化学电源练习题答案
- 格式:doc
- 大小:206.50 KB
- 文档页数:14
高二化学化学电源试题答案及解析1.电池在生产、生活中应用越来越广泛。
下列说法错误的是A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等,一次电池只能放电,不能充电B.铅蓄电池应用广泛,主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大C.燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点D.锂电池是一种高能电池,体积小、重量轻,单位质量能量比高【答案】B【解析】A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等,一次电池只能放电,当化学能完全转化为电能时就不能再释放能量.它不能充电反复使用.正确. B.铅蓄电池应用广泛,主要优点是制作方便,但由于质量重,单位重量的电极材料释放的电能小,逐渐被核质比小的锂电池等取代.错误. C.任何可燃性燃料,只要把燃料的失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行,都可以设计成燃料电池.燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点,正日益成为备受人们喜爱的电池.正确. D.锂小的原子质量为7,每产生1mol电子,消耗金属的质量只有7g,所以相同质量时提供的能量要比其它电池高得多。
因此锂电池是一种高能电池,具有体积小、重量轻,单位质量能量比高的优点。
正确。
【考点】考查电池的种类及铅蓄电池、燃料电池、锂电池的特点等知识。
2.一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池,其电池反应为:2CH3OH + 3O2+ 4OH- 2 CO32— + 6H2O,则下列说法错误的是A.充电时电解质溶液的pH逐渐增大B.放电时CH3OH参与反应的电极为正极C.充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子D.放电时负极的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32—+ 6H2O【答案】B【解析】A、充电时,相当于电解池的工作原理,根据总反应:2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,生成大量的氢氧根离子,所以碱性增强,故电解质溶液的pH逐渐增大,故A正确;B、放电时,相当于原电池的工作原理,负极发生失电子的氧化反应,根据总反应:2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,则放电时CH3OH参与反应的电极为负极,故B错误;C、充电时,根据总反应:2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,每生成2molCH3OH转移12mol电子,则每生成1molCH3OH转移6mol电子,故C正确;D、放电时负极发生失电子的氧化反应,根据总反应:2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,则负极的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,故D正确。
原电池练习2一、单选题1.右图为氢氧燃料电池装置示意图,下列有关说法正确的是 A .电极A 为正极B .产物为水,属于环境友好电池C .电子流向:电极B →导线→电极AD .该电池的化学能可以100%转化为电能2.燃料电池是燃料(如CO 、H 2、CH 4等)跟O 2(或空气)发生反应将化学能转变为电能的装置,若电解质溶液是强碱(如KOH)溶液,则下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是 A.通入氧气的一极发生还原反应,通入甲烷的一极发生氧化反应B.负极的电极反应式为--4CH +10OH -8e 2-32CO +7H OC.随着反应的进行,电解质溶液的pH 保持不变D.甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧高3.铅蓄电池的示意图如图所示。
下列说法正确的是( )A.放电时,N 为负极,其电极反应式: 2-+-2442PbO +SO +4H +2e =PbSO +2H OB.放电时,c(H 2SO 4)不变,两极的质量增加C.放电时, 24SO -向M.N 两个电极移动D.Pb 放电时,正极反应式: -2-44SO +2e =Pb+SO4.(双选)有人设计出利用CH 4和O 2的反应,用铂电极在KOH 溶液中构成原电池。
