人教版高中化学必修2《2.2.2发展中的化学电源》巩固练习及答案
高中化学人教版必修2(练习)2.2.2 发展中的化学电源 Word版含解析
第2课时发展中的化学电源目标导航] 1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。
2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。
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：锌锰电池是一次性电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。
负极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极发生的电极反应为2MnO2＋2NH＋4＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O。
(3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，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。
充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电、放电可在一定时间内循环进行。
充电能。
电电池中能量的转化关系是化学能放电充电(2)常见的充电电池①铅蓄电池负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是硫酸溶液，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。
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，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境。
③碱金属中的Li是最轻的金属，活泼性极强，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)燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。
(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。
(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O(氧化反应)；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(还原反应)；总反应：2H2＋O2===2H2O。
2020-2021学年化学人教版必修2学案：2.2.2 发展中的化学电源 Word版含解析
第2课时发展中的化学电源一、干电池干电池是一种一次性电池，最早使用的是锌锰干电池，其负极是锌筒。
为防止漏液，改良后的碱性锌锰电池将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH。
二、充电电池充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
1．铅蓄电池正极材料为PbO2，负极材料为Pb，电解质为H2SO4溶液。
2．镍镉电池正极材料为NiO(OH)，负极材料为Cd，电解质为KOH。
3．锂离子电池新一代可充电的绿色电池，低功耗电器的主流电源。
三、燃料电池1．原理利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。
2．与其他电池的区别反应物是由外设装备提供燃料和氧化剂。
探究点一电极反应式、原电池反应式的书写1．电极反应式的书写(1)根据原电池的装置书写负极：①若负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况：一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应可表示为M－n e－===M n＋。
另一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质溶液反应叠加在一起，如铅蓄电池的负极反应为：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4。
②若负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写，如H2－O2(KOH溶液)电池的负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O。
正极：首先判断在正极发生反应的物质。
①当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；②当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要书写叠加式。
人教版高中化学必修2第二章复习巩固练习及答案
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！人教版高中化学必修2第二章复习巩固练习及答案一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)1.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。
其过程如下:m CeO2(m-x)CeO2·x Ce+x O2(m-x)CeO2·x Ce+x H2O+x CO2m CeO2+x H2+x CO下列说法不正确．．．的是( )。
A.该过程中CeO2没有消耗B.该过程实现了太阳能向化学能的转化C.该过程总反应的化学方程式为H2O+CO2H2+CO+O2D.该过程发生的反应与H2、CO燃烧的反应互为可逆反应【解析】由反应过程可知,CeO2“先消后生”,是反应的催化剂,由于该过程发生的反应与H2、CO的燃烧反应不是在相同条件下发生,所以不互为可逆反应。
【答案】D2.将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中,电流计指针发生偏转。
下列针对该装置的说法正确的是( )。
A.将电能转换为化学能B.电子由铜片流出C.锌片是负极D.铜片逐渐被腐蚀【解析】锌比铜活泼,故锌片是负极、铜片是正极。
该装置是原电池装置,将化学能转换为电能,电子从负极锌片流出,经导线、电流计流入正极铜片,锌片逐渐被腐蚀,而铜片不会被腐蚀。
【答案】C3.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )。
