电池试题归类解析

电池试题归类解析

随着科技进步，越来越多的新型电池进入我们的生活，然而科技在改善生活的同时也带来了环境问题，近期CCTV—1新闻频道多次报道废旧电池的回收问题。关注科技前沿，联系生活实际，注重环保问题，是高考的一个重要方向。然而不少同学在有关电池知识方面还存在基本概念不清，书写电极反应式困难，不能进行有关计算等一些问题。现将各类考试中出现过的有关电池试题归类并作一定解析，希望对大家有一些帮助。

一、银锌电池

例1、银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它的充放电过程可表示为：

2Ag +Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O

回答下列有关问题：

（1）电池在放电时，作负极的是 。

（2性电池（填“酸”“碱”或“中”）。

（3）充电过程的反应是 反应（填“放热”或“吸热”）。

（4）写出充电时的电极反应式：

；

阴极 。

（5极。

（6）试简述回收该种电池的意义： 。

分析：（1）电池负极发生氧化反应，由电池放电反应式可知，作负极的是Zn。（2）结合电池放电反应式Zn失去电子后得到的产物为Zn(OH)2可知该电池属于碱性电池。（3）电池充电的过程实际上就是电能转化为化学能的过程，所以充电的反应是吸热反应。（4）由充电反应式可知：阳极反应为：2Ag+2OH－－2e－=Ag2O+H2O；阴极反应为：Zn(OH)2+ 2e－=Zn+2OH－。（5）电池正极放电时电子流入，充电时，则电子流出，连接的是电源的正极。（电池充电连接可简单概括为：正正相连，负负相连）。（6）由于该电池内含Ag+离子，在电池腐烂是Ag会对环境造成污染，应加以回收。故其意义为减少重金属对环境的污染，将Ag进行回收利用。

二、镍镉电池

例2、镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，由此可知，该电池放电时的负极材料是（ ）

A、Cd(OH)2 B、Ni(OH)2 C、Cd D、NiO(OH)

分析：电池负极材料是放电时失去电子的物质，在电池反应中表现为化合价升高。由电池放电反应式可知，Cd在反应后化合价升高，故负极材料为Cd。答案为C

三、铅蓄电池

例3、铅蓄电池反应如下：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。对铅蓄电池工作情况，下列叙述错误的是（ ）

A、放电时Pb极为负极

B、充电时蓄电池上标有“+”号电极连接电源正极

+

C、放电时正极反应为PbO2+ SO4+4H+2e =PbSO4+2H2O

D、充电时蓄电池上标有“—”号的电极发生氧化反应

分析：电池放电反应式中，Pb失去电子，化合价升高，故Pb为负极，A选项正确；正极反应则是PbO2的Pb（+4）得到电子还原为Pb，同时产生O，Pb与溶液中的SO4结合成难溶物PbSO4，O2-则与电解质溶液中的H+结合成水，C选项正确。充电时，铅蓄2+2-2+2-2—+-电池的“+”极与电源正极相连，“—”极与电源负极相连，故充电时，蓄电池“—”极是得电子的一极，发生还原反应。答案为D

例4、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:

负极：Pb＋SO42-＝PbSO4＋2e-

正极：PbO2＋4H+＋SO42-＋2e-＝PbSO4＋2H2O

今若制得Cl20.050摩,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是( ).

A、0.025摩 B、0.050摩 C、0.100摩 D、0.200摩

分析：据2Cl——2e—=Cl2↑可知，要制得0.050摩Cl2，需铅蓄电池提供电子0.100摩，再据铅蓄电池反应式：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知，提供电子0.100摩消耗的H2SO4的物质的量为0.100摩。答案为C。如果依据电极反应式来计算的话，则要注意正负极都要消耗硫酸，否则极易得到错误答案B。

四、氢氧燃料电池

例5、右图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，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

分析：电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，对

照电池示意图可知：a为负极，b为正极；b电极的电极反应为：Ｏ2+2H2O+4e =4OH ；由于氢氧燃料电池的产物为水，不会对环境造成污染，是一种绿色电源；由图还可知，氢气和氧气可分别储藏在储藏罐中，通过导管与电池电极相连。答案为B

