一、鋅錳干電池（一次電池）
1. 普通干電池的反應原理：
Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl ＝ Mn2O3 + ZnCl2 + 2NH3↑+ H2O
負極(Zn)：Zn－2e－ ＝Zn2+
正極(MnO2和C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e－ ＝ Mn2O3 + 2NH3↑+ H2O
表示方法：(－)Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2，C(+)
2. 堿性鋅錳電池的反應原理：
Zn + 2MnO2+ 2H2O ＝ 2MnOOH + Zn(OH)2
負極(Zn)： Zn + 2OH－ － 2e－ ＝ Zn(OH)2
正極(MnO2)：2MnO2 + 2H2O + 2e－ ＝ 2MnOOH + 2OH－
表示方法：(－) Zn│KOH│MnO2 (+)
3. 鋅銀電池(紐扣電池)的反應原理
Zn + Ag2O + H2O ＝ Zn(OH)2 + 2Ag
負極(Zn)：Zn + 2OH－ － 2e－ ＝ Zn(OH)2
正極(Ag2O)：Ag2O + H2O + 2e－ ＝ 2Ag + 2OH－
表示方法：(－) Zn│KOH│Ag2O (+)
堿性鋅錳電池、鋅銀電池的比能量和儲存時間等比普通鋅錳電池性能有所提高。但只能一次使用，不能充電；價格較貴。鋰電池是目前常用的一種升級換代產(chǎn)品，它的比能量高、電壓高、工作溫度寬，可儲存時間長。
二、鉛蓄電池（二次電池）
二次電池在放電時是原電池，遵循原電池工作原理；在充電時是電解池，遵循電解原理；給二次電池充電充電時，外加電源的負極連接電池的負極。
電池總反應：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4+2H2O
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負極(Pb)：Pb－ 2e－ + SO42－ ＝ PbSO4
正極(PbO2)： PbO2 + 2e－ + 4H+ + SO42－ ＝ PbSO4 + 2H2O
②充電反應：
陰極(接電源負極發(fā)生還原反應)： PbSO4 + 2e－ ＝ Pb+SO42－
陽極(接電源正極發(fā)生氧化反應)： 2PbSO4 + 2H2O－2e－ ＝ PbO2 + 4H+ + SO42－
表示方法：(－) Pb│H2SO4│PbO2 (+)
鉛蓄電池可重復使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉。但比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境等。其它二次電池：鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池等一系列新型蓄電池已逐漸占領二次電池的市場。
三、燃料電池
燃料電池是以還原劑（氫氣、烴類、甲醇等）為負極反應物，以氧化劑（氧氣、空氣）為正極反應物，將燃料和氧化劑的化學能直接轉化成電能的化學電池。
1. 氫氧燃料電池
電池的反應原理：2H2 + O2 ＝ 2H2O
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負極(Pt)：2H2 － 4e－ ＝ 4H+；正極(Pt)：O2+ 4H+ + 4e－ ＝ 2H2O
電池的表示方法：(－) Pt│H2│H+│O2│Pt (+)
②以堿性溶液為電解液構成的氫氧燃料電池：
負極(Pt)：2H2 － 4e－ + 4OH－ ＝ 4H2O；正極(Pt)：O2 + 2H2O + 4e－ ＝ 4OH－2.
電池的表示方法：(－) Pt│H2│OH－│O2│Pt (+)
2. 以堿性（KOH）溶液為電解質溶液構成的甲烷燃料電池
電池的反應原理：CH4 + 2O2 +2KOH ＝ K2CO3 + 3H2O
負極(Pt)：CH4 + 10OH－－ 8e－＝ CO32－ + 7H2O
正極(Pt)： 2O2 + 4H2O + 4e－ ＝ 8OH－
電池的表示方法：(－) Pt│CH4│KOH│O2│Pt (+)
燃料電池：燃料做負極，助燃劑（如氧氣）為正極。電極材料一般不參加化學反應，只起傳導電子的作用。它特點是：氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；反應產(chǎn)物不斷排出；優(yōu)點是：能量轉化率高、清潔、對環(huán)境好，有利于節(jié)約能源。缺點：體積較大、附屬設備較多。
四、書寫電極反應式應注意以下幾點：
1．電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；
2．將兩極反應的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應，總反應減去一極反應即得到另一極反應；
3．負極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(如＋4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32－形式存在)；
4．溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它與H+結合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結合成OH－。
五、例題分析
【例題1】對化學電源的敘述正確的是
A. 化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高
B. 化學電源所提供的電能居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位
C. 化學電源均是安全、無污染的
D. 化學電源即為可充電電池
解析：目前人類生活、生產(chǎn)的主要耗電仍然是火力發(fā)電；化學電源中常含有Cd、Hg、Pb、Ni等重金屬離子，如果廢舊電池隨意丟放會造成環(huán)境污染；化學電源包括可充電電池，也包括不能進行充電循環(huán)使用的一次性電池。
答案：A
【例題2】下列化學電池不易造成環(huán)境污染的是
A. 氫氧燃料電池 B. 鋅錳電池 C. 鎳鎘電池 D. 鉛蓄電池
答案：A
【例題3】在理論上不能用于設計原電池的化學反應是
A. HCl + NaOH === NaCl + H2O
B. 2CH3OH + 3O2 2CO2 + 4H2O
C. 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 === 4Fe(OH)3