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加B.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1表示的意义:时间为 1 s时,某物质的浓度为0.8 mol·L-1C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显【解析】固体或纯液体的浓度是常数,不能用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应速率,A项错误;化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1的含义是平均1 s内某物质的浓度改变了0.8 mol·L-1,B项错误;对于无明显现象的化学反应,无法根据现象判断反应速率快慢,D项错误。
2020-2021学年化学人教版必修2课时作业：2-2-2 发展中的化学电源
课时作业11发展中的化学电源时间：45分钟一、选择题1．下列设备工作时可以将化学能转化为电能的是(A)解析：手机电池工作时可以将化学能转化为电能，A项正确；硅太阳能电池工作时可以将太阳能转化为电能，B项错误；水力发电是将水的机械能转化为电能，C项错误；电烤箱工作时可以将电能转化为热能等，D项错误。
2．据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。
其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是(B) A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋C．正极发生氧化反应D．电解液肯定为强酸解析：根据原电池反应的原理，负极发生氧化反应，较活泼的金属作负极，因此Zn－2e－===Zn2＋是负极反应，正极发生还原反应。
再根据电池总反应式，生成物是ZnO，ZnO能与强酸溶液反应，所以D项错误。
3．氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，电极是多孔镍电极，电解质溶液为质量分数30%的KOH溶液，有关叙述正确的是(B)①负极反应为2H2－4e－===4H＋②负极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O③工作时正极pH增大，而负极pH减小④工作时负极pH增大，而正极pH减小⑤工作时溶液中阴离子移向正极⑥使用一段时间，KOH溶液质量分数仍为30%A．①②③B．②③C．②③⑥D．④⑤解析：氢氧燃料电池在碱性条件下，负极：2H2－4e－===4H＋和4H＋＋4OH－===4H2O(即2H2＋4OH－－4e－===4H2O)，pH减小；正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，pH增大。
工作时溶液中OH－移向负极。
使用一段时间，电解质的物质的量保持不变，由于生成了H2O，KOH浓度变小。
4．如图所示是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。
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，该电池总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。
课时作业22：2.2.2 发展中的化学电源
第2课时发展中的化学电源[基础巩固]1．下列电池不属于二次电池（可充电电池）的是（）解析铅蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等可以反复充电放电属于可充电电池，是二次电池；碱性锌锰电池不能充电，完全放电后不能再使用，是一次电池；答案选A。
答案A2．下列关于化学电源的说法正确的是（）A．干电池放电之后还能再充电B．充电电池在放电和充电时都将化学能转化为电能C．充电电池可以无限制地反复放电、充电D．氢氧燃料电池是一种环境友好电池解析A项，干电池是一次性电池，放电之后不能再充电，A错误；B项，充电电池在放电时化学能转化为电能，充电时将电能转化为化学能，B错误；C项，充电电池不能无限制地反复放电、充电，C错误；D项，氢氧燃料电池的生成物是水，是一种环境友好电池，D正确。
答案D3．燃料电池不是把还原剂、氧化剂全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入还原剂和氧化剂，同时将电极反应产物不断排出电池。
下面有4种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是（）解析电解质为能够传导氧离子的固体氧化物，正极上的氧气得电子生成氧离子，故A不符合题意；电解质溶液是酸性溶液，正极上氧气得到电子后和氢离子反应生成水，故B符合题意；电解质为熔融碳酸盐，正极上氧气得电子并结合二氧化碳生成碳酸根离子，故C不符合题意；电解质溶液是氢氧化钾溶液，正极上氧气得电子并结合水生成氢氧根离子，故D不符合题意。
答案B4．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4正极：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O今欲制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（）A．0.025 mol B．0.050 mol C．0.10 mol D．0.20 mol解析要求得硫酸的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。
将上述两个电极反应合并可得：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
2020高中化学人教版必修二教师用书：2-2-2 发展中的化学电源 Word版含答案
姓名，年级：时间：第二课时发展中的化学电源一、干电池1．锌锰电池2．碱性锌锰电池将锌锰干电池中的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上做了改进。
二、充电电池充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。
1．铅蓄电池2．镍镉电池正极材料为NiO（OH),负极材料为Cd,电解质为KOH。
3．锂离子电池新一代可充电的绿色电池，低功耗电器的主流电源.三、燃料电池1．原理利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能.2．与其他电池的区别反应物由外设装备提供，如燃料和氧化剂等。
