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4.1.2 化学电源 练习（解析版）
1．某氨气燃料电池，如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．正极的电极反应式为O +4e﹣+4H+═2H O
2 2
B．电子流向：电极1→负载→电极2
C．Na+由左向右移动
D．NH 在电极1上发生氧化反应
3
【答案】A
【解析】A．通入氧气的一极为正极，电解质溶液为碱性，所以氧气得电子生成氢氧根，电极方程
式为O +4e﹣+2H O＝4OHˉ，故A错误；
2 2
B．原电池中电子由负极经导线流向正极，根据分析可知电极 1为负极，电极2为正极，所以电子
的流向为电极1→负载→电极2，故B正确；
C．原电池中阳离子流向正极，所以钠离子自左向右移动，故C正确；
D．据图可知NH 在电极1上转化为N 和H O，失电子发生氧化反应，故D正确；故选：A。
3 2 2
2．氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，电极是多孔镍电极，电解质溶液为质量分数 30%
的KOH溶液。下列叙述正确的是（ ）
A．通入O 的极是负极
2
B．负极反应式为2H ﹣4e﹣═4H+
2
C．工作时溶液中OH﹣移向负极
D．氢氧燃料电池将化学能转化为热能
【答案】C
【解析】A、氧碱性燃料电池中，通入O 的电极为正极，通入H 的电极为负极，故A错误；
2 2
B、通入H 的电极为负极，负极发生失去电子的氧化反应生成H O，负极反应为：H +2OH﹣﹣2e﹣
2 2 2
＝2H O，故B错误；
2
C、原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即工作时溶液中OH﹣移向负极，故C正确；
D、氢氧碱性燃料电池是原电池，能量转化主要是化学能转化为电能，故D错误；故选：C。
3．Li﹣MnO 电池放电时反应为Li+MnO ═LiMnO ，下列说法不正确的是（ ）
2 2 2A．Li电极发生氧化反应
B．溶液中Li﹣向MnO 电极移动
2
C．可用水代替电池中的有机物
D．正极反应式为Li++e﹣+MnO ═LiMnO
2 2
【答案】C
【解析】A、该原电池中，Li电极为负极，发生失电子的氧化反应，故A正确；
B、原电池工作时，阳离子移向正极，即溶液中Li﹣向MnO 电极移动，故B正确；
2
C、金属Li是活泼金属，能与水反应，所以不能用水代替电池中的有机物，故C错误；
D、MnO 电极为正极，正极上Mn元素得到电子，电极反应式为Li++e﹣+MnO ═LiMnO ，故D正
2 2 2
确；故选：C。
4．化学与生产、生活密切相关，下列有关说法正确的是（ ）
A．锌锰干电池是二次电池
B．医用酒精与工业酒精的主要成分相同，都可用于伤口消毒
C．夏天面粉发酵速度与冬天面粉发酵速度相差不大
D．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
【答案】D
【解析】A、锌锰干电池不能充电，属于一次电池，不是二次电池，故A错误；
B、工业酒精中含有甲醛，甲醛是有毒的，故B错误；
C、夏天温度高，面粉发酵的速度快，故C错误；
D、煤油来自石油的分馏，可用作航空燃料，也可用于保存Na，故D正确；故选：D。
5．锰﹣锂锂离子电池结构如图所示。放电时总反应为：C（Li）+LiMn O ═C+Li Mn O [C（Li）
2 4 2 2 4
表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料]．下列说法错误的是（ ）A．放电时，C（Li）为电池的负极
B．电解质溶液用稀H SO 效果更好
2 4
C．放电时，电极LiMn O 发生还原反应
2 4
D．负极反应为C（Li）﹣e﹣═C+Li+
【答案】B
【解析】A、原电池总反应中，Li化合价升高、发生失电子的氧化反应，则C（Li）为负极，故A
正确；
B、金属Li是活泼金属，能与水反应，发生自损耗现象，所以电解质不能用稀H SO 溶液，故B错
2 4
误；
C、原电池总反应中，Mn的化合价由+3.5→+3，LiMn O 发生得电子的还原反应，故C正确；
2 4
D、C（Li）为电池的负极，电极反应式为C（Li）﹣e﹣═C+Li+，故D正确；故选：B。
6．镁﹣空气电池是一种新型燃料电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．金属Mg电极为负极，其电势低于空气电极的电势
B．电子流向：Mg电极→导线→空气电极→电解质溶液→Mg电极
C．电池总反应为2Mg+O +2H O═2Mg（OH）