五、氢镍电池

例6、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是 (1/2)H2+NiO（OH） Ni（OH）2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是

A、电池放电时，电池负极周围溶液的OH不断增大

B、电池放电时，镍元素被氧化

C、电池充电时，氢元素被还原

D、电池放电时，H2是负极

分析：由电池放电反应式可知，H2失电子被氧化为H+，所以H2为负极，生成的H+ 与OH—结合生成H2O，故放电时，负极周围OH离子浓度减小。电池充电时，由电池充电反应式看，显然是氢元素被还原。答案为

CD

—

六、锌电池

例7、铅蓄电池效率低、污染大,现在研究用锌电池取代它.其电池反应为2Zn+O2=2ZnO, 其原料为锌、空气和电解质溶液,则下列叙述正确的是（ ）

A、锌为正极,空气进入负极反应 B、正极发生氧化,负极发生还原反应

C、负极电极反应是:Zn-2e+2OH-=ZnO+H2O D、电池工作时溶液pH保持不变 分析：电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故B错误；结合电池反应可知， 锌为负极,空气进入正极，故A错误；从电池反应可知，反应物及产物均不会影响电解质溶液的酸碱性，故电池工作时溶液pH保持不变，D选项正确；对于C选项可与铁的吸氧腐蚀进行类比可知其正确，答案为CD

七、锌、溴蓄电池

例8、锌、溴蓄电池的充、放电的电池总反应为Zn+Br2 Zn2++2Br-

下列各反应：①Zn-2e-=Zn2+ ②Br2+2e-=2Br- ③2Br--2e-=Br2 ④Zn2++2e-=Zn，其中充电时的阳极和放电时的负极反应分别是（ ）

A、①② B、③① C、④② D、③②

分析：充电时，阳极发生氧化反应，由电池充电反应式可知，阳极反应为③；放电时，负极发生氧化反应，由电池放电反应式可知，负极反应为①。答案为B

八、锂电池

例9、新型绿色电池是指容量大、环境污染程度小的化学电池。锂里池是近年发展起 来的一种新型绿色电池，在通讯、医辽上具有广泛的应用。其电池的总反应式为 8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，则下列说法中不正确的是（ ）

A、负极反应为：8Li－8e－=8Li+

B、正极材料可以选用多孔隙的石墨材料

C、正极反应为：3SOCl2+8e－=SO32－+2S+6Cl－

D、电池工作时，电流经外电路由负极到正极

分析：电池负极发生氧化反应，由电池反应式可知负极反应为：8Li－8e－=8Li+；将负 极反应式和电池的总反应式比较即可得正极反应为：3SOCl2+8e=SO3+2S+6Cl；石墨材料具有导电性，多孔隙则具有强吸附性，故可用于正极材料；电池工作时，电流由正极经外电路到负极。答案D

九、高铁电池

例10、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 + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH。下列叙述不正确的是（ ） ．．．

A、放电时负极反应为：Zn—2e— +2OH—= Zn(OH)2

B、充电时阳极反应为：Fe(OH)3 —3e— + 5 OH— = FeO4 + 4H2O

C、放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化

D、放电时正极附近溶液的碱性增强 分析：本题主要考查电池充放电电极反应式的书写。由放电反应式可写出放电时的电2 －2－－

— 极反应式：负极：Zn—2e— +2OH—= Zn(OH)2，故A选项正确；正极：FeO2+ 4HO+3e= 24

Fe(OH)3 + 5 OH—，故放电时正极附近溶液的碱性增强，D选项正确，同时可判断C选项错误，应为被还原；充电时，阳极的反应是电池放电时正极的逆反应，故B 正确。答案为C

十、锌—锰碱性电池

例11、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电 池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn(OH)2 (s)+Mn2O3（s），下列说法错误的是 （ ）

A、电池工作时，锌失去电子 B、电池正极的电极反应式为：2MnO2（s）+H2O（l）+2e—=Mn2O3（s+）+2OH—（aq） C、电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D、外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

