化学第三单元 化学能与电能的转化第2课时导学案

这是一份化学第三单元 化学能与电能的转化第2课时导学案，共1页。

第2课时　化学电源
[核心素养发展目标]　1.会设计简单的原电池。2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。3.掌握构成电池的要素，了解不同电极材料对电池性能的影响。4.能正确书写简单化学电源的电极反应式。
一、设计原电池
1．依据
已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。
2．设计思路
(1)定：确定一个能够自发进行的氧化还原反应。
(2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。
负极电极反应：还原剂－ne－===氧化产物；
正极电极反应：氧化剂＋ne－===还原产物。
(3)找：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极稳定的金属或能导电的非金属。
(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。
3．实例
(1)以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例
电极反应式
材料选择
装置
负极：
Fe－2e－===Fe2＋
正极：
Cu2＋＋2e－===Cu
负极：Fe
正极：Cu或C等(活泼性比Fe差的金属或导电的石墨棒均可)
电解质溶液：CuSO4溶液


(2)实物原电池(见右图)

材料：铜片、锌片、导线、橙子等。


1．正误判断
(1)理论上任何氧化还原反应都可设计成原电池(　　)
(2)原电池中负极上发生氧化反应(　　)
(3)原电池中正极材料一定发生还原反应(　　)
(4)原电池中正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
2．同学们在“简易电池的设计与制作”的实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。
提出问题　影响自制电池效果的因素有哪些？
查阅资源　电极材料、电极间距、水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。
实验探究　Ⅰ.按如图连接水果电池。(见下图)

Ⅱ.实验记录如下：
序号
电极
电极间距
水果种类
电流计示数(μA)
①
Cu—Al
2.0 cm
西红柿
78.5
②
Cu—Fe
2.0 cm
西红柿
70.3
③
Al—Al
2.0 cm
西红柿
0
④
Cu—Al
2.0 cm
柠檬
45.7
⑤
Cu—Al
1.0 cm
柠檬
98.4
⑥
石墨棒—Al
1.0 cm
柠檬
104.5

解释与结论
(1)实验①②③的目的是__________________________________________________________。
对比实验①②③得出的结论是____________________________________________________。
(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，需要对比实验________(填序号)。对比④⑤得出结论是_____________________________________________________________________。
反思与探讨
(3)水果电池中，水果的作用是______________________________________________。
(4)对比实验①②③可知，构成水果电池的电极必须具备的条件为________________，
构成水果电池的其他要素还有_______________、_______________、_______________。
(5)水果电池是利用水果中的化学物质和金属发生化学反应而产生电能的一种装置，如将实验①中的西红柿换成硫酸铜溶液，进行实验，电流计示数不为零，Cu片和Al片上发生的电极反应式分别为______________、______________，总离子方程式为__________________。
答案　(1)探究电极材料对电池效果的影响　在其他条件相同时，电极材料活泼性差别越大，电池效果越好
(2)①④　在其他条件相同时，电极间距离越小，电流越大，电池效果越好
(3)作电解质溶液
(4)两极金属活动性不同　能发生自发的氧化还原反应　形成闭合回路　有电解质溶液
(5)3Cu2＋＋6e－===3Cu　2Al－6e－===2Al3＋　2Al＋3Cu2＋===3Cu＋2Al3＋

水果电池的电流效果与电极材料、水果的种类有关，另外还与两电极间距离以及电极插入水果的深度等因素有关。
二、常见的化学电源
1．锌锰干电池

(1)结构
锌锰干电池是以锌筒为负极，石墨棒为正极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作电解质。
(2)原理
锌锰电池是一次电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。
(3)缺陷与改进措施
锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气胀或漏液，会导致电器设备的腐蚀。
改进措施：①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。
2．充电电池
(1)充电电池又称二次电池。其能量的转化关系是化学能电能。

(2)常见的充电电池
①铅蓄电池
常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液。
②镍镉电池
以Cd为负极，NiO(OH)为正极，以KOH为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境。
③锂离子电池
碱金属中的Li是最轻的金属，活动性极强，是制造电池的理想物质。锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。
3．燃料电池

(1)燃料电池是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电源。
(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。

1．写出下列电池的正负极反应式。
(1)银锌纽扣电池
Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；
正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。
(2)镍氢电池放电时
NiO(OH)＋MH===NiO＋M＋H2O
负极：MH－e－＋OH－===M＋H2O；
正极：NiO(OH)＋e－===NiO＋OH－。

(3)甲醇空气燃料电池
2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O
负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O；
正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－。

电极反应式的书写步骤

2．铅蓄电池工作过程中，放电时正极、负极电极反应式分别为
负极反应：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)；
正极反应：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)。当电路中转移0.2 mol电子，负极、正极质量如何变化？
提示　负极质量增加9.6 g，正极质量增加6.4 g。