该电池的总反应类似于CH 4在O 2中燃烧的反应,则下列说法正确的是( ) A.每消耗1mol CH 4可以向外电路提供8mol e -B.负极上CH 4失去电子,电极反应式为--2-432CH +10OH -8e =CO +7H O C.负极上O 2获得电子,电极反应式为O 2+2H 2O+4e -=4OH -D.电池放电过程中,溶液的pH 不断升高5.将两个铂电极插入KOH 溶液中,向两极分别通入H 2和O 2,从而构成氢氧燃料电池。
这种电池在使用时的电极反应如下:2H 2 + 4OH --4e -= 4H 2O O 2 + 2H 2O + 4e -= 4OH -据此作出判断,下列说法错误的是 A.充入H 2的一极是负极发生氧化反应 B.燃料电池工作时,溶液中的OH -向正极移动 C.使用时的总反应为2H 2+O 2=2H 2O D.产物为无污染的水,属于环境友好电池 6.高铁电池是电动汽车首选的电池,该电池的工作原理:3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列关于该电池放电时的说法中正确的是( )A.高铁电池产生的电流从负极经外电路到达正极B.正极反应式为Zn+2OH --2e -=Zn(OH)2C.负极pH 减小,正极pH 增大,电解液pH 增大D.每氧化1mol 高铁酸钾转移3mol 电子 7.锂一二硫化亚铁电池是一种高容量电池,用途广泛,该电池放电时的总反应为:4Li+FeS 2Fe+2Li 2S,下列说法正确的是( )A.放电时,负极反应为:Li-e -Li +B.放电时,正极发生氧化反应C.硫酸、羧酸及醇类物质都可以用作该锂电池的电解质D.充电时,阳极只有Fe 参与放电8.《绿色空间网》报道,日本索尼公司开发了一种利用面包、土豆等含碳水化合物和糖分食物发电的糖电池技术,所产电量足以为一台随身听供电。
第四章化学反应与电能第一节原电池第2课时化学电源基础过关练题组一一次电池1.(2024河北衡水联考)锌锰电池是生活中常用的电池,普通锌锰电池和碱性锌锰电池的结构分别如图所示,下列说法错误的是()A.锌锰电池属于一次电池,用完不可随意丢弃B.普通锌锰电池和碱性锌锰电池放电过程中锌均发生氧化反应C.放电时,普通锌锰电池的石墨电极上反应为2N H4++2e-N2↑+4H2↑D.放电时,碱性锌锰电池正极反应式为MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-2.(经典题)(2024山东威海二中月考)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电池总反应为Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2。
下列说法正确的是() A.电池工作过程中,负极发生还原反应B.电池工作过程中,电解液中OH-向正极移动C.负极电极反应为Zn+2OH--2e- Zn(OH)2D.正极电极反应为Ag2O+2H+-2e- 2Ag+H2O题组二二次电池3.(2024湖南永州月考)铅酸蓄电池构造如图所示,下列说法不正确的是()A.铅酸蓄电池是二次电池,充电时电能转化为化学能B.放电时,外电路中电子由Pb流向PbO2C.放电时,负极反应为Pb-2e- Pb2+D.放电时,H+移向PbO24.(2024黑龙江哈尔滨期中联考)镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池,其放电时的工作原理如图所示,下列说法正确的是()A.放电时,OH-向b极移动B.放电时,a极发生还原反应C.充电时电流的方向:外电源正极→b极,a极→外电源负极D.充电时,a极的电极反应为Cd-2e-+2OH- Cd(OH)25.(2024山东德州一中期末)如图为铁镍电池,具有优良的耐过充和过放电性能。
下列说法正确的是()A.放电时,a极电势比b极电势高B.放电时,b极电极反应为Ni(OH)2+2e- Ni+2OH-C.充电时,a极附近pH减小D.充电时,每消耗1 mol Fe3O4·4H2O,有4 mol Ni(OH)2被氧化6.(2023河南部分重点高中月考)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。
负极: _________________总反应方程式(离子方程原电池(化学电源)训练班级 ______________ 姓名 _____________________1、分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是()A. ①②中Mg 作负极,③④中Fe 作负极B.②中Mg 作正极,电极反应式为6比0+6e 「=60IT+3H 昇 C.③中Fe 作负极,电极反应式为Fe — 2e 「=Fe 2+ D. ④中Cu 作正极,电极反应式为2H++2e 「=l {昇2、如图所示为某原电池的结构示意图,下列说法不正确的是(盐桥中装满用饱和KC1溶 液和琼胶做成的冻胶)() A. 该原电池的总反应式为2Fe 3++Cu^2Fe 2++Cu 2+B. 该电池工作时,Cu”在电极上得到电子,发生还原反应C. 若用此电池电解饱和氯化钠溶液制取C1”当铜电极的质量减少6.4 g 时,产生氯气的体积为2. 24 L (折算为标准状况)D. 电池工作过程中,电子由铜电极经过电流表流向石墨电极3、甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由 甲醇、空气(氧气)、KOH (电解质溶液)构成。