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)氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被氧化( ）(4)太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅（)[答案] (1）×(2）×(3)√（4)×2．下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是( )A．碱性锌锰电池B．手机用锂电池C．汽车用铅蓄电池D．玩具用镍氢电池[答案］A3．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] B4．人造卫星常用到的一种高能电池——银锌蓄电池,它在放电时的电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，据此判断氧化银是( ) A．负极，被氧化B．正极，被还原C．负极，被还原D．正极，被氧化[解析］由电极反应式可知，Ag2O得电子,发生还原反应，做原电池的正极。
[答案］B知识点一发展中的化学电源1.废旧电池中的镉、镍、汞、铅等重金属阳离子会对土壤和水造成污染，因此，要回收处理。
2．二次电池可循环使用，但充、放电次数仍有限制，有一定的使用寿命。
高中化学高考必修课---发展中的化学电源知识讲解及巩固练习题(含答案解析)
高中化学高考必修课---发展中的化学电源知识讲解及巩固练习题（含答案解析）【学习目标】1、认识几种化学电源；2、了解开发利用新型电池的意义；3、了解使用化学电池对环境的影响。
【要点梳理】要点一、常见的几种化学电源【高清课堂：化学能与电能（二）—发展中的化学电源ID：370201#各类电池】1、实用电池应具有的特点是：能产生稳定且具有较高电压的电流；安全、耐用且便于携带；能够适用于特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生的影响较小。
2、常用原电池（1）干电池干电池即普通的锌锰电池，它是用锌制的圆筒形外壳作负极，位于中央的盖有铜帽的石墨棒作正极，圆筒内填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极化剂（吸收正极放出的H2，防止产生极化现象）。
电极反应：负极：Zn＝Zn2+＋2e－正极：2NH4+＋2e－＝2NH3＋H2，H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝［Zn(NH3)4］2+淀粉糊的作用：提高阴、阳离子在两个电极间的迁移速度。
电池总反应式为：2Zn＋4NH4Cl＋4MnO2＝［Zn(NH3)4］Cl2＋ZnCl2＋2Mn2O3＋2H2O干电池的电压通常约为1.5V，携带方便，但放完电后不能再用，污染较严重。
（2）充电电池要点诠释：充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的是氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（一般通过充电器将交流电转变为直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。
这样可以实现化学能转变为电能（放电）、再由电能转变为化学能（充电）的循环。
①铅蓄电池铅蓄电池是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板上附着一层棕褐色PbO2，负极板上是海绵状金属铅，两极均浸在密度为1.28g·cm-3、浓度为30%的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
放电电极反应：负极：Pb(s)+SO42－(aq)－2e－＝PbSO4(s)；正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)+2e－＝PbSO4(s)+2H2O(l)充电电极反应：阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)－2e－=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42－(aq)；阴极：PbSO4(s)+2e－=Pb(s)+SO42－(aq)电池总反应式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)铅蓄电池的优点：电动势高，电压稳定，使用范围宽，原料丰富，价格便宜。
人教版高中化学必修二2.2.2发展中化学电源
高中化学学习资料金戈铁骑整理制作第 2 课时发展中的化学电源1.(2013·浙江杭州高一检测)以下有关电池表达正确的选项是()A.水果电池是高效环保的家用电池B.锌锰干电池是一种常用的二次电池C.锌锰干电池碳棒是负极,锌片是正极D.锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄解析 :水果电池产生的电流特别稍微 ,不能够作为家用电池 ,A 错误 ;锌锰干电池是一种常用的一次电池 ,其中锌作负极,碳棒作正极 ;锌锰干电池工作时 ,Zn 放电耗资 ,故工作一段时间后锌外壳会逐渐变薄 ,故 B、 C 错误 ,D 正确。
答案 :D 2.我国创始的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极 ,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为 4Al+3O 22O4Al(OH)3,以下说法不正确的选项是()+6HA.正极反应式为 O2+2H 2O+4e-4OH-B.电池工作时 ,电流由铝电极沿导线流向铂电极C.以网状的铂为正极 ,可增大与氧气的接触面积D.该电池平常只需更换铝板就可以连续使用解析 :从电池反应式可知 ,Al 失电子为负极 ,O2为正极上反应的物质 ;电池工作时电子从铝沿导线流向铂,而电流方向则相反 ;铂网面积大 ,C 正确 ;反应耗资铝 ,D 正确。
答案 :B3.以下列图是氢氧燃料电池构造表示图。
关于该电池的说法不正确的()A.a 极是负极B.供电时的总反应为2H2+O22H2OC.电子由 b 经过灯泡流向aD.氢氧燃料电池是环保电池-+解析 :a电极发生反应 :H2-2e2H ,故电子应由 a 经过灯泡流向b。
4.以下说法正确的选项是()A.碱性锌锰电池是二次电池B.铅蓄电池是一次电池C.二次电池又叫蓄电池 ,它放电后能够再充电使活性物质获得再生D.燃料电池的活性物质储蓄在电池内解析 :碱性锌锰电池是一次电池 ,铅蓄电池是二次电池 ,燃料电池的活性物质没有储蓄在电池内而是不断被输入。