1．正误判断
(1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细(　　)
(2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能(　　)
(3)充电电池可以无限制地反复充、放电(　　)
(4)氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
2．Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　)
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
答案　B
解析　根据题意，电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag，正极反应式为2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，A正确、B错误；对原电池来说，在电解质溶液的内部，阴离子由正极移向负极，C正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，D正确。
三、电解在物质制备中的应用
1．电解池
将电能转化为化学能的装置。
2．电解在物质制备中的应用
(1)电解水制氢气和氧气
化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。
(2)电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气
化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(3)电解制取金属
①电解熔融的氧化铝制备铝
阴极反应式：Al3＋＋3e－===Al，
阳极反应式：2O2－－4e－===O2↑，
总反应式：2Al2O34Al＋3O2↑。
②电解制备其他活泼金属
电解熔融的氯化钠、氯化镁、氯化钙可分别得到钠、镁、钙的单质。
(4)通常条件下无法自发进行的化学反应可通过电解的方法实现。

1．下列金属单质一般不用电解的方法制取的是(　　)
A．钠 B．铝
C．钙 D．铁
答案　D
2．请说出下列过程中能量转化的主要形式。
(1)铅蓄电池的充电过程；
(2)铅蓄电池的放电过程；
(3)氢气在氧气中燃烧；
(4)氢气和氯气在燃料电池中反应；
(5)电解水。
答案　(1)电能转化为化学能　(2)化学能转化为电能　(3)化学能转化为热能和光能　(4)化学能转化为电能　(5)电能转化为化学能

1．利用离子反应“Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋”设计原电池，下列设计不合理的是(　　)
①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
②石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
③铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
④银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
答案　C
解析　Cu不如铁活泼，则Fe作负极、Cu作正极，故①正确；活泼金属铁作负极，电解质溶液是含有Fe3＋的溶液，故②正确；Fe不如Zn活泼，则Fe作正极、Zn作负极，故③错误；电解质溶液应是铁盐溶液，而不是亚铁盐溶液，故④错误。
2．下列电池工作时，O2在正极得电子的是(　　)
A
B
C
D




锌锰电池
铅蓄电池
氢氧燃料电池
镍镉电池

答案　C
解析　氢氧燃料电池的总反应是2H2＋O2===2H2O，因而正极是O2得电子发生还原反应。
3．下列有关锌锰干电池的说法正确的是(　　)
A．锌外壳是负极，石墨棒是正极材料
B．在外电路中电子从石墨棒流向锌外壳
C．电流从锌外壳流到石墨棒上
D．在电池内部阳离子从石墨棒向锌外壳移动
答案　A
解析　A项，在锌锰干电池中，锌外壳是负极，石墨棒是正极，故正确；B项，在外电路中电子从锌外壳流向石墨棒，故错误；C项，电流的方向与电子的流向相反，应从石墨棒流向锌外壳，故错误；D项，电池内部，阳离子向正极石墨棒移动，故错误。
4．选择适宜的材料和试剂，请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池。
请回答下列问题：
(1)负极材料：________；正极材料：________；电解质溶液：____________。
(2)写出电极反应式：
正极：________________________________________________________________________；
负极：________________________________________________________________________。
(3)原电池中电子从________极流出，电解质溶液中阴离子流向________极(填“正”或“负”)。
答案　(1)铜　银(或碳棒)　AgNO3溶液　(2)2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu－2e－===Cu2＋　(3)铜(或负)　负
5．有一种微型电池，其电极分别为Zn和Ag2O，电解质溶液是KOH溶液，试回答下列问题：
(1)原电池是把________能转化成__________能的装置。
(2)该电池中Zn极为________极。
(3)当金属Zn消耗了16.25 g时，转移电子的物质的量为__________。
答案　(1)化学　电　(2)负　(3)0.5 mol


题组一　原电池的设计及应用
1．(2020·湖北四地七校期中)如图是某化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列有关该装置的说法正确的是(　　)

A．铜为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2＋产生
B．其能量转化的形式主要是化学能→电能→光能
C．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将发生改变
D．如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED灯将不会发光
答案　B
解析　锌片作负极，发生氧化反应，铜片作正极，发生还原反应，A错误；该装置的能量转化形式是“化学能→电能→光能”，B正确；如果把锌片换为铁片，铜片依然为正极，电路中的电流方向不会发生改变，C错误；如果将稀H2SO4换为柠檬汁，由于柠檬汁中含有柠檬酸，溶液呈酸性，LED灯也会发光，D错误。
2．(2020·河北保定一中高一期中)某兴趣小组设计的简易原电池装置如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)