2 2 2
D．回收后的氢氧化镁经一系列转化，可重新制成镁锭循环利用
【答案】B
【解析】A、该原电池中，Mg为负极、空气电极为正极，则Mg电极电势低于空气电极的电势，故
A正确；
B、原电池工作时，电子流向：Mg电极→导线→空气电极，阴离子：空气电极→Mg电极，形成闭
合回路，但电子不能进入电解质溶液中，故B错误；
C、负极反应为Mg﹣2e﹣+2OH﹣＝Mg（OH） 、正极反应为O +4e﹣+2H O＝4OH﹣，原电池总反应
2 2 2式为2Mg+O +2H O＝2Mg（OH） ，故C正确；
2 2 2
D、Mg（OH） →MgCl →熔融MgCl Mg，即回收后的氢氧化镁经一系列转化，可重新制成镁
2 2 2
锭循环利用，故D正确；故选：B。
7．一种镁氧电池电极材料为金属膜和吸附氧气的活性炭，电解液为 KOH浓溶液，如图所示。下列
说法不正确的是（ ）
A．正极反应式为：O +4e﹣+2H O═4OH﹣
2 2
B．负极反应式为：Mg﹣2e﹣+2OH﹣═Mg（OH）
2
C．电子的移动方向是由a经外电路到b
D．该电池在工作过程中，电解液KOH的浓度保持不变
【答案】D
【解析】A．Mg电极a作负极、活性炭b电极作正极，正极反应式为O +4e﹣+2H O＝4OH﹣，故A
2 2
正确；
B．Mg作负极、Mg失电子生成Mg（OH） ，电极反应式为Mg﹣2e﹣+2OH﹣＝Mg（OH） ，故B
2 2
正确；
C．Mg作负极、活性炭作正极，即 a电极为负极，b电极为正极，电子从负极 a经外电路到正极
b，故C正确；
D．负极反应为Mg﹣2e﹣+2OH﹣＝Mg（OH） 、正极反应为O +4e﹣+2H O＝4OH﹣，原电池总反应
2 2 2
为2Mg+O +2H O＝2Mg（OH） ，消耗水使KOH的浓度增大，故D错误；故选：D。
2 2 2
8．锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH溶液，放电时反应为：
2Zn+O +4OH﹣+2H O═2Zn（OH） 2﹣．下列说法正确的是（ ）
2 2 4
A．放电时，正极反应为：Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH） 2﹣
4
B．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
C．充电时，电解质溶液中c（OH﹣）逐渐增大
D．充电时，电子的运动方向为：电源负极→电解池阴极→电解质溶液→电解池阳极→电源正极
【答案】C
【解析】A．放电时，负极上锌失电子生成 Zn（OH） 2﹣，负极反应式为Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn
4
（OH） 2﹣，故A错误；
4B．放电时，1mol氧气得到4mol电子，则电路中通过2mol 电子，消耗0.5mol氧气，即消耗标况
下11.2L氧气，故B错误；
C、充电是放电的逆过程，则电解反应式为：Zn（OH） 2﹣═Zn+4OH﹣﹣2e﹣，则氢氧根离子的浓
4
度变大，故C正确；
D、充电时，是电解池，电子经外电路由电解池的阳极→电源正极→电源负极→电解池阴极，电子
不能再溶液中传递，故D错误；故选：C。
9．锌﹣空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH溶液，电池总反应为
2Zn+O +4OH﹣+2H O═2Zn（OH） 2﹣．下列说法正确的是（ ）
2 2 4
A．锌极发生还原反应
B．电子从锌极经KOH溶液移向充空气的电极
C．锌极需定期更换
D．该电池是电能转化为化学能的装置
【答案】C
【解析】A、锌极发生氧化反应，故A错误；
B、电子从锌极经导线流向充空气的电极，故B错误；
C、锌失电子不断消耗，所以锌极需定期更换，故C正确；
D、原电池化学能转化为电能，故D错误；故选：C。
10．铅蓄电池反应原理为：Pb（s）+PbO （s）+2H SO （aq） 2PbSO （s）+2H O（l），下
2 2 4 4 2
列说法正确的是（ ）
A．放电时，正极附近pH减小
B．充电时，铅蓄电池的负极连接电源的正极
C．放电时，负极的电极反应式为：Pb﹣2e﹣═Pb2+
D．充电时，阴极的电极反应式为：PbSO +2e﹣═Pb+SO 2﹣
4 4
【答案】D
【解析】A、由总方程式可知，为原电池时，Pb为负极，PbO 为正极，发生还原反应，电极方程
2
式为PbO +4H++SO 2﹣﹣2e﹣＝2H O+PbSO ，正极附近pH增大，故A错误；
2 4 2 4
B、充电时，该装置是电解池，电池的负极和外加电源的负极相连，为阴极，发生还原反应，故 B
错误；