电池的总反应式为2CH 3OH+3O 2+4OH"=2CO3"+6H 20=则下列说法正确的是()A. 电池放电时通入空气的电极为负极B. 电池放电时负极的电极反应式为CH3OH-6e _+H 2O=CO 2 t +6H +C. 由于CO 訂水解显碱性,电池放电时,电解质溶液的pH 逐渐增大D. 电池放电时每消耗1 mol CHsOH 转移6 mol 电子4、伏打电池:(负极 --- Zn 、正极 ---- C u 、电解液 --- H2SO4)______ 正极: _______________________________ Zn + 2H + =H 2 t + Zn 2+ 5、 碱性锌猛干电池:(负极一一Zn 、正极——C 、电解液KOH 、MnO?的糊状物) 负极: ______________________________ 正极: _________________________________ 化学方程式 Zn +MnO 2 +H 20 =ZnO + Mn (0H )26、 银锌电池:(负极 -- Zn 、正极 ---- A gzO 、电解液NaOH )负极: _______________________________ 正极: _________________________________ 化学方程式 Zn + Ag 2O + H 20 = Zn (0H )2 + 2Ag7、 铅蓄电池:(负极 -- Pb 正极------ P b02电解液 ----- 浓硫酸)总化学方程式 Pb+Pb02 + 2H 2S04=ff^2PbS04+2H 20^B H 2SO 4 ① ZaOH 溶液 ② 浓 HZ 。
第二节化学电源[随堂根底稳固]1.以下有关化学电池的说法中正确的选项是()A.化学电池只能将化学能转化为电能B.燃料电池能将全部化学能转化为电能C.锌银电池比能量大,电压稳定,储存时间长D.一次电池包括干电池和蓄电池解析:蓄电池不但可以将化学能转化为电能(放电),也可以将电能转化为化学能(充电);燃料电池的能量转换率超过80%,但不可能100%转换。
蓄电池可重复使用,属于二次电池。
答案:C2.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可表示为:2Ag+Ag2O+Zn+H2O,在此电池放电时,负极上发生反响的物质是()Zn(OH)2充电放电A.Ag B.Zn(OH)2C.Ag2O D.Zn解析:电池放电时发生原电池原理,其负极发生氧化反响,元素的化合价升高,即负极材料为Zn。
答案:D3.一种充电电池放电时的电极反响为H2+2OH--2e-===2H2O;NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反响是()A.H2O的复原B.NiO(OH)的复原C.H2的氧化D.Ni(OH)2的氧化解析:放电时为原电池反响,负极上失去电子,正极上得到电子;充电时为电解反响,与外电源正极连接的电极为阳极,由放电时的电极反响式知,阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反响,D正确。
答案:D4.判断正误(正确打“√〞号,错误打“×〞号)。
(1)化学电源是把电能转化为化学能的装置。
()(2)干电池中碳棒为正极。
()(3)铅蓄电池属于二次电池。
()(4)氢氧燃料电池工作时,发出淡蓝色火焰。
()(5)废旧电池应集中回收,并填埋处理。
()答案:(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×5.(1)根据氧化复原反响2H2+O2===2H2O,设计成燃料电池,负极通的气体应是________,正极通的气体应是________。
(2)根据选择电解质溶液的不同,填写下表:电解质溶液H2SO4溶液KOH溶液负极反响式正极反响式溶液的pH变化(3)假设把H24。
