高一化學(xué)新人教版同步精講必修2第12講化學(xué)電池

第12講化學(xué)電池一、一次電池（鋅錳干電池）常見的鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示。其中，石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質(zhì)溶液，鋅筒作負(fù)極。在運(yùn)用過(guò)程中，電子由鋅筒（負(fù)極）流向石墨棒（正極），鋅漸漸消耗，二氧化錳不斷被還原，電池電壓漸漸降低，最終失效。這種電池放電之后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無(wú)法逆向進(jìn)行），屬于一次電池?？偡磻?yīng)Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++2MnO(OH)+2NH負(fù)極Zn﹣2e-=Zn2+正極2MnO2+2NH4++2e-=2MnO(OH)+2NH二、二次電池有些電池放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池復(fù)原到放電前的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)放電（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）與充電（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）的循環(huán)，這種充電電池屬于二次電池。常見的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，目前汽車上運(yùn)用的大多是鉛酸蓄電池。1.鉛酸蓄電池工作原理Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O放電總反應(yīng)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O負(fù)極正極【答案】Pb+SO42-﹣2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO2.鋰離子電池以鉆酸鋰-石墨鋰電池為例：工作原理Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C放電總反應(yīng)Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C負(fù)極正極【答案】LiC6﹣xe-6C+xLi+Li1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2三、燃料電池燃料電池是一種將燃料（如氫氣、甲烷、乙醇）和氧化劑（如氧氣）的化學(xué)能干脆轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)反應(yīng)裝置，具有清潔、平安、高效等特點(diǎn)。燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%以上。1．氫氧燃料電池電解質(zhì)H2SO4溶液KOH溶液總反應(yīng)2H2+O2=2H2O負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式【答案】2H2-4e-=4H+2H2+4OH--4e-=4H2OO2+4H++4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2．甲烷燃料電池甲烷電池H2SO4作電解質(zhì)KOH作電解質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式總反應(yīng)式【答案】CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2+8H++8e-=4H2O2O2+8e-+4H2O=8OH-CH4+2O2=CO2+2H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H題型一：化學(xué)電池的分類及特點(diǎn)【變1】下列化學(xué)電池屬于高效、環(huán)境友好電池的是A．鎳鎘電池 B．鋅錳電池C．鉛蓄電池 D．氫氧燃料電池【答案】D【詳解】A．鎳鎘電池中含有鎳鎘重金屬，對(duì)環(huán)境有污染，故A錯(cuò)誤；B．鋅錳電池中含有鋅、錳元素，對(duì)環(huán)境有污染，故B錯(cuò)誤；C．鉛蓄電池中含有鉛重金屬，對(duì)環(huán)境有污染，故C錯(cuò)誤；D．氫氧燃料電池最終生成水，水對(duì)環(huán)境無(wú)污染，故D正確；故選：D。題型二：一次電池【變2】堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為：。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法中正確的是A．Zn為負(fù)極，為正極B．工作時(shí)KOH沒有發(fā)揮作用C．工作時(shí)電子由經(jīng)外電路流向ZnD．Zn發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】A【解析】【分析】由電池總反應(yīng)可知，鋅為堿性鋅錳電池的負(fù)極，堿性條件下鋅做負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫氧化鋅，電極反應(yīng)式為Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2，二氧化錳是電池的正極，在水分子作用下，二氧化錳做正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成堿式氧化錳和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為MnO2+e—+H2O=MnO（OH）+OH—。【詳解】A．由分析可知，鋅為堿性鋅錳電池的負(fù)極，二氧化錳是電池的正極，故A正確；B．堿性鋅錳電池的電解質(zhì)為氫氧化鉀，電池工作時(shí)，電離出的離子向兩極移動(dòng)構(gòu)成閉合回路，同時(shí)氫氧根離子還參加電極反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，鋅為堿性鋅錳電池的負(fù)極，二氧化錳是電池的正極，電池工作時(shí)，電子由鋅經(jīng)外電路流向二氧化錳，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，堿性條件下鋅做負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫氧化鋅，在水分子作用下，二氧化錳做正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成堿式氧化錳和氫氧根離子，故D錯(cuò)誤；故選A?！纠?】鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電極a為電池的負(fù)極B．外電路的電流方向是由電極b流向電極aC．電極b上的反應(yīng)式為：MnO2＋e-＋Li＋=LiMnO2D．可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑【答案】D【詳解】A．電池工作時(shí)，鋰失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極a為電池的負(fù)極，故A正確；B．a(chǎn)是負(fù)極、b是正極，外電路的電流方向是由電極b流向電極a，故B正確；C．電池工作時(shí)，b是正極，Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，電極b上的反應(yīng)式為：MnO2＋e-＋Li＋=LiMnO2，故C正確；D．鋰能與水反應(yīng)，所以不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑，故D錯(cuò)誤；選D。題型三：二次電池【變5】目前汽車上運(yùn)用的鉛蓄電池如圖所示，依據(jù)圖示回答下列問題：(1)鉛蓄電池的負(fù)極是___________，鉛蓄電池的正極是___________。(2)鉛蓄電池的總反應(yīng)式為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，則負(fù)極發(fā)生___________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，由___________生成___________；正極發(fā)生___________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，由___________生成___________。(3)電解質(zhì)溶液是H2SO4，那么在鉛蓄電池中H＋向___________(填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)，向___________(填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)?！敬鸢浮?/p>