A．锌片作正极
B．碳棒上有气泡产生
C．可将电能转化为化学能
D．电子由碳棒经导线流向锌片
答案　B
解析　电池工作时，Zn失去电子，作负极，故A错误；碳棒为正极，氢离子在正极上得到电子生成氢气，有气泡产生，故B正确；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C错误；Zn为负极，电子由锌片经导线流向碳棒，故D错误。
3．原电池总反应离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，能实现该反应的原电池是(　　)
A．正极为铜，负极为镁，电解质溶液为稀盐酸
B．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为稀硫酸
C．正极为石墨，负极为镁，电解质溶液为CuSO4溶液
D．正极为银，负极为镁，电解质溶液为NaCl溶液
答案　A
解析　由原电池总反应式Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑可知，镁发生氧化反应作负极，不如镁活泼的金属或导电的非金属作正极，电解质溶液是酸溶液。镁的活泼性大于铜，镁作负极，铜作正极，电解质溶液是稀盐酸，符合条件，A正确；原电池负极应是镁，不是铁，B错误；电解质溶液应是酸溶液，但硫酸铜溶液是盐溶液，C错误；电解质溶液应是酸溶液，但氯化钠溶液是盐溶液，D错误。
题组二　化学电源
4．有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是(　　)




碱性锌
锰电池
铅－硫酸蓄
电池
原电池
银锌纽
扣电池

A.图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是作催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag
答案　D
解析　MnO2的作用是作氧化剂，A错误；Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，H2SO4被消耗，浓度减小，B错误；正极析出铜，Cu2＋浓度减小，C错误；负极Zn→Zn2＋，发生氧化反应，Zn作还原剂；正极：Ag2O→Ag，发生还原反应，Ag2O是氧化剂，D正确。
5.某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．锌筒是原电池的正极
B．石墨电极上发生氧化反应
C．铵根离子流向石墨电极
D．电子经石墨电极沿电解质溶液流向锌筒
答案　C
解析　锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨电极作正极，A错误；锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨电极作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，B错误；原电池中阳离子定向移动到正极，故铵根离子流向石墨电极，C正确；电子经导线由负极锌筒流向石墨电极，D错误。
6．(2020·成都外国语学校高一期中)银锌纽扣电池，其电池反应式为Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag。

下列说法不正确的是(　　)
A．锌作负极，发生氧化反应
B．正极为Ag2O，发生还原反应
C．电池工作时，电流从Ag2O流向Zn
D．负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
答案　D
解析　Zn失电子发生氧化反应而作负极，故A正确；正极上Ag2O得电子发生还原反应，故B正确；原电池中电流从正极流向负极，该电池中Zn是负极、Ag2O是正极，所以放电时电流从Ag2O流向Zn，故C正确；碱性条件下，锌离子生成Zn(OH)2，所以负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，故D错误。
7.(2020·北京金牛区校级期中)某华人科学家和他的团队研发出“纸电池”(如图)。这种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄电池在使用印刷与压层技术后，变成一张可任意裁剪大小的“电纸”，厚度仅为0.5毫米，可以任意弯曲和裁剪。纸内的离子“流过”水和氧化锌组成电解液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnO(OH)。下列说法正确的是(　　)

A．该电池的正极材料为锌
B．该电池反应中二氧化锰发生氧化反应
C．电池的正极反应式为MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－
D．当有0.1 mol锌溶解时，流经电解液的电子数为1.204×1023
答案　C
解析　该原电池中，锌元素化合价由0变为＋2，锌失电子作负极，故A错误；该原电池中，锰元素化合价由＋4变为＋3，所以二氧化锰作正极，发生还原反应，故B错误；正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnO(OH)＋OH－，故C正确；电子从负极沿导线流向正极，不经过电解质溶液，故D错误。
题组三　电极反应式的书写及判断
8．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是(　　)

A．外电路中电子由a流向b
B．b极反应式是O2＋4OH－－4e－===4H2O
C．总反应式为2H2＋O2===2H2O
D．使用过程中电解质溶液的浓度逐渐减小
答案　B
解析　通入氢气的电极作负极，a为负极，b为正极，电子由a经外电路流向b，A正确；b极为正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B错误；总反应为氢气和氧气反应生成水，总反应式为2H2＋O2===2H2O，C正确；使用过程中不断生成水，电解质溶液碱性减弱，所以电解质溶液的浓度逐渐减小，D正确。
9．(2020·江西南昌中学高一期中)燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是(　　)
A．负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O
C．随着放电的进行，溶液的氢氧根离子浓度不变
D．放电时溶液中的阴离子向负极移动
答案　D
解析　O2＋2H2O＋4e－===4OH－应为正极反应式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根离子，所以负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的c(OH－)将减小。

10．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式为Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的说法正确的是(　　)
A．该装置可能是原电池，也可能是电解池
B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池，且金属铜为该装置的阳极
D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸
答案　C
解析　该反应不能自发进行，因此该反应必须在电解池中发生，使电能转化为化学能。Cu被氧化，故金属铜作阳极。
11．(2020·湖南省武冈市第一中学高一期中)下面是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是(　　)