第二节化学电源课时练习3班级 姓名 学号1.燃料电池是一种新型电池,它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能.氢氧燃料电池的基本反应是:X 极:21O 2(g)+H 2O(l)+2e -==2OH - Y 极:H 2(g)+2OH -==2H 2O(l)+2e -下列判断正确的是 ( )A .X 是正极B .Y 是正极C .Y 极发生还原反应D .Y 极发生氧化反应2.阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为:2H 2+O 2=2H 2O ,电解质溶液为KOH 溶液,反应保持在较高温度,使H 2O 蒸发,则下列叙述中正确的是( )A .此电池能发生蓝色火焰B .H 2为正极,O 2为负极C .工作时,电解质溶液的PH 不断减小D .电极反应为负极:2H 2+4 OH ――4e -=4 H 2O ;正极:O 2+2 H 2O +4e -=4 OH -3.物体中细胞膜内的葡萄糖,细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成型的生物原电池,下列有关判断正确的是 ( )A.正极的电极反应可能是O 2+ 4e -+ 2H 2O→4OH -B.负极的电极反应可能是O 2+ 4e -+ 2H 2O→4OH -C.负极的反应主要是C 6H 12O 6(葡萄糖)生成CO 2或HCO 3-D.正极的反应主要是C 6H 12O 6(葡萄糖)生成CO 2或HCO 3-4.设想通过原电池反应以H 2和Cl 2为原料生产盐酸。
关于这种原电池的设想正确的是 ( )A .正极反应为H 2-2e -=2H +B .在电池工作时,H +移向负极C .电池正极发生氧化反应D .以盐酸作为电解质,并不断补充蒸馏水,以维持溶液一定的pH5.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体,电解质是掺杂氧化钇(Y 2O 3)的氧化锆(ZrO 2)晶体,在熔融状态下能传导O 2-。
下列对该燃料的说法正确的是 ( )A. 在熔融电解质中,O 2-由负极移向正极B. 电池的总反应是:2C 4H 10+13O 2→8CO 2+10H 2OC. 通入空气的一极是正极,电极反应为:O 2+4e -=2O 2-D. 通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C 4H 10 +26 e -+13 O 2-=4 CO 2 ↑+5 H 2O6.右图是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。
常见化学电源试题及答案一、选择题1. 锂离子电池中,锂离子在充电过程中的运动方向是:A. 从正极到负极B. 从负极到正极C. 从电解液到正极D. 从电解液到负极答案:B2. 铅酸蓄电池放电时,正极板材料是:A. 铅B. 氧化铅C. 硫酸铅D. 铅的氧化物答案:B3. 镍镉电池的标称电压是:A. 1.5VB. 2.4VC. 3.6VD. 4.2V答案:B二、填空题4. 锌锰干电池放电时,锌作为_______极,锰作为_______极。
答案:负,正5. 锂离子电池的电解质通常采用_______或_______。
答案:有机溶剂,无机溶剂6. 镍氢电池的正极材料通常为_______。
答案:镍氢氧化物三、简答题7. 描述一次锂离子电池的充电和放电过程。
答案:在锂离子电池的放电过程中,锂离子从正极材料中脱出,通过电解质移动到负极材料中,同时电子通过外部电路从正极流向负极。
充电过程则相反,锂离子从负极材料中脱出,通过电解质移动回正极材料中,同时电子通过外部电路从负极流向正极。
8. 铅酸蓄电池的工作原理是什么?答案:铅酸蓄电池的工作原理基于铅和铅的氧化物在硫酸溶液中的可逆氧化还原反应。
放电时,正极板的二氧化铅和负极板的铅与硫酸反应生成硫酸铅和水,同时释放电能。
充电时,硫酸铅和水在外加电场的作用下分解为二氧化铅、铅和硫酸,恢复电池的活性物质。
四、计算题9. 假设一个锂离子电池的容量为2000mAh,标称电压为3.7V,计算该电池的总能量(以瓦时为单位)。
答案:电池总能量 = 容量× 电压= 2000mAh × 3.7V = 7400mWh =7.4Wh10. 一个镍镉电池的容量为1000mAh,标称电压为1.2V,若该电池以0.5A的电流放电,求放电时间。
答案:放电时间 = 容量 / 放电电流 = 1000mAh / 0.5A = 2000秒 = 33.33分钟。
4-2《化学电源》课时练双基练习1.(2011·福建高考)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。
关于该电池的下列说法不正确的是()A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动D.总反应为2Li+2H2O===2LiOH+H2↑解析:根据题给信息锂水电池的反应方程式为2Li+2H2O===2LiOH+H2↑,D正确;在反应中氢元素化合价降低,因此H2O做氧化剂,同时又起到溶剂的作用,A正确;放电时正极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑,B 正确;正极周围聚集大量OH-,因此溶液中的阳离子Li+向正极移动,负极周围聚集大量Li+,因此溶液中的阴离子OH-向负极移动,C错误。
