(2)“充电”时电极反应式的书写
充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。
题组一 “一池多变”的燃料电池
1．(2012·四川理综，11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e＋H2O===CH3COOH＋4H。下列有关说法正确的是( ) A．检测时，电解质溶液中的H向负极移动
B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为O2＋4e＋2H2O===4OH 答案 C
解析 解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液是酸性的，不可能存在OH，故正极的反应式为O2＋4H
＋
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＋
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＋
＋4e===2H2O，转移4 mol电子时消耗 1 mol O2，则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2，
－
故B、D错；电池反应式即正、负极反应式之和，将两极的反应式相加可知 C正确。 2．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流。下列叙述正确的是( )
①通入CH4的电极为正极 ②正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH ③通入CH4的电极反应式为CH4＋2O2＋4e===CO2＋2H2O ④负极的电极反应式为CH4＋10OH－8e===CO3＋7H2O ⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动 ⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动 A．①③⑤ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．①②③ 答案 B
解析 根据题意知发生的反应为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，反应产生的CO2在KOH溶液中会转化为CO3。CH4为还原剂，应通入电源的负极，所以①错误；正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e
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2－
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2－
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===4OH，故②、④正确，③错误；放电时溶液(原电池内电路)中的阳离子向正极移动，阴
－
离子向负极移动，⑤错误，⑥正确。
不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数学生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH3OH、O2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。
(1)酸性介质，如H2SO4。
CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H作用下生成H2O。电极反
＋
应式为
负极：CH3OH－6e＋H2O===CO2↑＋6H
3－＋
正极：O2＋6e＋6H===3H2O
2(2)碱性介质，如KOH溶液。
CH3OH在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO3，1 mol CH3OH 失去6 mol e，O2在正极上得到电子生成OH，电极反应式为 负极：CH3OH－6e＋8OH===CO3＋6H2O
3－－
正极：O2＋6e＋3H2O===6OH
2(3)熔融盐介质，如K2CO3。
在电池工作时，CO3移向负极。CH3OH在负极上失去电子，在CO3的作用下生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在CO2的作用下生成CO3，其电极反应式为 负极：CH3OH－6e＋3CO3===4CO2↑＋2H2O
3－2－
正极：O2＋6e＋3CO2===3CO3
2
(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导正极生成的O。
根据O移向负极，在负极上CH3OH失电子生成CO2气体，而O2在正极上得电子生成O，电极反应式为
负极：CH3OH－6e＋3O===CO2↑＋2H2O
3－2－
正极：O2＋6e===3O
2题组二 “久考不衰”的可逆电池
放电
3．(2014·天津理综，6)已知：锂离子电池的总反应为LixC＋Li1－xCoO2充电C＋LiCoO2
放电
锂硫电池的总反应为2Li＋S充电Li2S 有关上述两种电池说法正确的是( ) A．锂离子电池放电时，Li向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
＋
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2－
2－
2－
2－
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2－
2－
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2－
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2－
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＋
答案 B
解析 锂离子电池放电时，为原电池，阳离子Li移向正极，A错误；锂硫电池充电时，为电解池，锂电极发生还原反应生成Li，B正确；电池的比能量是指参与电极反应的单位质量
＋
的电极材料放出电能的多少，两种电池材料不同，显然其比能量不同，C错误；由图可知，锂离子电池的电极材料为C和LiCoO2，应为该电池放电完全所得产物，而锂硫电池的电极材料为Li和S，应为该电池充电完全所得产物，故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程，D错误。
4．(2014·浙江理综，11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是： Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH
已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH===6Ni(OH)2＋NO2 下列说法正确的是( )
A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOH＋H2O＋e===Ni(OH)2＋OH B．充电过程中OH离子从阳极向阴极迁移
C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e===MH＋OH，H2O中的H被M还原 D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 答案 A
解析 A项，放电过程中，NiOOH得电子，化合价降低，发生还原反应，该项正确；B项，充电过程中发生电解池反应，OH从阴极向阳极迁移，该项错误；C项，充电过程中，阴极M得到电子，M被还原，H2O中的H化合价没有发生变化，该项错误；D项，NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项错误。
对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池的工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“＋”极与外接直流电源的正极相连，电池的“－”极与外接直流电源的负极相连。 题组三 “全新应用”的高科技电池
5．气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是( )
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待测气体 NO2 Cl2 CO 敏感电极部分产物 NO HCl CO2
H2S A.上述气体检测时，敏感电极均作原电池正极
H2SO4 B．检测Cl2气体时，敏感电极的电极反应为Cl2＋2e===2Cl
C．检测H2S气体时，对电极充入空气，对电极上电极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH D．检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同 答案 B
解析 A项，NO2―→NO，得电子，作正极，Cl2―→HCl，得电子，作正极，CO―→CO2，失电子，作负极，H2S―→H2SO4，失电子，作负极；B项，根据产物可以判断Cl2得电子，生成Cl，正确；C项，应为O2＋4e＋4H===2H2O；D项，H2S生成H2SO4失去8e，而CO生成CO2失去2e
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＋
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－－
，所以检测体积分数相同的两气体时传感器上产生的电流大小不相同。
6．(2014·大纲全国卷，9)下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH—Ni电池)。下列有关说法不正确的是( )
A．放电时正极反应为NiOOH＋H2O＋e―→Ni(OH)2＋OH B．电池的电解液可为KOH溶液
C．充电时负极反应为MH＋OH―→H2O＋M＋e
D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高 答案 C
解析 A项，在原电池的负极发生的是氧化反应，在原电池的正极发生的是还原反应，分析化合价的升降，正确；B项，因为该电池为金属氢化物镍电池，又有Ni(OH)2等产生，因此可用碱性溶液作电解质溶液，正确；C项，该反应为放电时的负极反应，错误；D项，氢密度越大，单位体积内放出的电量越多，电池的能量密度越高，正确。
考点三 电解池的“不寻常”应用
“六点”突破电解池
1．分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。
2．剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 3．注意放电顺序。
4．书写电极反应式，注意得失电子守恒。 5．正确判断产物。
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