C、由总方程式可知，为原电池时，Pb为负极，发生氧化反应，电极方程式为Pb+SO 2﹣﹣2e﹣＝
4
PbSO ，故C错误；
4
D、在充电时，该装置是电解池，阴极发生的还原反应：PbSO +2e﹣＝Pb+SO 2﹣，故D正确。故选：
4 4D。
11．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。氢氧燃料电池已用于航天飞机。如图为氢氧燃料
电池构造示意图。下列说法中正确的是（ ）
A．a极为电池的正极，电极反应式为：O +4e﹣+2H O＝4OH﹣
2 2
B．b极为电池的负极，电极反应式为：H ﹣2e﹣═2H+
2
C．电解质溶液中K+离子向a极移动
D．当生成1mol H O时，电路中流过电子的物质的量为2mol
2
【答案】D
【解析】A、a极为负极，电极反应为：2OH﹣+H ﹣2e﹣═2H O，故A错误；
2 2
B、b极为电池的正极，电极反应式：O +2H O+4e﹣═4OH﹣，故B错误；
2 2
C、电解质溶液中K+离子向正极b移动，故C错误；
D、总反应方程式为：2H +O ＝2H O，生成2mol水转移4mol电子，则当生成1mol H O时，电路
2 2 2 2
中流过电子的物质的量为2mol，故D正确；故选：D。
12．普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为：Zn+2NH Cl+2MnO ═Zn（NH ）
4 2 3
Cl +2MnO（OH），下列说法不正确的是（ ）
2 2
A．石墨作正极
B．锌发生氧化反应
C．电池工作时，电子从石墨经导线流向锌
D．正极的电极反应为：NH ++MnO +e﹣═MnO（OH）+NH
4 2 3
【答案】C
【解析】A、锌筒为负极，石墨作正极，故A正确；B、电池中锌失去电子，发生氧化反应，故B正确；
C、电池中电子从负极流向正极即从锌经导线流向石墨，故C错误；
D、正极得电子发生还原反应，所以正极的电极反应为NH ++MnO +e﹣＝MnO（OH）+NH ，故D
4 2 3
正确；故选：C。
13．将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH 和O ，即产生电流，称为甲烷燃料电
4 2
池。下列有关说法中错误的是（ ）
A．CH 在负极上反应，O 在正极上反应
4 2
B．放电过程中电解质溶液的碱性减弱
C．此电池属于环境友好型电池
D．此电池中化学能100%转化为电能
【答案】D
【解析】A．在燃料电池中，通入燃料甲烷的电极为负极，失去电子，发生氧化反应，通入氧气的
电极为正极，正极上氧气得到电子，发生还原反应，故A正确；
B．在甲烷燃料电池中，负极电极反应式为CH ﹣8e﹣+10OH﹣＝CO 2﹣+7H O，正极的电极反应式
4 3 2
为O +4e﹣+2H O＝4OH﹣，总反应方程式为CH +2O +2OH﹣＝CO 2﹣+3H O，可见在放电过程中，
2 2 4 2 3 2
反应消耗KOH，产生H O，使溶液中溶质的物质的量浓度减小，因而溶液的碱性减弱，故B正确；
2
C．反应产生H O，无污染，因此电池属于环境友好型电池，故C正确；
2
D．电池在工作时，除转化为电能外，还产生了热量，有热能产生，因此化学能不可能 100%转化
为电能，故D错误；故选：D。
14．DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为NaBH +4H O ═NaBO +6H O．下列关于电池
4 2 2 2 2
工作时的相关分析不正确的是（ ）
A．X极为正极，电流经X流向外电路
B．Y极发生的还原反应为H O +2e﹣═2OH﹣
2 2
C．X极区溶液的pH逐渐减小
D．每消耗1.0L 0.50mol/L的H O 电路中转移1.0mol e﹣
2 2
【答案】A
【解析】由电池的总反应为NaBH +4H O ═NaBO +6H O可知，X电极上NaBH 发生失去电子的
4 2 2 2 2 4氧化反应，作负极，则Y极作正极，
A．该电池中X极为负极，Y极作正极，电子经X流向外电路流入Y，电流经Y流向外电路，故A
错误；
B．该电池中Y极为正极，正极上H O 发生还原反应，电极反应为H O +2e﹣＝2OH﹣，故B正确；
2 2 2 2
C．X极为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为BH ﹣+8OH﹣﹣8e﹣＝BO ﹣+6H O，所以
4 2 2
X极区溶液的pH逐渐减小，故C正确；
D．由电极反应式 H O +2e﹣＝2OH﹣可知，每消耗 1molH O 电路中转移 2mole﹣，所以每消耗
2 2 2 2