答案:C2.(2011·安徽高考)研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.AgCl是还原产物解析:由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物,即银做负极,产物AgCl是氧化产物,A、D都不正确;在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应,所以阳离子向电池的正极移动,C错误;化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是+18/5价,所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(4-18/5)×5=2 mol,因此选项B正确。
答案:B3.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U形管)构成一个原电池。
高三化学化学电源试题答案及解析1.铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,工作原理为Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+。
下列说法一定正确的是A.充电时,阴极的电极反应式为Cr3++e-=Cr2+B.电池放电时,负极的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+C.电池放电时,Cl-从负极室穿过选择性透过膜移向正极室D.放电时,电路中每流过0.1 mol电子,Fe3+浓度降低0.1 mol·L-1【答案】A【解析】放电与充电时发生的反应互为逆反应,放电时,Cr2+发生氧化反应Cr2+-e-=Cr3+,则充电时Cr3+被还原,A项正确,B项错误;电池放电时,阴离子应由正极移向负极,C项错误;D项没有给出溶液的体积,错误。
2. LiFePO4新型锂离子电池因其原材料丰富、对环境友好、循环性能和安全性能好的特点,具有广阔的应用前景。
已知该电池放电时的电极反应式为:正极:FePO4+Li++e-=LiFePO4,负极:Li-e-=Li+,下列说法中正确的是A.充电时阳极反应为Li++e-=LiB.充电时动力电池上标注“-”的电极应与外接电源的负极相连C.放电时电池内部Li+向负极移动D.放电时,在正极上是Li+得电子被还原【答案】B【解析】充电时电源正极变为阳极,与外接电源的正极相连,A错,B正确;放电时负极:Li-e-=Li+,Li+向正极移动,C错,正极:FePO4+Li++e-=LiFePO4,Li的化合价不变,Fe的降低,故D不正确。
【考点】化学电源的结构特征与反应原理。
3.关于铅蓄电池的说法正确的是 ()。
A.在放电时,正极发生的反应是Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)B.在放电时,该电池的负极材料是铅板C.在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小D.在充电时,阳极发生的反应是PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)【答案】B【解析】A项中电池放电时正极应发生还原反应,电极反应为:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O;C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大;D项中电池充电时阳极应发生PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-。
第二节化学电源练习题一、选择题1.下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中,锌电极是负极答案:B点拨:二次电池,即可充电电池,所以A项对。
B中,在原电池中,活泼金属Zn是负极,负极失电子发生氧化反应,因此电子的流向是由负极(锌电极)流向正极(铜电极),B项错。
2.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述正确的是()A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅答案:C点拨:因为锌锰干电池中锌棒为负极,锌棒变细,碳棒不变,A 错;原电池是将化学能直接转变为电能,B错;氢氧燃料电池负极反应为H2-2e-===2H+,C正确;太阳能电池采用硅材料制作,D错。
3.利用生活中常见的材料可以制作出一些有实际应用价值的装置来,如废铝罐和碳棒、食盐水等材料制作用于驱动玩具的电池。
上述电池工作时,有关说法正确的是()A.铝罐将逐渐被腐蚀B.碳棒上发生的反应为:O2+4e-===2O2-C.碳棒应与玩具电机的负极相连D.该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻答案:A点拨:该电池的负极是Al,工作时铝将被腐蚀,A对;正极上O2得电子,但不会形成O2-,B错;碳棒是该电池的正极,与玩具电机正极相连,C错;碳棒不参与反应,质量不会减轻,D错。