Pb

PbO2

氧化

Pb

PbSO4

還原

PbO2

PbSO4

正

負(fù)【解析】【分析】從鉛蓄電池的總反應(yīng)式Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O可以看出，Pb失電子，則Pb作負(fù)極；PbO2得電子生成PbSO4，則PbO2作正極。【詳解】(1)由總反應(yīng)式可以看出，鉛蓄電池的負(fù)極是Pb，鉛蓄電池的正極是PbO2。答案為：Pb；PbO2；(2)鉛蓄電池的總反應(yīng)式為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，則負(fù)極Pb生成PbSO4，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，由Pb生成PbSO4；正極PbO2生成PbSO4，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，由PbO2生成PbSO4。答案為：氧化；Pb；PbSO4；還原；PbO2；PbSO4；(3)鉛蓄電池屬于原電池，在原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，電解質(zhì)溶液是H2SO4，那么在鉛蓄電池中H＋向正極移動(dòng)，向負(fù)極移動(dòng)。答案為：正；負(fù)。【變6】鋰/氟化碳電池穩(wěn)定性很高。電解質(zhì)溶液為的乙二醇二甲醚()溶液，總反應(yīng)為，放電產(chǎn)物沉積在正極，工作原理如圖所示：下列說(shuō)法正確的是A．外電路電子由b流向aB．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解質(zhì)溶液可用的乙醇溶液代替D．正極的電極反應(yīng)式為【答案】D【分析】電解質(zhì)為L(zhǎng)iClO4的乙二醇二甲醚溶液，總反應(yīng)為xLi+CFx═xLiF+C，負(fù)極為L(zhǎng)i，負(fù)極上Li失電子生成Li+，正極為CFx，正極反應(yīng)為CFx+xe-+xLi+═xLiF+C，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．由上述分析可知，負(fù)極為L(zhǎng)i，電子由負(fù)極流向正極，即a流向b，故A錯(cuò)誤；B．Li+通過(guò)離子交換膜在正極上形成LiF，所以交換膜為陽(yáng)離子交換膜，故B錯(cuò)誤；C．Li是活潑金屬能與乙醇反應(yīng)，所以不能乙醇溶液代替，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，正極的電極反應(yīng)為：，故D正確。答案選D。題型四：燃料電池【變7】燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置，某氫氧燃料電池的構(gòu)造示意圖如下，該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A．O2在b電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電解質(zhì)溶液中OH-向正極移動(dòng)C．該裝置實(shí)現(xiàn)了電能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)化D．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源【答案】D【解析】【詳解】A．O2在b電極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．該燃料電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中OH-向正電荷較多的負(fù)極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．該裝置通過(guò)兩個(gè)電極分別發(fā)生氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化，C錯(cuò)誤；D．氫氧燃料電池反應(yīng)產(chǎn)物水不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，且水又是生產(chǎn)燃料H2的原料，比H2干脆燃燒能量利用率大大提高，因此是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源，D正確；故合理選項(xiàng)是D?！纠?】用CH4和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖：(1)電極c的電極反應(yīng)式為_______。(2)若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則該燃料電池理論上消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_______。【答案】(1)CH4﹣8e﹣+2H2O=CO2+8H+(2)11.2L【解析】【分析】(1)c電極電子流出、d電極電子流入，則d電極是正極、電極c是負(fù)極，甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，其電極反應(yīng)式為CH4﹣8e﹣+2H2O=CO2+8H+，故答案為：CH4﹣8e﹣+2H2O=CO2+8H+；(2)d電極是正極，正極反應(yīng)式為2O2+8H++8e﹣=4H2O，n(O2)=n(e﹣)=0.25×2mol=0.5mol，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2L。題型五：化學(xué)電池的工作原理【例9】下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述錯(cuò)誤的是

