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第 12 讲 化学电池
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一、一次电池（锌锰干电池）
常见的锌锰干电池的构造如图所示。其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。在
使用过程中，电子由锌筒（负极）流向石墨棒（正极），锌逐渐消耗，二氧化锰不断被还原，电池电压逐
渐 降低，最后失效。这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。
总反应 Zn + 2MnO + 2NH+ === Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH ↑
2 4 3
负极 Zn﹣2e- === Zn2+
正极 2MnO + 2NH+ + 2e- === 2MnO(OH) + 2NH ↑
2 4 3
二、二次电池
有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现
放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环，这种充电电池属于二次电池。
常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅酸蓄电池。
1. 铅酸蓄电池工作原理 Pb＋PbO＋2HSO 2PbSO＋2HO
2 2 4 4 2
总反应 Pb + PbO + 2HSO === 2PbSO + 2HO
2 2 4 4 2
放电 负极
正极
2. 锂离子电池
以钻酸锂-石墨锂电池为例：
工作原理 Li CoO + Li C LiCoO + 6C
1-x 2 x 6 2
总反应 Li CoO + LiC === LiCoO + 6C
1-x 2 x 6 2
放
负极
电
正极
三、燃料电池
燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化
学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。
1．氢氧燃料电池
电解质 HSO 溶液 KOH溶液
2 4
总反应 2H +O === 2H O
2 2 2
负极
反应式
正极
反应式
2．甲烷燃料电池
甲烷电池 HSO 作电解质 KOH作电解质
2 4
负极反应式
正极反应式
总反应式
经典例题题型一：化学电池的分类及特点
【变1】下列化学电池属于高效、环境友好电池的是
A．镍镉电池 B．锌锰电池
C．铅蓄电池 D．氢氧燃料电池
题型二：一次电池
【变2】碱性锌锰电池的总反应为： 。下列关于该电池的说法中
正确的是
A．Zn为负极， 为正极
B．工作时KOH没有发挥作用
C．工作时电子由 经外电路流向Zn
D．Zn发生还原反应， 发生氧化反应
【例4】锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质
LiClO 溶于混合有机溶剂中，Li＋ 通过电解质迁移入MnO 晶格中，生成LiMnO 。下列说法错误的是
4 2 2
A．电极a为电池的负极
B．外电路的电流方向是由电极b流向电极a
C．电极b上的反应式为：MnO ＋e-＋Li＋=LiMnO
2 2
D．可用水代替电池中的混合有机溶剂
题型三：二次电池
【变5】目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示，根据图示回答下列问题：(1)铅蓄电池的负极是___________，铅蓄电池的正极是___________。
(2)铅蓄电池的总反应式为Pb＋PbO ＋2HSO =2PbSO＋2HO，则负极发生___________(填“氧化”或“还
2 2 4 4 2
原”)反应，由___________生成___________；正极发生___________(填“氧化”或“还原”)反应，由
___________生成___________。
(3)电解质溶液是HSO ，那么在铅蓄电池中H＋向___________(填“正”或“负”)极移动， 向
2 4
___________(填“正”或“负”)极移动。
【变6】锂/氟化碳电池稳定性很高。电解质溶液为 的乙二醇二甲醚( )溶液，总
反应为 ，放电产物 沉积在正极，工作原理如图所示：
下列说法正确的是
A．外电路电子由b流向a
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解质溶液可用 的乙醇溶液代替
D．正极的电极反应式为
题型四：燃料电池
【变7】燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，某氢氧燃料电池的构造示意图如下，该电池工作时，
下列说法正确的是A．O 在b电极上发生氧化反应
2
B．电解质溶液中OH-向正极移动
C．该装置实现了电能到化学能的转化
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【例8】用CH 和O 组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图：
4 2
(1)电极c的电极反应式为 _______。
(2)若线路中转移2mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O 在标准状况下的体积为 _______。
2
题型五：化学电池的工作原理
【例9】下列四个常用电化学装置的叙述错误的是
A．图 I所示电池中，电子从锌片流出
B．图 II所示干电池中石墨作负极
C．图 III所示电池为二次电池
D．图 IV所示电池中正极反应为：【变9】下列有关装置的说法正确的是
A．装置I中 为原电池的负极
B．装置IV工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
C．装置III可构成原电池
D．装置II为一次电池
【变10】电化学在生产生活中都具有重要的作用和意义。
(1)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水
中电池反应可表示为：5MnO +2Ag+2NaCl=Na MnO +2AgCl
2 2 5 10
①该电池的负极反应式为___________；
②在电池中，Na+不断移动到“水”电池的___________极(填“正”或“负”)；
③外电路每通过4 mol电子时，生成NaMnO 的物质的量是___________；
2 5 10
(2)中国科学院应用化学研究所在二甲醚(CHOCH )燃料电池技术方面获得新突破。二甲醚燃料电池的工作
3 3
原理如图所示。
①该电池工作时，b口通入的物质为___________；
②该电池负极的电极反应式为___________；
③工作一段时间后，当9.2 g二甲醚完全反应生成CO 时，有___________ 个电子转移。
2
提分特训
【题1】新冠肺炎最明显的症状就是出现发热，体温枪能快速检测人体体温。该体温枪所用的电池为一种银锌电池(如下图所示)，该电池的总反应式为： 。下列关于该电池的说法