4.(2012·三明一中高二检测)氢镍电池的总反应式是H2+2NiO(OH)放电充电2Ni(OH)2。
根据此反应判断,下列叙述中不正确的是()A.电池放电时,镍元素被氧化B.电池充电时,氢元素被还原C.电池放电时,镍元素被还原D.电池放电时,H2在负极放电答案:A点拨:电池放电时,Ni元素化合价降低被还原,A错,C对;充电时,H元素化合价从+1→0,化合价降低,被还原,B对;放电时,H元素化合价升高,在负极被氧化,D对。
5.微型锂碘电池可用于植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。
这种电池中的电解质是固体电解质LiI,其中的导电离子是I-。
下列有关说法正确的是()A.正极反应:2Li-2e-===2Li+B.负极反应:I2+2e-===2I-C.总反应是:2Li+I2===2LiID.金属锂作正极答案:C点拨:该电池中Li的活泼性强,作负极,其反应为:2Li-2e-===2Li+,B、D均错。
正极反应为:I2+2e-===2I-,A错。
总反应为2Li+I2===2LiI,C正确。
6.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。
下列对该燃料电池说法不正确的是()A.在熔融电解质中,O2-移向正极B.电池的总反应是:2C4H10+13O2===8CO2+10H2OC.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-===2O2-D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10+13O2--26e-===4CO2↑+5H2O答案:BC点拨:该燃料电池中,O2在正极得到电子变成O2-,所以O2-应由正极移向负极,A项错;丁烷是还原剂,所以通入丁烷的一极应是负极,D项错。
7.阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为:2H2+O2===2H2O,电解质溶液为KOH溶液,反应保持在较高温度,使水蒸发,则下列叙述中正确的是()A.此电池能发出蓝色火焰B.H2为正极,O2为负极C.工作时,电解质溶液的pH不断减小D.电极反应为:负极2H2+4OH--4e-===4H2O;正极:O2+2H2O+4e-===4OH-答案:D点拨:氢氧燃料电池在放电时,氢气和氧气在铂的催化下反应,并不燃烧;根据氢气和氧气在反应中化合价的变化,可以确定氢气在负极上反应,而氧气在正极上反应;电极反应式为:负极2H2+4OH --4e-===4H2O,正极O2+2H2O+4e-===4OH-,总反应2H2+O2===2H2O;因为反应生成的水蒸发,所以KOH溶液的浓度保持不变,故整个溶液的pH保持不变。
8.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解液为H2SO4溶液,工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列结论正确的是()A.Pb为正极,被氧化B.溶液的pH不断减小C.SO2-4离子浓度不变D.电解质溶液密度不断减小答案:D点拨:蓄电池工作时相当于原电池,Pb作负极,被氧化,A错。
H2SO4不断被消耗,pH增大,B错。
SO2-4在正、负极上生成PbSO4,SO2-4离子浓度减小,C错。
消耗H2SO4,密度不断减小,D正确。
9.将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,即可构成CH4燃料电池。
已知通入CH4一极的电极反应式是:CH4+10OH-===CO2-3+7H2O+8e-;通入O2一极的电极反应式是:O2+2H2O+4e-===4OH-。
下列有关叙述中,不正确的是() A.通入CH4的电极为负极B.正极发生氧化反应C.溶液中的OH-向负极移动D.工作一段时间后应补充KOH答案:B点拨:该燃料电池正极发生还原反应,B不正确。
根据题中电极反应式知CH4发生氧化反应,通入CH4的电极为负极,A正确;原电池工作时,电解质溶液中阴离子移向负极,C正确;该电池总反应为CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O,工作时消耗KOH,D正确。
10.(2012·经典习题选萃)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁电池放电时电压高而平稳,越来越成为人们研制绿色电池的关注焦点。
其中一种镁充电电池的反应。
为:Mg x Mo3S 4充电放电x Mg+Mo3S4下列关于镁充电电池的说法错误的是()A.放电时,Mg2+向正极迁移B.放电时的正极反应为:Mo3S2x-4-2x e-===Mo3S4 C.充电时,电池的负极接外电源的负极D.放电时,负极反应为:Mg-2e-===Mg2+答案:B点拨:放电时正极得电子,发生还原反应,电极反应式为Mo3S4+2x e-===Mo3S2x-4,B项错。