分析：由电池总反应式可得电池正负极反应式：

负极：Zn+2OH——2e—=Zn（OH）2

正极：2MnO2+H2O+2e—=Mn2O3+2OH—

据此可知，A、B选项正确；电池工作时，锌在负极失去电子，电子由负极经外电路 流向正极，而电流方向则刚好相反，故C选项错误；由电极反应式或电池总反应式可知，每转移2mol电子消耗锌65g，故D选项正确。答案为C

十一、钠硫电池

例12、目前，科学家正在研究开发一种高能电池——钠硫电池，它以熔融的钠、硫为 两极，以Na+导电的β—Al2O3陶瓷作固体电解质，反应式如下：2Na+xS Na2Sx，以下说法正确的是（ ）

A、放电时，Na作正极，S极发生还原反应

B、充电时，钠极与外电源的正极相连

C、充电时，阳极发生的反应为xS2－—2e－=xS

D、若放电时有0.2mol电子转移，同时反应掉的金属钠为4.6g

分析：电池放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。由放电反应式可知，放 电时Na作负极，S作正极发生还原反应，故A选项错误；每转移2mol电子，反应掉46g金属钠，故D选项正确；电池充电时，原来电池放电时失去电子的钠极要得到电子，与外接电源的负极相连，故B选项错误；由充电反应式可知，充电时，阳极发生的反应为xS2－—2e－=Sx，故C选项错误。答案为D

十二、爱迪生蓄电池

例13、蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：Fe+NiO2+2H2O Fe（OH）2+Ni（OH）2。下列有关对爱迪生蓄电池的推断错误的是（ ）

A、放电时，Fe做负极，发生氧化反应

B、放电时，NiO2做正极，发生还原反应

C、充电时，阴极上Fe (OH)2 放电，发生氧化反应

D、蓄电池的电极应浸入碱性电解质溶液中

分析：电池放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合电池反应式元素价态变化可知A、B选项正确；再由反应式中Fe失去电子后得到产物Fe（OH）2

可知电解

质溶液为碱性，故D选项正确；充电时，Fe（OH）2在阴极得电子发生还原反应，故C选项错误。答案为C

十三、固体氧化物燃料电池

例14、固体氧化物燃料电池是由美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的．它以固体氧化锆——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下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应．下列判断正确的是（ ）

①有O2参加反应的a极为电池的负极

②b极对应的电极反应为：H2-2e-十O2-=H2O

③a极对应的电极反应为：O2+2H2O+4e=4OH

④该电池的总反应方程式为：2H2+O

2 2H2O

A、③④ B、②③ C、②④ D、①②

分析：原电池的负极为电子流出的一端，故①错误；a极上的O2得到电子生成O2-， 由题意可知，电解质为固体，无水， a极上的电极反应为：O2+4e-=2 O2-，故③错误；由电池工作示意图可知，H2失去电子得到H+，然后与O2-结合生成水，故②正确；由电极反应物、最终的产物及题目所给反应条件可知，④正确。答案为C

十四、熔融盐燃料电池（MCFS）

例15、熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于

1889年，上世纪的30~60年代在荷兰得到广泛的发

展，而且建成了寿命超过40000小时的电池，可应

用于中心电站。

现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3

和Na2CO3低熔混合物为电解质。操作温度为650℃，

在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2）直接

作燃料，其工作原理如图所示。

请回答下列问题：

（1）B极为 极，发生 （填“氧化”或“还原”）反应，该极发生的电极反应为 ；（2）电池总反应为____________________________。

分析：电池的负极为电子流出的一端，正极为电子流入的一端。由工作原理图可知，B电极为电子流入的一端，故为正极；B电极上为O2得电子发生还原反应生成O2-、O2-再与CO2结合得到CO32-，电极反应方程式为2CO2 + O2 + 4e -= 2CO32-。从电极反应的物质、