A．圖I所示電池中，電子從鋅片流出B．圖II所示干電池中石墨作負(fù)極C．圖III所示電池為二次電池D．圖IV所示電池中正極反應(yīng)為：【答案】B【詳解】A．原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極流出，圖I所示電池中，鋅為負(fù)極，則電子從鋅片流出，A正確；B．圖II所示干電池中石墨作正極、鋅作負(fù)極，B錯(cuò)誤；C．鉛蓄電池對(duì)外供電時(shí)，鉛作負(fù)極、二氧化鉛作正極，當(dāng)充電時(shí)，鉛作陰極，二氧化鉛作陽(yáng)極，可反復(fù)運(yùn)用，故圖III所示電池為二次電池，C正確；D．圖IV所示電池為氫氧燃料電池，其中，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為：，D正確；答案選B。【變9】下列有關(guān)裝置的說(shuō)法正確的是A．裝置I中為原電池的負(fù)極B．裝置IV工作時(shí)，電子由鋅通過(guò)導(dǎo)線流向碳棒C．裝置III可構(gòu)成原電池D．裝置II為一次電池【答案】B【詳解】A．Al能夠與NaOH溶液反應(yīng)，而Mg不能反應(yīng)，所以裝置I中為原電池的正極，Al為原電池的負(fù)極，A錯(cuò)誤；B．由于電極活動(dòng)性Zn比C強(qiáng)，所以Zn為負(fù)極，碳棒為正極，故裝置IV工作時(shí)，電子由負(fù)極鋅通過(guò)導(dǎo)線流向正極碳棒，B正確；C．裝置III中2個(gè)電極都是Zn，沒有活動(dòng)性不同的電極，因此不行構(gòu)成原電池，C錯(cuò)誤；D．裝置II可充電，為電解池；也可放電，為原電池，故裝置II電池為二次電池，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是B?！咀?0】電化學(xué)在生產(chǎn)生活中都具有重要的作用和意義。(1)探討人員最近獨(dú)創(chuàng)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池反應(yīng)可表示為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl①該電池的負(fù)極反應(yīng)式為___________；②在電池中，Na+不斷移動(dòng)到“水”電池的___________極(填“正”或“負(fù)”)；③外電路每通過(guò)4mol電子時(shí)，生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是___________；(2)中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)探討所在二甲醚(CH3OCH3)燃料電池技術(shù)方面獲得新突破。二甲醚燃料電池的工作原理如圖所示。①該電池工作時(shí)，b口通入的物質(zhì)為___________；②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________；③工作一段時(shí)間后，當(dāng)9.2g二甲醚完全反應(yīng)生成CO2時(shí)，有___________個(gè)電子轉(zhuǎn)移。【答案】(1)

Ag-e-+Cl-=AgCl

正

2mol(2)

二甲醚(CH3OCH3)

CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+

2.4NA【解析】(1)①由總方程式分析可知：Ag在反應(yīng)中失電子作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Ag-e-+Cl-=AgCl；②在電池中，陽(yáng)離子向負(fù)電荷較多的正極移動(dòng)，故Na+移向電池的正極；③依據(jù)①可知負(fù)極電極反應(yīng)為Ag-e-+Cl-=AgCl，故反應(yīng)中轉(zhuǎn)移4mol電子，消耗4molAg，由總反應(yīng)方程可知：每生成1mol的Na2Mn5O10，反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子，則現(xiàn)在反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子，因此生成Na2Mn5O10的物質(zhì)量為2mol；(2)①在原電池反應(yīng)中陽(yáng)離子向負(fù)電荷較多的正極移動(dòng)。依據(jù)圖示可知H+移向右側(cè)電極，說(shuō)明右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負(fù)極。故該電池工作時(shí)。b口通入的物質(zhì)是燃料二甲醚；②在負(fù)極上燃料失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生CO2、H+，故負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；③9.2g二甲醚的物質(zhì)的量n(二甲醚)=，依據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知：每有1mol二甲醚發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移12mol電子，則當(dāng)有9.2g(即有0.2mol)二甲醚發(fā)生反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=0.2mol×12=2.4mol，則反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為N(e-)=2.4mol×NA/mol=2.4NA?！绢}1】新冠肺炎最明顯的癥狀就是出現(xiàn)發(fā)熱，體溫槍能快速檢測(cè)人體體溫。該體溫槍所用的電池為一種銀鋅電池(如下圖所示)，該電池的總反應(yīng)式為：。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是A．Ag2O電極作正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．該電池放電時(shí)溶液中的K+向Zn電極移動(dòng)C．電池工作時(shí)，電流從Ag2O電極經(jīng)過(guò)隔板流向Zn電極D．該電池的負(fù)極反應(yīng)為：【答案】D【詳解】A．依據(jù)總反應(yīng)方程式分析Ag2O化合價(jià)降低，得到電子，作原電池正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．Zn化合價(jià)上升，是原電池負(fù)極，Ag2O化合價(jià)降低，得到電子，作原電池正極，依據(jù)原電池“同性相吸”，得到該電池放電時(shí)溶液中的K+向Ag2O電極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．電池工作時(shí)，電流從Ag2O電極經(jīng)過(guò)外電路流向Zn電極，故C錯(cuò)誤；D．依據(jù)B分析得到Zn為負(fù)極，依據(jù)總反應(yīng)式得到該電池的負(fù)極反應(yīng)為：，故D正確。綜上所述，答案為D?！绢}2】下列圖示都是原電池原理在化學(xué)電源中的應(yīng)用。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是A．鉛蓄電池在放電時(shí)，其負(fù)極是鉛電極B．氫氧燃料電池中，所在電極發(fā)生的反應(yīng)為C．氫氧燃料電池中，通入的一極為負(fù)極D．鉛蓄電池放電后，極質(zhì)量減小【答案】A【詳解】A．鉛蓄電池在放電時(shí)，鉛是負(fù)極，由鉛變成硫酸鉛，A正確；B．氫氧燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，所以H2所在電極發(fā)生的反應(yīng)為H2-2e-=2H+，B錯(cuò)誤；C．氫氧燃料電池中，通入O2的一極為正極，C錯(cuò)誤；D．鉛蓄電池放電后，PbO2極變成PbSO4，質(zhì)量增重，D錯(cuò)誤；故選A。【題3】鉛酸蓄電池、鎳鎘堿性電池都是重要的二次電池。已知鎳鎘堿性電池放電時(shí)，正極反應(yīng)為：，負(fù)極反應(yīng)為：。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是A．鉛酸蓄電池放電時(shí)，在兩個(gè)電極上生成B．若用鉛酸蓄電池為鎳鎘堿性電池充電，則電極與Cd電極相連接且兩電極旁邊的pH值均增大C．鎳鎘堿性電池在充電時(shí)的反應(yīng)為D．放電一段時(shí)間后鎳鎘堿性電池內(nèi)變大【答案】B【解析】【詳解】A．鉛酸蓄電池負(fù)極電極反應(yīng)為：Pb+SO-2e-=PbSO4，正極電極反應(yīng)為：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，由此可知，硫酸鉛在兩個(gè)電極上產(chǎn)生，A正確；B．若用鉛酸蓄電池為鎳鎘堿性電池充電，則鉛酸蓄電池的電極為正極，應(yīng)與鎳鎘堿性電池的正極相連，而不是Cd電極，B錯(cuò)誤；C．由題意可知，鎳鎘堿性電池在放電時(shí)的反應(yīng)為：，則充電時(shí)的反應(yīng)為：，C正確；D．鎳鎘堿性電池在放電時(shí)的反應(yīng)為：，反應(yīng)過(guò)程中消耗水，使得電解液濃度增大，氫氧根離子濃度變大，D正確；答案選B?！绢}4】某固體酸燃料電池以CaHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+，其基本結(jié)構(gòu)見圖，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．H+在固體酸膜中由a極流向b極B．b極上的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-C．電池總反應(yīng)可表示為：2H2+O2=2H2OD．電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，b極消耗16gO2【答案】D【解析】【分析】依據(jù)燃料電池中，通入燃料的一極為負(fù)極，故通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為H2-2e-═2H+，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O；電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從負(fù)極流向正極，即從a極流向b極，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即H+由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.12L，據(jù)此分析答題?！驹斀狻緼．由分析可知，電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即H+由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極，A正確；B．由分析可知，b極上的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-4OH-，B正確；C．由分析可知，負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-═2H+，正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-4OH-，故電池總反應(yīng)可表示為：2H2+O2=2H2O，C正確；D．依據(jù)電子守恒可知，電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，b極消耗O2為＝8g，D錯(cuò)誤；故答案為：D?！绢}5】高鐵電池是一種新型可充電電池，與一般高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列敘述正確的是A．放電時(shí)正極旁邊溶液的pH減小B．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2OC．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2【答案】BD【解析】【分析】依據(jù)電池的總反應(yīng)可知，高鐵電池放電時(shí)必定是鋅在負(fù)極失去電子，電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，高鐵酸鈉在正極得到電子，電極反應(yīng)式為FeO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，依據(jù)電極反應(yīng)式可推斷電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量與反應(yīng)物之間的關(guān)系，負(fù)極上消耗OH-離子，堿性要減弱，以此解答該題?！驹斀狻緼．放電時(shí)正極旁邊發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，F(xiàn)eO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，生成氫氧根離子，所以堿性增加，故A錯(cuò)誤；B．充電時(shí)，鐵離子失去電子，發(fā)生Fe(OH)3轉(zhuǎn)化為FeO42-的反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2O，故B正確；C．放電時(shí)Zn元素失去電子，正極Fe元素得到電子，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1mol×（6-3）=3mol，放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3