原电池工作时,电池内部阳离子移向正极,A正确。
负极放电时失电子被氧化,D正确。
充电时得电子被还原,应与外接电源负极相连,C正确。
11.关于下图所示的原电池,下列说法正确的是()A.电子从锌电极通过电流计流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生还原反应,铜电极发生氧化反应D.铜电极上发生的电极反应是2H++2e-===H2↑答案:A点拨:图示原电池中,Zn为负极发生氧化反应,Cu为正极发生还原反应,故A项正确,C项错;原电池工作时,ZnSO4溶液中的Zn2+浓度增大,所以盐桥中的阴离子向ZnSO4溶液中迁移,B项错;铜电极上发生的反应是Cu2++2e-===Cu,D项错。
12.电动自行车由于灵活、快捷、方便,已成为上班族的主要代步工具,其电源常采用铅蓄电池。
反应原理为:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)放电充电2PbSO4(s)+2H2O(l)。
根据此反应判断下列叙述错误的是()A.放电时负极反应为:Pb(s)+SO2-4(aq)-2e-===PbSO4(s)B.充电时与电源的正极相连的电极发生氧化反应C.放电时,电解液的密度增大D.充电时,电解液的pH减小答案:C点拨:铅蓄电池放电时负极发生氧化反应,且铅失去电子后生成的铅离子与溶液中的硫酸根离子结合成硫酸铅,A正确;正极放电时发生还原反应,充电时则发生氧化反应,B正确;放电时,消耗硫酸,电解质溶液密度减小,C不正确;充电时又生成硫酸,电解液的pH 减小,D正确。
13.美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同成功研制了用于潜航器的镁-过氧化氢燃料电池系统。
其工作原理如图所示。
以下说法中错误的是()A.电池的负极反应为:Mg-2e-===Mg2+B.电池工作时,H+向负极移动C.电池工作一段时间后,溶液的pH增大D.电池总反应是:Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O答案:B点拨:该电池中镁为还原剂,作为负极,A对;电池工作时,阳离子移向正极,B错;电池工作过程为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O,该过程中不断消耗氢离子,溶液的pH增大,C、D对。
二、非选择题14.氯铝电池是一种新型的燃料电池,电解质溶液是KOH溶液,试回答下列问题:(1)通入氯气的电极是________极(填“正”或“负”),电极反应式为:_________________________________________________。
(2)加入铝的电极是________极(填“正”或“负”),电极反应式为:_________________________________________________。
(3)电子从________极流向________极(填“Al”或“Cl2”)。
答案:(1)正3Cl2+6e-===6Cl-(2)负2Al-6e-+8OH-===2AlO-2+4H2O(3)Al Cl2点拨:根据Cl2和Al的反应方程式:3Cl2+2Al===2AlCl3可知,铝易失电子被氧化,为负极,但电解液为KOH溶液,故负极反应为:2Al-6e-+8OH-===2AlO-2+4H2O,Cl2易得电子被还原,为正极,电极反应为3Cl2+6e-===6Cl-。
在外电路中电子从负极(铝极)流出沿导线流向正极(Cl2极)。
15.燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应,将反应产生的化学能转变为电能的装置,通常用氢氧化钾作为电解质溶液。
完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空:(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为:_____________________ ___________________________________________________________ _________________________________________________________。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O,电池中有一极的电极反应式为CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O,这个电极是燃料电池的________(填“正极”或“负极”),另一个电极上的电极反应式为:________________________________________________________________________。