答案 :C5.平常所用干电池其电极分别为碳棒4 2 作电解质(其中加入MnO 2 吸(上面有铜帽 )和锌皮 ,以糊状 NH Cl 和 ZnCl收 H2),电极反应可简化为 :Zn-2e-Zn2+,2N+2e -2NH 3+H 2(NH 3与 Zn2+络合 )。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人教版高中化学必修2《2.2.2发展中的化学电源》巩固练习及答案1.Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为2AgCl+Mg Mg2++2Ag+2Cl-。
下列有关该电池的说法正确的是( )。
A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-Ag+Cl-C.不能被KCl 溶液激活D.可用于海上应急照明供电【解析】根据氧化还原规律可判断:Mg为还原剂被氧化、失电子,是负极,所以A、B两项错误;该电池能被海水激活,则也能被KCl溶液激活,C项错误。
【答案】D2.汽车的启动电源常用铅蓄电池,放电时的电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,根据此反应判断下列叙述中正确的是( )。
A.PbO2是电池的负极B.负极的电极反应式为Pb+S-2e-PbSO4C.PbO2得电子,被氧化D.电池放电时,溶液酸性增强【解析】铅蓄电池放电时,Pb为负极,电极反应式为Pb-2e-+S PbSO4,PbO2为正极,得电子发生还原反应;因反应消耗H+,故溶液酸性减弱。
【答案】B3.下列说法中正确的是( )。
①燃料电池的反应物不是储存在电池的内部②锌锰干电池是一次电池,铅蓄电池是二次电池③锂电池是新一代可充电电池④燃料电池能量转化率可达100%A.②③④B.①②③④C.①②③D.①③④【答案】C4.下列对化学电源的叙述中正确的是( )。
A.干电池属于二次电池B.二次电池在充电时是电能转化为化学能的过程C.化学电源均是安全、无污染的D.燃料电池是通过燃料燃烧所释放的热能转化为电能的电源【答案】B5.有一种银锌微型纽扣电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH,电极反应为Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,Ag2O+2H2O+2e-2Ag+2OH-,电池总反应为Ag2O+Zn2Ag+ZnO。
下列有关叙述中不正确．．．的是( )。
A.Zn为负极、Ag2O为正极B.电池工作时,正极质量逐渐减小C.电池工作时,电子由Zn极经外电路流向Ag2O极D.电路中每通过0.2 mol电子,负极的质量理论上减少6.5 g【解析】根据两个电极发生的反应可判断Zn为负极、Ag2O为正极,A项正确;电池工作时,正极Ag2O转变为Ag,质量逐渐减小,B项正确;电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,C项正确;负极反应为Zn+2OH--2e-ZnO+H2O,故负极的质量逐渐增大,D项错误。
【答案】D6.被称之为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片(在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。
在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。
电池总反应为Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnO(OH),下列说法正确的是( )。
A.该电池的正极为锌B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用C.当0.1 mol Zn完全溶解时,转移电子个数为1.204×1024D.电池正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O2MnO(OH)+2OH-【解析】反应中Zn由0价变成+2价,Mn由+4价变成+3价,故该电池的负极为锌,正极为MnO2;当0.1 mol Zn溶解时,转移电子数为0.1 mol×2×6.02×1023 mol-1=1.204×1023;根据反应中反应物、产物,结合MnO2中Mn元素得电子情况判断,电池正极反应式为2MnO2+2e-+2H2O2MnO(OH)+2OH-。
【答案】D7.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机酸转化成氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
电池负极反应式为( )。
A.H2+2OH--2e-2H2OB.O2+4H++4e-2H2OC.H2-2e-2H+D.O2+2H2O+4e-4OH-【答案】C8.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。
下列关于该电池的说法不正确．．．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.电池的总反应为2Li+2H2O2LiOH+H2↑【答案】C9.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如图所示:(1)A中反应的离子方程式为。
(2)B中Sn极的电极反应式为,Sn极附近溶液的pH将(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)C中被腐蚀的金属是,总反应的化学方程式为。
(4)比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是。
【答案】(1)Fe+2H+Fe2++H2↑(2)2H++2e-H2↑;升高(3)Zn(或锌);Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑(4)B>A>C10.航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。
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是2H2+O22H2O。
(1)酸式氢氧燃料电池的电解质是酸,其负极反应为2H2-4e-4H+,则其正极反应为。
