧的化学方程式CH4＋2O2===CO2＋2H2O，其中正极反应式为2O2＋8H＋8e===4H2O，负极反应式为CH4－8e＋2H2O===CO2＋8H。
2．用KOH作电解质溶液时，甲烷燃料电池的总反应式与“1”中相同吗？试分别写出两极的电极反应式。
提示：不相同；因为CO2与KOH溶液反应生成K2CO3，故总反应式为CH4＋2O2＋
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2OH===CO3＋3H2O，其中正极反应式为2O2＋4H2O＋8e===8OH，负极反应式为CH4
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2＋10OH－8e===CO3＋7H2O。
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有机燃料电池电极反应式书写方法
电池的负极一定是可燃物，有机燃料中各元素的化合价变化遵循一般化合价规则，燃料失电子发生氧化反应，电池的正极多为氧气或空气得电子，发生还原反应，特别注意电解质溶液酸碱性不同的区别。可根据电荷守恒来配平电极反应式。
如乙醇碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式的书写方法。 第一步：确定生成物
乙醇燃烧生成CO2和H2O，其中CO2与KOH溶液反应生成K2CO3和H2O，故生成物为CO23和H2O。
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第二步：确定价态的变化及转移电子数
乙醇(C2H6O)中碳元素的化合价为－2，CO2故1 mol乙醇完3中碳元素的化合价为＋4，
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全反应失去2×[4－(－2)]＝12 mol电子。
第三步：列出表达式
第四步：确定电极反应式中各物质的系数 由碳原子守恒确定CO23的系数为2，
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由电荷守恒确定OH的系数为16。
(注：失去12个电子，相当于带12个单位正电荷) 再由氢原子守恒确定H2O的系数为11，
故负极反应式为C2H5OH＋16OH－12e===2CO23＋11H2O。
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1．下图为氢氧燃料电池原理示意图，下列叙述不正确的是( )
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为4OH－4e===2H2O＋O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 解析：选B 从图中可看出a电极处进入的是H2，b电极处进入的是O2，该电池的总反应是2H2＋O2===2H2O，故a电极处H2失e被氧化，a为负极；b电极为正极，电极反应为2H2O＋O2＋4e===4OH，故B项不正确。
2．在酸性溶液中甲烷与氧气作用生成水和二氧化碳。如果将电解质更换为KOH，则该电池负极发生的反应是( )
A．CH4－8e＋8OH===CO2＋6H2O B．O2＋4H＋4e===2H2O
C．CH4＋10OH－8e===CO23＋7H2O
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D．O2＋2H2O＋4e===4OH
解析：选C 如果将电解质更换为KOH，该燃料电池的总反应为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，根据氧化还原反应类型判断出负极通入甲烷，正极通入氧气，B、D错。然后根据甲烷中碳元素的化合价变化：CH4―→CO23，写出1 mol甲烷转移的电子
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－4
＋4
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数，最后根据各原子守恒，配平可得负极反应：CH4＋10OH－8e===CO2A错。 3＋7H2O，
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原电池工作原理的应用
1．加快化学反应速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，反应加快。
2．比较金属的活动性强弱
对于酸性电解质，一般是作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性较弱。 3．设计原电池
(1)理论上，自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。 (2)外电路
(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。
1．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置 部分 实验 现象 a极质量减小；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 由此可判断这四种金属的活动性顺序是( ) A．a>b>c>d C．d>a>b>c
B．b>c>d>a D．a>b>d>c
解析：选C 由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性a>b，对于第二个装置，依据还原性规律知，金属活动性b>c，第三个装置的金属活动性d>c，由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性d>a。
2．设计原电池Zn＋2Fe3===Zn2＋2Fe2，在方框中画出能形成稳定电流的半电池形
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式的装置图(标出电极材料、电解质溶液)
负极：________，电极反应：_________________________________________________； 正极：________，电极反应：_________________________________________________。 解析：分析元素化合价的变化可知，Zn为负极，比Zn活泼性差的金属或非金属(石墨等)作正极，选择与电极材料有相同离子的溶液作电解质溶液。
答案：见下图
Zn Zn－2e===Zn2
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Pt 2Fe3＋2e===2Fe2
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