1.0L0.50mol/L即0.50molH O ，电路中转移1.0mole﹣，故D正确；故选：A。
2 2
15．铅蓄电池放电时发生的化学反应：PbO +Pb+2H SO ═2PbSO +2H O，其电极材料分别是PbO
2 2 4 4 2 2
和Pb，电解质为H SO 溶液，下列说法不正确的是（ ）
2 4
A．电池工作过程中，H SO 溶液浓度降低
2 4
B．电池工作过程中，电解质溶液中H+向正极移动
C．每当有2mol电子通过电路时，负极材料增重96g
D．正极发生反应为：PbO +4H++2e﹣═Pb2++2H O
2 2
【答案】D
【解析】A、铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水，导致硫酸浓度降低，故 A正
确；
B、原电池放电时阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即电解质溶液中 H+向正极移动，故B正
确；
C、蓄电池中，负极上金属Pb失电子，发生氧化反应Pb+SO 2﹣﹣2e﹣＝PbSO ，每当有2mol电子
4 4
通过电路时，负极材料增重96g，故C正确；
D、铅蓄电池正极上PbO 得电子发生还原反应PbO +4H++SO 2﹣+2e﹣═PbSO +2H O，故D错误。
2 2 4 4 2
故选：D。
16．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y O ）的氧
2 3
化锆（ZrO ）晶体，在熔融状态下能传导O2﹣．下列对该燃料电池说法不正确的是（ ）
2
A．在熔融电解质中，O2﹣移向负极
B．电池的总反应是：2C H +13O ═8CO +10H O
4 10 2 2 2
C．通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C H ﹣26e﹣+13O2﹣═4CO ↑+5H O
4 10 2 2
D．通入空气的一极是正极，电极反应为：O +4e﹣+4H+═2H O
2 2
【答案】D
【解析】A、原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以O2﹣移向负极，故A正确；B、电池的总反应与丁烷燃烧的化学方程式一致，为2C H +13O ＝8CO +10H O，故B正确；
4 10 2 2 2
C、通入丁烷一极是负极，失电子被氧化，电极反应式为C H +13O2﹣﹣26e﹣＝4CO +5H O，故C
4 10 2 2
正确；
D、通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O +4e﹣＝2O2﹣，故D错误；
2
故选：D。
17．2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的结构如图所示，
电池反应式为Li x C 6 +Li 1﹣x CoO 2 C 6 +LiCoO 2 （x＜1）。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，a极为负极
B．充电时，Li 1﹣x CoO 2 /LiCoO 2 电极发生Li+脱嵌，放电时发生Li+嵌入
C．充电时，若转移0.3mol电子，石墨电极将减轻2.1g
D．放电时，Li+在电解质中由a极向b极迁移
【答案】B
【解析】A、原电池中b电极为负极，a电极为正极，故A错误；
B、充电时，Li 1﹣x CoO 2 /LiCoO 2 电极反应为：LiCoO 2 ﹣xe﹣＝Li 1﹣x CoO 2 +xLi+，电极发生Li+脱嵌，
而放电时发生：Li 1﹣x CoO 2 +xLi++xe﹣＝LiCoO 2 ，Li+嵌入，故B正确；
C、放电时负极反应式为Li C ﹣xe﹣＝C +xLi+，充电时阴极反应式为C +xLi++xe﹣＝Li C ，所以充
x 6 6 6 x 6
电时若转移0.3mol电子，石墨电极将增重0.3mol×7gmol/L＝2.1g，故C错误；
D、放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极，即Li+在电解质中由b极向a极迁移，故D错误；
故选：B。
18．乙醇做为可再生能源比化石能源具有较大的优势，如图为乙醇燃料电池，该电池的总反应方程
式为C H OH+3O ═2CO +3H O．下列关于该电池叙述错误的是（ ）
2 5 2 2 2A．a极与用电器的正极相接
B．该装置将化学能转化为电能
C．质子（H+）由装置左侧向右侧移动
D．该装置的电解质溶液呈酸性
【答案】C
【解析】A、氧气得电子发生还原反应，是原电池的正极，则a极与用电器的正极相接，故A正确；