mol電子，正極有1

mol

K2FeO4被還原，故C錯(cuò)誤；D．依據(jù)電池的總反應(yīng)可知，高鐵電池放電時(shí)必定是鋅在負(fù)極失去電子，電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，故D正確。答案選BD。【題6】磷酸鐵鋰電池是以磷酸鐵鋰為正極材料的一種鋰離子二次電池，電池總反應(yīng)為M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C，其原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，石墨電極的電勢(shì)更高B．充電時(shí)，Li+移向磷酸鐵鋰電極C．充電時(shí)，磷酸鐵鋰電極應(yīng)與電源正極相連D．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M【答案】C【分析】從電池總反應(yīng)式可以分析出，放電時(shí)LiC6變?yōu)長(zhǎng)i+和6C，Li元素化合價(jià)上升被氧化，所以石墨電極是負(fù)極，另一側(cè)磷酸鐵鋰電極為正極，放電過(guò)程電解質(zhì)中Li+向磷酸鐵鋰電極方向移動(dòng)；【詳解】A．依據(jù)分析，石墨電極為負(fù)極，故電勢(shì)更低，描述錯(cuò)誤，不符題意；B．依據(jù)分析，放電時(shí)Li+移向磷酸鐵鋰電極，而充電時(shí)離子移動(dòng)方向相反，向石墨電極移動(dòng)，描述錯(cuò)誤，不符題意；C．放電時(shí)，磷酸鐵鋰電極是正極，電子流入，充電時(shí)，該極需輸出電子，故要和電源正極相連，描述正確，符合題意；D．依據(jù)電池模型，可以看到，放電時(shí)正極電極反應(yīng)式應(yīng)是M1-xFexPO4+e-+Li+=LiM1-xFexPO4，描述錯(cuò)誤，不符題意；綜上，本題選C?！绢}7】酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其四周是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物，該電池在放電過(guò)程產(chǎn)生MnOOH，回收處理該廢電池可得到多種化工原料，有關(guān)數(shù)據(jù)表所示：溶解度/(g/100g水)溫度/℃化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614回答下列問題：(1)該電池的正極反應(yīng)式為___________。(2)維持電流強(qiáng)度為0.5A，電池工作五分鐘，理論上消耗Zn___________g．(已知Q=It，F(xiàn)=96500C/mol)(3)廢電池糊狀填充物加水處理后，過(guò)濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過(guò)___________分別回收。(4)濾渣的主要成分是MnO2、___________和___________，欲從中得到較純的MnO2，最簡(jiǎn)便的方法是___________，其原理是___________?！敬鸢浮?/p>