A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏
C．铅蓄电池在工作中，负极每消耗1 mol铅，则硫酸溶液中就转移2 mol电子
D．氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
答案　C
解析　干电池是一次电池，铅蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，故B正确；铅蓄电池工作过程中负极每消耗1 mol铅，则线路中会转移2 mol电子，硫酸溶液中无电子转移，故C错误。
12．海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如图所示。电池反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。电池工作时，下列说法错误的是(　　)

A．金属锂作负极
B．电子从锂电极经导线流向镍电极
C．海水作为电解质溶液
D．可将电能转化为化学能
答案　D
解析　根据电池反应知，Li失电子发生氧化反应，则金属锂作原电池的负极，金属镍作正极，故A正确；电子从负极沿导线流向正极，电子从锂电极经导线流向镍电极，故B正确；原电池中利用海水作电解质溶液，形成闭合回路，故C正确；装置为原电池反应，将化学能转化为电能，故D错误。
13．铅蓄电池是最早使用的充电电池。目前汽车上使用的电瓶大多数仍是铅蓄电池，其电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，下列说法正确的是(　　)
A．该电池放电过程中，溶液的pH增大
B．放电时，电池的负极反应为Pb－2e－===Pb2＋
C．该电池放电过程中负极质量减少
D．放电过程中，电子的流向为负极→导线→正极→H2SO4溶液
答案　A
解析　根据总反应可知放电过程中硫酸被消耗，所以溶液的pH增大，故A正确；放电时Pb被氧化，作负极，生成的Pb2＋与SO结合生成沉淀，电极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，故B错误；该电池放电时负极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，铅变成硫酸铅，质量增大，故C错误；电子不能在电解质溶液中移动，故D错误。
14．锂离子电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂离子电池，某种锂离子电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　)
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋
C．MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
答案　B
解析　根据总反应可判断出Li被氧化，应为负极材料，其失电子生成Li＋，正极放电的为MnO2。
15．航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式都为2H2＋O2===2H2O。
(1)工作时，电解质溶液中的阴离子移向________(填“正”或“负”)极。
(2)酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸，其负极反应式为2H2－4e－===4H＋，则其正极反应式为_______________________________________________________________________。
(3)碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液，如下图，则其负极反应式为________________________________________________________________。若该电池工作时溶液中增加1 mol H2O，则理论上电路中通过电子的物质的量为________ mol。

答案　(1)负　(2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O　(3)H2＋2OH－－2e－===2H2O　2
解析　原电池放电时，电子由负极经导线流向正极；负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。(1)原电池工作时，电解质溶液中阴离子移向负极。(2)酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸，其负极反应式为2H2－4e－===4H＋，总反应式－负极反应式＝正极反应式，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。(3)碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液，负极是氢气失电子发生氧化反应，负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O。若该电池工作时增加了1 mol H2O，电路中转移电子的物质的量是2 mol。
16．(2020·河北鸡泽一中高一期中)(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_____(填“a”或“b”)口通入，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：2H2＋2O2－－4e－===2H2O
B极：O2＋4e－===2O2－
则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
(3)若将(1)中燃料电池改为甲烷—空气燃料电池，该电池工作时，负极反应式为______________________________________________________________________________，
电池总反应式为__________________________________________________________。
答案　(1)b　负　(2)负　流出
(3)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O　CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O
解析　(1)氢氧燃料电池中，电子从负极向正极移动， X是负极，Y是正极，氧气应通入正极。 (2)根据电极反应可知，A极发生氧化反应，应该是电池的负极，电子从该极流出。
(3)甲烷—空气燃料电池，通甲烷的一极(X)为负极，通空气的一极(Y)为正极，电池总反应式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，负极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。
17．有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下：
实验次数
电极材料
水果品种
电极间距/cm
电压/mV
1
锌
铜
菠萝
3
900
2
锌
铜
苹果
3
650
3
锌
铜
柑橘
3
850
4
锌
铜
西红柿
3
750
5
锌
铝
菠萝
3
650
6
锌
铝
苹果
3
450

试根据上表中的实验数据回答下列问题：
(1)实验2中负极是__________，电极反应式为_______________________________________。
(2)实验1和5电流方向相反的原因是_______________________________________________。
(3)由实验1～实验4可知影响水果电池的电压的因素有______________。
(4)根据实验2、6和实验1、5的比较可发现水果电池的电压还与__________有关。
答案　(1)Zn　Zn－2e－===Zn2＋　(2)水果品种(电解质溶液)相同时，实验1中锌的还原性大于铜，锌是负极，实验5中锌的还原性小于铝，锌是正极　(3)水果品种(或电解质溶液)　(4)电极材料