B、该装置是原电池，是将化学能转化为电能的装置，故B正确；
C、原电池中阳离子向正极移动，则质子（H+）由装置右侧向左侧移动，故C错误；
D、负极的电极产物为二氧化碳，则应装置中电解溶液呈酸性，故D正确；故选：C。
19．被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。如图
为氢氧燃料电池的结构示意图，回答下列问题：
（1）O 进入的电极为_______________极。
2
（2）电池工作时：溶液中的OH﹣向_负_（填“正极”或“负极”）迁移，通___________（填
“H ”或“O ”）一极的电势较低。
2 2
（3）写出电池工作时的负极反应式：_____________________。
（4）若电池工作时转移0.01mol电子，理论上消耗标准状态下__________mL O 。
2
（5）若将此燃料电池 改成以 CH 和 O 为原料 进行 工作时，负极反应式为：
4 2
______________________。
【答案】（1）正；
（2）负；H ；
2
（3）H ﹣2e﹣+2OH﹣═2H O；
2 2（4）56；
（5）CH +10OH﹣﹣8e﹣═CO 2﹣+7H O。
4 3 2
【解析】通常在原电池反应中，O 只能得电子，所以通O 的电极为正极，在碱性电解质溶液中，
2 2
O 得电子的产物与溶液反应生成OH﹣，电极反应式为O +4e﹣+2H O═4OH﹣，通H 的电极为负极
2 2 2 2
H 失电子的产物与电解质溶液反应生成H O，电极反应式为H ﹣2e﹣+2OH﹣═2H O。
2 2 2 2
（1）由以上分析知，O 进入的电极为正极，
2
故答案为：正；
（2）电池工作时：阴离子向负极移动，则溶液中的OH﹣向负极迁移；在原电池中，负极的电势较
低，则通H 一极的电势较低，
2
故答案为：负；H ；
2
（3）电池工作时，通H 的电极为负极，H 失电子的产物与电解质溶液反应生成H O，电极反应式
2 2 2
为H ﹣2e﹣+2OH﹣═2H O，
2 2
故答案为：H ﹣2e﹣+2OH﹣═2H O；
2 2
（4）在正极1molO 转移电子4mol，若电池工作时转移0.01mol电子，理论上消耗标准状态下O
2 2
的体积为 ＝56mL，
故答案为：56；
（5）若将此燃料电池改成以CH 和O 为原料进行工作时，负极为通CH 的电极，CH 失电子的产
4 2 4 4
物与OH﹣反应生成CO 2﹣和水，电极反应式为：CH +10OH﹣﹣8e﹣═CO 2﹣+7H O，
3 4 3 2
故答案为：CH +10OH﹣﹣8e﹣═CO 2﹣+7H O。
4 3 2
20．通常氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，试回答下列问题：
（1）在酸式介质中，负极反应的物质为___________，正极反应的物质为____________，酸式
电池的电极反应：
负极：_____________________，正极：______________________。电解质溶液 pH 的变化
____________（填“变大”，“变小”，“不变”）。
（2）在碱式介质中，碱式电池的电极反应：
负极：______________________，正极：_____________________。电解质溶液 pH 的变化
__________（填“变大”，“变小”，“不变”）。
（3）氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一，下列有关说法不正确的是_C_。
A．太阳光催化分解水制氢气比电解水气氢气更为科学
B．氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境
C．以稀H SO 、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同
2 4D．以稀H SO 、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同
2 4
（4）纯电动车采用了高效耐用的一种新型可充电电池，该电池的总反应式为：
3Zn+2K FeO +8H O 3Zn（OH） +2Fe（OH） +4KOH。
2 4 2 2 3
该电池放电时负极反应式为_______________________________。
①放电时每转移3mol电子，正极有____________mol K
2
FeO
4
被还原。
② 放 电 时 ， 正 极 发 生 _ 还 原 _ （ 填 “ 氧 化 ” 或 “ 还 原 ” ） 反 应 ； 正 极 反 应 为