(2)碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应为O2+2H2O+4e-4OH-,则其负极反应为。
【解析】电池中两电极的反应式相加即得电池总反应式,因此,用电池总反应式减去某一电极的反应式,即得另一电极的反应式。
(1)酸式氢氧燃料电池中负极反应式为2H2-4e-4H+,电池总反应式为2H2+O22H2O,则正极反应式为O2+4H++4e-2H2O。
(2)碱式氢氧燃料电池中正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,电池总反应式为2H2+O22H2O,则负极反应式为2H2+4OH--4e-4H2O。
【答案】(1)O2+4H++4e-2H2O(2)2H2+4OH--4e-4H2O11.甲醇燃料电池曾用于国际救援部队中。
它采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过,其工作原理如图所示。
回答下列问题:(1)Pt(a)电极是电池的(填“正”或“负”)极,电极反应式为;Pt(b)电极发生(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为。
(2)该甲醇燃料电池的总反应方程式为。
(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则理论上消耗CH3OH的物质的量为。
【解析】(1)Pt(a)通入的反应物为CH3OH,是负极,发生氧化反应,其电极反应为CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+;Pt(b)通入的反应物为O2,发生还原反应,由于电解质溶液为稀硫酸,故其电极反应为O2+4H++4e-2H2O。
(2)该甲醇燃料电池发生的总反应相当于甲醇的燃烧,也就是正、负极反应相加所得的总反应:2CH3OH+3O22CO2+4H2O。
(3)根据电池总反应可知,反应中每转移12 mol电子消耗2 mol CH3OH,因此当电路中通过2 mol电子,理论上消耗CH3OH的物质的量为 mol。
【答案】(1)负;CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+;还原;O2+4H++4e-2H2O(2)2CH3OH+3O22CO2+4H2O(3) mol12.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样的电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述中正确的是( )。
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.甲烷燃料电池工作时甲烷在负极被氧化D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅【解析】锌锰干电池中,惰性材料碳棒作正极,电池工作时不会损耗,A项错误;B项中能量的转化形式错误,电池工作时是将化学能转化为电能;太阳能电池的主要材料是硅而不是二氧化硅,D项错误。
【答案】C13.LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。
电池反应为FePO4+Li LiFePO4。
下列有关该电池的说法中正确的是( )。
A.放电时负极发生还原反应B.放电时电池内部Li+向负极移动C.放电过程中,电池正极材料的质量减少D.放电时电池正极反应为FePO4+Li++e-LiFePO4【答案】D14.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4-SOCl2。
电池的总反应可表示为4Li+2SOCl24LiCl+S+SO2。
请回答下列问题:(1)电池的负极材料为,发生的电极反应为。
(2)电池正极发生的电极反应式为。
(3)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是。
【解析】(1)分析元素的化合价变化,可得Li为还原剂(作负极),失电子:Li-e-Li+。
(2)SOCl2为氧化剂,得电子,从题给电池反应可推出产物为Cl-+S+SO2(或用总反应减去负极反应)。
【答案】(1)Li;Li-e-Li+(2)2SOCl2+4e-4Cl-+S+SO2(3)该电池的电极材料Li能和氧气、水反应15.一种锌锰干电池外壳的纸层包装印有下图的文字,其电极分别为碳棒和锌皮。
以糊状NH4Cl 和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2氧化吸收H2),电极反应可简化为Zn-2e-Zn2+;2N+e-2NH3+H2。
请回答下列问题:(1)该电池的种类是(填字母)。
a.一次电池b.二次电池c.燃料电池(2)该电池含有的金属元素中毒性最大的是(写元素符号)。
(3)①锌锰干电池制作简单、价格便宜,但存在(填字母)缺点。
a.放电时间短,电压下降快b.易发生自放电c.内部化学物质易泄漏②根据锌锰干电池的结构特点和化学反应原理,使用锌锰干电池时应该注意的问题是(任写一条)。
(4)人们将NH4Cl换成湿的KOH,将锌片换成锌粉,并在构造上进行改进,制成了碱性锌锰干电池。
电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+Mn2O3,当电池提供6.02×1022个电子时,消耗负极材料的质量为g。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有(写两种)。
【解析】(1)锌锰干电池使用后不可充电再生,是一次电池。
(2)该电池含有的金属元素有锌、锰、汞,其中汞的毒性最大。
(3)锌锰干电池具有放电时间短,电压下降快、负极与电解质直接接触,易发生自放电、负极锌腐蚀后内部化学物质易泄漏等缺点。
(4)碱性锌锰干池总反应为Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+Mn2O3,转移电子数为2e-,故当电池提供6.02×1022个即0.1 mol 电子时,消耗负极锌的物质的量为0.05 mol,质量为3.25 g。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有锌、二氧化锰等。
【答案】(1)a(2)Hg(3)①abc②不能通过加热或充电等方式使一次电池再生,否则有可能发生爆炸;用电器长时间不用时应及时取出电池,使用后应关闭电源,以免电池继续放电,使其内部发生不利化学反应而导致泄漏;废电池不要随意丢弃,尽可能与其他垃圾分开投放;不宜长时间存放,及时使用(其他合理答案均可)(4)3.25 g(5)锌、二氧化锰。