D. 3Cu + 8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
解析：用于設計原電池的化學反應必須是放出能量的氧化還原反應。在該題中，選項A不是氧化還原反應，故選A。
答案：A
【例題4】氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上,其反應原理示意圖如圖所示。下列有關氫氧燃料電池的說法正確的是
A.該電池工作時電能轉化為化學能
B.該電池中電極a是正極
C.外電路中電子由電極b通過導線流向電極a
D.該電池的總反應為： 2H2 + O2 ＝ 2H2O
解析：原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置;氫氧燃料電池總的反應方程式為2H2 + O2 ＝ 2H2O；通H2的一極為負極,通O2的一極為正極。
答案：D
【例題5】如圖，鋅錳干電池在放電時總反應方程式可表示為：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl ＝ Mn2O3 + ZnCl2 + 2NH3↑+ H2O，在此電池放電時，正極(碳棒)上發(fā)生反應的物質是
A. Zn B. 碳
C. MnO2和NH4+ D. Zn2+和NH3
解析：由反應方程式看出，Zn作負極，失去電子被氧化，正極上MnO2得電子被還原轉化成Mn2O3，同時NH4+和MnO2反應生成NH3和H2O。
答案：C
【例題6】設計新型燃料電池是本世紀最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。有人設計了一種燃料電池，一個電極通入O2（含有少量CO2），另一電極通入CH4，電池的電解質是熔融的K2CO3。該電池的負極反應式為___________________________________，電池工作時，電解質里的CO32－向______極移動（填“正”或“負”）。
解析：CH4在負極放電，生成CO2和H2O，電極反應式為CH4 + 4CO32－－ 8e－＝ 5CO2 + 2H2O；熔融電解質中的陰離子向負極移動。
答案：CH4 + 4CO32－－ 8e－＝ 5CO2 + 2H2O 負
六、鏈接高考
1.（2011新課標全國）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：Fe + Ni2O3 + 3H2O === Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2，下列有關該電池的說法不正確的是
A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為Fe
B. 電池放電時，負極反應為Fe + 2OH－－2e－=== Fe(OH)2
C. 電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低
D. 電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)2+2OH－－2e－ === Ni2O3+3H2O
解析：由放電時的反應可以得出鐵做還原劑失去電子，Ni2O3做氧化劑得到電子，因此選項AB均正確；充電可以看作是放電的逆過程，即陰極為原來的負極，所以電池放電時，負極反應為：Fe + 2OH－－2e－=== Fe(OH)2，所以電池充電過程時陰極反應為Fe(OH)2 + 2e－=== Fe + 2OH－，因此電池充電過程中，陰極附近溶液的pH會升高，C不正確；同理分析選項D正確。
答案：C
2.（2011安徽高考）研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應可表示為：5MnO2 + 2Ag + 2NaCl === Na2Mn5O10 + 2AgCl，下列“水”電池在海水中放電時的有關說法正確的是：
A. 正極反應式：Ag + Cl－－e－ ＝AgCl B. 每生成1 mol Na2Mn5O10轉移2 mol電子
C. Na+ 不斷向“水”電池的負極移動 D. AgCl是還原產(chǎn)物
解析：由電池總反應可知銀失去電子被氧化得氧化產(chǎn)物，即銀做負極，產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物，A、D都不正確；在原電池中陽離子在正極得電子發(fā)生還原反應，所以陽離子向電池的正極移動，C錯誤；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合價是+18/5價，所以每生成1 mol Na2Mn5O10轉移電子的物質的量為(4－18/5)×5＝2mol，因此選項B正確。
答案：B
3.（2011福建高考）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是
A. 水既是氧化劑又是溶劑 B. 放電時正極上有氫氣生成
C. 放電時OH－向正極移動 D. 總反應為：2Li + 2H2O === 2LiOH + H2↑
解析：因為原電池放電時陰離子是向負極移動的。根據(jù)題意可推測鋰水電池總反應為：2Li + 2H2O=== 2LiOH＋H2↑。再寫出其電極反應如下：負極為2Li－2e－＝2Li+；正極為2H2O + 2e－＝2OH－+ H2↑，結合選項分析A、B、D都是正確的。此題情景是取材于新的化學電源，知識落腳點是原電池原理。
答案：C
4. (2011海南高考)一種充電電池放電時的電極反應為：H2 + 2OH－－2e－ === 2H2O； NiO(OH) + H2O + e－ === Ni(OH)2 + OH－，當為電池充電時，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應是
A. H2O的還原 B. NiO(OH)的還原 C. H2的氧化 D. NiO(OH)2的氧化
解析：由題中給出的電極反應可判斷出做原電池時，H2是還原劑被氧化、NiO(OH)是氧化劑被還原，則充電時H2是還原產(chǎn)物、NiO(OH)是氧化產(chǎn)物，與正極相連的是陽極發(fā)生氧化反應，所以“NiO(OH)2的氧化”正確。
答案：D
點撥：關于充電電池的氧化還原問題是�？键c，這類題有規(guī)律。原電池時，先要分析氧化劑與還原劑，氧化劑被還原、還原劑被氧化；充電時（電解池），原電池負極反應反著寫為還原過程，發(fā)生在陰極，原電池中的正極反應反著寫為氧化過程，發(fā)生在陽極。
來源：新東方
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