③________________________________。
放电时，___________（填“正”或“负”）极附近溶液的碱性增强。
【答④案】（1）氢气；氧气；2H
2
﹣4e﹣＝4H+；O
2
+4e﹣+4H+＝2H
2
O；变大；
（2）2H ﹣4e﹣+4OH﹣＝4H O；O +4e﹣+2H O＝4OH﹣；变小；
2 2 2 2
（3）C；
（4） Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH） ；
2
1；①
②还原；FeO
4
2﹣+3e﹣+4H
2
O═Fe（OH）
3
+5OH﹣；
③正。
④【解析】（1）在酸性氢氧燃料电池中，石墨作电极，在负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应
为2H ﹣4e﹣＝4H+；在正极由氧气得电子生成水，电极反应为O +4e﹣+4H+＝2H O，由于正负极消
2 2 2
耗与生成的氢离子等量，所以氢离子的总量不变，而总电极反应式为2H +O 2H O，水的总量增加，
2 2 2
故pH变大，
故答案为：氢气；氧气；2H ﹣4e﹣＝4H+；O +4e﹣+4H+＝2H O；变大；
2 2 2
（2）在碱式介质中，氢气在负极失去电子生成氢离子，氢离子结合氢氧根离子生成水，电极反应
式为2H ﹣4e﹣+4OH﹣＝2H O；氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O +4e﹣+2H O＝
2 2 2 2
4OH﹣，由于正负极消耗与生成的氢氧根离子等量，所以氢氧根离子的总量不变，而总电极反应式
为2H +O ＝2H O，水的总量增加，故pH变小，
2 2 2
故答案为：2H ﹣4e﹣+4OH﹣＝4H O；O +4e﹣+2H O＝4OH﹣；变小；
2 2 2 2
（3）A.电解获得H 消耗较多的能量，而在催化剂作用下利用太阳能来分解H O获得H 更为科学，
2 2 2
故A正确；
B.氢氧燃料电池产物H O无污染，能有效保护环境，所以氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境，
2
故B正确；
C.以稀H SO 、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式分别为：H ﹣2e﹣═4H+，H ﹣2e﹣
2 4 2 2+2OH﹣＝2H O，不相同，故C错误；
2
D.以稀H SO 、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式均为2H +O ＝2H O，故D正确，
2 4 2 2 2
故答案为：C；
（4） 放电时，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH） ，
2
故答案①为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH） ；
2
放电时，正极上1molK FeO 得3mol电子发生还原反应生成1molFe（OH） ，所以每转移3 mol
2 4 3
②电子，正极有1molK FeO 被还原，
2 4
故答案为：1；
放电时，正极上K FeO 得电子，发生还原反应，正极的电极方程式为 FeO 2﹣+3e﹣+4H O═Fe
2 4 4 2
③（OH） +5OH﹣，
3
故答案为：还原；FeO 2﹣+3e﹣+4H O═Fe（OH） +5OH﹣；
4 2 3
负极电极方程式电极反应式为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH） ，正极的电极方程式为FeO 2﹣+3e
2 4
④﹣+4H O═Fe（OH） +5OH﹣，所以正极附近溶液的碱性增强，
2 3
故答案为：正。
21．燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源。图为燃料电池的结构示意图，电解质溶液为NaOH
溶液，电极材料为疏松多孔的石墨棒。请回答下列问题：
（1）若该燃料电池为氢氧燃料电池。
a极通入的物质为____________，电解质溶液中的OH﹣移向_负_极（填“负”或“正”）。
①写出此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式：___________。
②（2）若该燃料电池为甲烷燃料电池。已知电池的总反应为CH
4
+2O
2
+2OH﹣═CO
3
2﹣+3H
2
O
下列有关说法正确的是__________。（填字母代号）
①A．燃料电池将电能转变为化学能