650℃ --

最终产物以及反应条件看，电池总反应式为CO + H2 + O2

十五、乙醇电池（DEFC）

例16、2004年美国圣路易斯大学科学家研制了一

种新型的乙醇电池（DEFC），它用磺酸类质子溶剂，

在200oC左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出

32倍且更安全。电池总反应为：C2H5OH +3O2→2CO2

+3H2O,电池示意如右。下列说法不正确的是

A、a极为电池的正极

B、电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极

C、电池正极的电极反应为：4H+ +O2 +4e－= 2H2O CO2 +H2O。

D、设每个电子所带电量为q库仑，则1mol乙醇被氧化产生6NAq库仑的电量 分析：据电池反应可知，C2H5OH被氧化，故乙醇进入的a电极为电池的负极，故A 选项不正确；b为正极，正极的电极反应为：4H+ +O2 +4e－= 2H2O，故C选项正确；电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极，B选项正确；依据电池总反应可知，1mol乙醇被氧化转移12mol电子，产生的电量为12NAq库仑，D选项不正确。答案为AD

十六、质子交换膜燃料电池（PEMFC）

例17、如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子（H）和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O 。下

列说法正确的是 （ ）

A、左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇

B、右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气

C、负极反应式为：CH3OH+H2O—6e—→CO2+6H+

D、正极反应式为：O2+2H2O+4e—→4OH—

分析：本题主要考查电池电极判断及电极反应式的

书写。电池负极为电子流出的一端，发生的是氧化反应，对照电池总反应及电池的结构示意图可知a处通入的物质是甲醇，左电极为电池的负极，发生的电极反应为CH3OH+H2O—6e—→CO2+6H+，因此A、C选项正确。b处通入的物质是空气，右电极为电池的正极，发生的电极反应为O2+4H+4e→2H2O，因此B、D 选项错误。答案为AC

十七、甲烷燃料电池

例18、用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成原电池——燃料电池，该电池放电时发生的反应为CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O，下列说法错误的是（ ）

A、通甲烷的一极为负极，通氧气一极为正极

B、放电时，通入O2一极附近溶液的pH升高

C、放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化

--2-D、通甲烷的一极发生的电极反应是：CH4+10OH-8e=CO3+7H2O

分析：电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，对照电池总反应式可知A选项正确，电池正、负极反应式分别为：

+—+

正极：2O2+4H2O+8e=8OH

--2- 负极：CH4+10OH—8e=CO3+7H2O

由上述电极反应可知：D选项正确；通入O2一极由于反应产生OH-，所以附近溶液的pH升高，B选项正确。再据总反应式可知，反应要消耗KOH，所以电池放电时，KOH的物质的量会减小。答案为C

十八、乙烷燃料电池

例19、一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气。有关此电池的推断正确的是（ ）

A、负极反应为14 H2O＋7O2＋28e—＝28 OH—

B、放电一段时间后，负极周围的pH升高

C、每消耗1mol C2H6，则电路上转移的电子为14mol

D、放电过程中KOH的物质的量浓度不变

分析：本题综合考查电极反应情况。在电池反应中，乙烷被氧化，所以电池负极反应为：C2H6+18OH-—14e—=2CO32-+12H2O，A选项错误；由于负极反应消耗OH-，所以负极周围的pH降低，B选项错误；再据电极反应可知，每消耗1molC2H6转移14mol电子，C选项正确；要判断D选项正误的话，则还要考虑正极反应，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，比较正负极反应可知，转移相同电子数，负极消耗的OH-的量大于正极产生的OH-的量，故电池放电过程中KOH的物质的量浓度减少，D选项错误。答案为C

十九、甲醇燃料电池

例20、据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的 新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH + 3O2 + 4OH— 2CO32— + 6H2O，则下列说法错误的是（ ）

Ａ、放电时CH3OH参与反应的电极为正极

Ｂ、充电时电解质溶液的pH逐渐增大

Ｃ、放电时负极的电极反应为：CH3OH－6e ＋8OH ＝ CO3 + 6H2O

Ｄ、充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子

分析：本题综合考查电池电极、电极反应。电池放电时，负极失去电子被氧化，所以CH3OH参加负极反应，A选项错误；负极反应为CH3OH－6e ＋8OH ＝ CO3 + 6H2O，C选项正确；充电时，由充电反应可知，反应后溶液中OH-增多，所以充电时电解质溶液的pH逐渐增大，B选项正确；由反应式可知，每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子，D选项正确。答案为A

本文发表在2006年9期《数理化学习》上

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8fmj.html