正确的是
A．Ag O电极作正极，发生氧化反应
2
B．该电池放电时溶液中的K+向Zn电极移动
C．电池工作时，电流从Ag O电极经过隔板流向Zn电极
2
D．该电池的负极反应为：
【题2】下列图示都是原电池原理在化学电源中的应用。
下列有关说法中正确的是
A．铅蓄电池在放电时，其负极是铅电极
B．氢氧燃料电池中， 所在电极发生的反应为
C．氢氧燃料电池中，通入 的一极为负极
D．铅蓄电池放电后， 极质量减小
【题3】铅酸蓄电池、镍镉碱性电池都是重要的二次电池。已知镍镉碱性电池放电时，正极反应为：
，负极反应为： 。下列有关说法不
正确的是
A．铅酸蓄电池放电时， 在两个电极上生成B．若用铅酸蓄电池为镍镉碱性电池充电，则 电极与Cd电极相连接且两电极附近的pH值均增大
C．镍镉碱性电池在充电时的反应为
D．放电一段时间后镍镉碱性电池内 变大
【题4】某固体酸燃料电池以CaHSO 固体为电解质传递H+，其基本结构见图，下列有关说法错误的是
4
A．H+在固体酸膜中由a极流向b极
B．b极上的电极反应式为：O+2H O+4e-=4OH-
2 2
C．电池总反应可表示为：2H+O =2H O
2 2 2
D．电路中每转移1mol电子，b极消耗16gO
2
【题5】高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为3Zn+2K FeO+8H O 3Zn(OH) +2Fe(OH) +4KOH，下列叙述正确的是
2 4 2 2 3
A．放电时正极附近溶液的pH减小
B．充电时阳极反应为：Fe(OH) -3e-+ 5 OH- = + 4H O
3 2
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1mol KFeO 被氧化
2 4
D．放电时负极反应为：Zn-2e- +2OH-= Zn(OH)
2
【题6】磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为M Fe PO +LiC
1-x x 4 6
LiM Fe PO +6C，其原理如图所示，下列说法正确的是
1-x x 4
A．放电时，石墨电极的电势更高B．充电时，Li+移向磷酸铁锂电极
C．充电时，磷酸铁锂电极应与电源正极相连
D．放电时，正极反应式为M Fe PO +e-+Li+=LiFe PO +(1-x)M
1-x x 4 x 4
【题7】酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnO 、ZnCl 和
2 2
NH Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，
4
有关数据表所示：
溶解度/(g/100g水)
温度/℃
0 20 40 60 80 100
化合物
NH Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3
4
ZnCl 343 395 452 488 541 614
2
回答下列问题：
(1)该电池的正极反应式为 ___________。
(2)维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn___________g．(已知Q=It，F=96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl 和NH Cl，二者可通过___________分离回收。
2 4
(4)滤渣的主要成分是MnO 、___________和___________，欲从中得到较纯的MnO ，最简便的方法是
2 2
___________，其原理是___________。
提分作业
【练1】下列电池工作时能量转化形式与其它三个不同的是
A．锌锰碱性电池 B．硅太阳能电池
C．铅蓄电池 D．银锌纽扣电池
【练2】碱性锌锰干电池的总反应为： 。下列关于该电池的说法中正确的是
A．Zn为负极， 为正极 B．工作时电子由 经由外电路流向Zn
C．工作时OH-移向正极 D．电池放电过程中，溶液的酸碱性一定不变
【练3】下列有关化学电池装置的叙述中，不正确的是
图Ⅰ碱性锌锰电池 图Ⅱ铅-硫酸蓄电池 图Ⅲ原电池 图Ⅳ银锌纽扣电池
A．图Ⅰ所示电池工作时，锌粉失电子
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，电解质溶液中的 移向 极
C．图Ⅱ所示装置工作过程中，电解质溶液的质量增大
D．图Ⅳ所示电池中， 是氧化剂，电池工作过程中被还原为
【练4】银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总
2
反应式为Ag O+Zn+H O=2Ag+Zn(OH) ，下列说法中不正确的是
2 2 2
A．工作时，正极上发生反应的物质是Ag O
2
B．负极发生的反应是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)
2
C．工作时，负极区溶液c(OH-)减小
D．溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极移动
【练5】氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。下列有关氢氧燃料电池的说法正
确的是A．该电池工作时电能转化为化学能
B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D．该电池的总反应：2H＋O= 2H O
2 2 2
【练6】(1)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氧气从________口通入(填“a”或
“b”)，X极为电池的______(填“正”或“负”)极。
(2)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为
A极：2H＋2O2－－4e－=2H O
2 2
B极：O＋4e－=2O2－
2
则A极是电池的______极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
(3)微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag O和Zn，电解质溶液为
2
KOH溶液，电极反应为：
Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋HO
2
Ag O＋HO＋2e－=2Ag＋2OH－
2 2
总反应为Ag O＋Zn=ZnO＋2Ag
2
①Zn是_______极，Ag O发生________反应。
2
②电子由_____极流向_____极(填“Zn”或“Ag O”)，当电路通过1 mol电子时，负极消耗物质的质量是
2
________g。
③在使用过程中，电解质溶液中KOH的物质的量_____(填“增大”“减小”或“不变”)。倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