B．负极的电极反应式为CH +10OH﹣﹣8e﹣═CO 2﹣+7H O
4 3 2
C．正极的电极反应式为O +4H++4e﹣═2H O
2 2
D．通入甲烷的电极发生还原反应
当消耗甲烷11.2L（标准状况下）时，假设电池的能量转化效率为80%，则导线中转移的电子
②的物质的量为____________mol。【答案】（1） 氢气；负；
H
2
﹣2e﹣+2O①H﹣＝2H
2
O；
②（2） B；
3.2。①
②【解析】（1） 燃料电池中，负极上失电子发生氧化反应，通入燃料氢气的电极是负极，据图示
可知a电极是负①极，故a极通入的物质为氢气；原电池中阴离子移向负极故OH﹣移向负极，
故答案为：氢气；负；
电解质溶液为NaOH溶液，为碱性环境，故此氢氧燃料电池工作时，负极的电极反应式：H ﹣
2
②2e﹣+2OH﹣＝2H O，
2
故答案为：H ﹣2e﹣+2OH﹣＝2H O；
2 2
（2） A．燃料电池为原电池原理，应为将化学能转变为电能，故A错误；
B．电①解质溶液为NaOH溶液，为碱性环境，故负极的电极反应式为 CH
4
+10OH﹣﹣8e﹣＝CO
3
2﹣
+7H O，故B正确；
2
C．碱性环境中正极的电极反应式应为：为O +2H O+4e﹣＝4OH﹣，故C错误；
2 2
D．通入甲烷的电极失电子发生氧化反应，故D错误；
故答案为：B；
据电池的总反应CH +2O +2OH﹣＝CO 2﹣+3H O可知：消耗甲烷22.4L（标准状况下）时，假设
4 2 3 2
②电池的能量转化效率为100%，则导线中转移的电子的物质的量为8mol，则当消耗甲烷11.2L（标
准状况下）时，假设电池的能量转化效率为100%，则导线中转移的电子的物质的量4mol，故电池
的能量转化效率为80%时，导线中转移的电子的物质的量为4×0.8＝3.2mol，
故答案为：3.2。
22．氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入___________，正极通
入____________，总反应为____________；电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：
（1）电解质是KOH溶液（碱性电解质）
负极发生的反应为：H ﹣2e﹣═2H+，2H++2OH﹣═2H O，所以：负极的电极反应式为：
2 2
①_______________________________。
正极是O 得到电子，即：O +4e﹣═2O2﹣，O2﹣在碱性条件下不能单独存在，只能结合H O生
2 2 2
②成OH﹣即：2O2﹣+2H O═4OH﹣，因此，正极的电极反应式为______________________。
2
（2）电解质是H SO 溶液（酸性电解质）
2 4
负极的电极反应式为__________。
①正极是O
2
得到电子，即：O
2
+4e﹣═2O2﹣，O2﹣在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生
②成H O即：O2﹣+2H+═H O，因此正极的电极反应式为____________________。
2 2【答案】氢气；氧气；2H +O ＝2H O；
2 2 2
（1） H ﹣2e﹣＝2H+； H ﹣2e﹣＝2H+；O +4e﹣+4H+＝2H O。
2 2 2 2
【解析①】燃料电池中燃料作②为负极，发生氧化反应，总反应的产物和燃料燃烧时产物相同，所以氢
氧燃料电池，以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料时，负极通入氢气，正极通入氧气，总反应为：
2H +O ＝2H O，故答案为：氢气；氧气；2H +O ＝2H O；
2 2 2 2 2 2
（1） 负极发生的反应为：H ﹣2e﹣＝2H+，2H++2OH﹣＝2H O，则总的负极的电极反应式为：H
2 2 2
﹣2e﹣①+2OH﹣＝2H O； 正极是O 得到电子，即：O +4e﹣＝2O2﹣，O2﹣在碱性条件下不能单独存
2 2 2
在，只能结合H O生成②OH﹣即：2O2﹣+2H O＝4OH﹣，因此，正极的电极反应式为：O +4e﹣+2H O
2 2 2 2
＝4OH﹣；故答案为：H ﹣2e﹣+2OH﹣＝2H O；O +4e﹣+2H O＝4OH﹣；（2） 电解质为酸时，负
2 2 2 2
极的电极反应式为：H ﹣2e﹣＝2H+； ①
2
正极是O 得到电子，即：O +4e﹣＝2O2﹣，O2﹣在酸性条件下不能单独存在，只能结合 H+生成
2 2
②H O即：O2﹣+2H+＝H O，因此正极的电极反应式为：O +4e﹣+4H+＝2H O；故答案为：H ﹣2e﹣＝
2 2 2 2 2
2H+；O +4e﹣+4H+＝2H O。
2 2