MnO2＋e-＋H+=MnOOH

0.05g

加熱濃縮、冷卻結(jié)晶

碳粉

MnOOH

在空氣中加熱

碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH氧化為MnO2【解析】【分析】【詳解】(1)該電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，MnO2被還原生成MnOOH，電極方程式為MnO2+H++e-=MnOOH，負(fù)極鋅被氧化生成Zn2+，電池總反應(yīng)式為2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+，故答案為MnO2+H++e-=MnOOH；(2)電池工作5分鐘，通過(guò)的電量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通過(guò)電子的物質(zhì)的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/mol＝1.554×10－3mol，則理論消耗Zn的質(zhì)量是m(Zn)＝1.554×10-3mol/2×65g/mol＝0.05g，故答案為0.05。(3)由于ZnCl2的溶解度受溫度影響較大，而NH4Cl的溶解度受溫度影響較小，所以可采納加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法分別氯化鋅和氯化銨混合物；故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶；(4)依據(jù)廢電池糊狀填充物中碳粉和MnO2及正極放電產(chǎn)生的MnOOH都不溶于水，可確定濾渣的主要成分；碳粉在足量氧氣中燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH在足量氧氣中燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO2，因此得到較純的二氧化錳最簡(jiǎn)便的方法是在足量空氣或氧氣中燃燒濾渣，故答案為：碳粉；MnOOH；在空氣中加熱；碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH氧化為MnO2?！揪?】下列電池工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化形式與其它三個(gè)不同的是A．鋅錳堿性電池 B．硅太陽(yáng)能電池C．鉛蓄電池 D．銀鋅紐扣電池【答案】B【詳解】A．鋅錳堿性電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；B．硅太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；C．鉛蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；D．銀鋅紐扣電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；可見只有選項(xiàng)B中硅太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)化形式與其它選項(xiàng)不同，故合理選項(xiàng)是B。【練2】堿性鋅錳干電池的總反應(yīng)為：。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法中正確的是A．Zn為負(fù)極，為正極 B．工作時(shí)電子由經(jīng)由外電路流向ZnC．工作時(shí)OH-移向正極 D．電池放電過(guò)程中，溶液的酸堿性肯定不變【答案】A【詳解】A．由堿性鋅錳電池的總反應(yīng)可知，正極MnO2得電子被還原，負(fù)極是金屬鋅失電子被氧化，故A正確；B．工作時(shí)外電路電子由負(fù)極流向正極，即電子由Zn經(jīng)由外電路流向MnO2，故B錯(cuò)誤；C．電池工作時(shí)陰離子OH-向負(fù)極鋅電極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．堿性鋅錳電池中的電解質(zhì)為KOH，由堿性鋅錳電池的總反應(yīng)可知，電池放電過(guò)程中，KOH物質(zhì)的量不變，但反應(yīng)消耗水，溶液OH-濃度增大，則堿性增加，故D錯(cuò)誤；答案為A?！揪?】下列有關(guān)化學(xué)電池裝置的敘述中，不正確的是圖Ⅰ堿性鋅錳電池圖Ⅱ鉛-硫酸蓄電池圖Ⅲ原電池圖Ⅳ銀鋅紐扣電池A．圖Ⅰ所示電池工作時(shí)，鋅粉失電子B．圖Ⅱ所示電池放電過(guò)程中，電解質(zhì)溶液中的移向極C．圖Ⅱ所示裝置工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量增大D．圖Ⅳ所示電池中，是氧化劑，電池工作過(guò)程中被還原為【答案】C【詳解】A．堿性鋅錳電池中，鋅作負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，鉛-硫酸蓄電池中PbO2極為正極，電解質(zhì)溶液中的H+移向PbO2極，故B正確；C．銅-鐵-硫酸銅原電池中鐵為負(fù)極，溶解，銅為正極，析出銅，電池反應(yīng)為Fe+Cu2+=Fe2++Cu，工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量減小，故C錯(cuò)誤；D．銀鋅紐扣電池中Ag2O為正極，得電子，作氧化劑，電池工作過(guò)程中被還原為Ag，故D正確；故選C?！揪?】銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)式為Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列說(shuō)法中不正確的是A．工作時(shí)，正極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是Ag2OB．負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2C．工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液c(OH-)減小D．溶液中OH-向正極移動(dòng)，K+、H+向負(fù)極移動(dòng)【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．Ag2O中Ag化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，在正極反應(yīng)，故A正確；B．Zn在負(fù)極上失電子，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，所以負(fù)極反應(yīng)為Zn+2OH??2e?=Zn(OH)2，故B正確；C．負(fù)極發(fā)