高一化學新人教版同步精講必修2第12講化學電池無答案

第12講化學電池一、一次電池（鋅錳干電池）常見的鋅錳干電池的構造如圖所示。其中，石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質溶液，鋅筒作負極。在運用過程中，電子由鋅筒（負極）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（內部的氧化還原反應無法逆向進行），屬于一次電池?？偡磻猌n+2MnO2+2NH4+=Zn2++2MnO(OH)+2NH負極Zn﹣2e-=Zn2+正極2MnO2+2NH4++2e-=2MnO(OH)+2NH二、二次電池有些電池放電時所進行的氧化還原反應，在充電時可以逆向進行，使電池復原到放電前的狀態(tài)，從而實現(xiàn)放電（化學能轉化為電能）與充電（電能轉化為化學能）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Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O負極正極2.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Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C負極正極三、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）的化學能干脆轉化為電能的電化學反應裝置，具有清潔、平安、高效等特點。燃料電池的能量轉化率可以達到80%以上。1．氫氧燃料電池電解質H2SO4溶液KOH溶液總反應2H2+O2=2H2O負極反應式正極反應式2．甲烷燃料電池甲烷電池H2SO4作電解質KOH作電解質負極反應式正極反應式總反應式題型一：化學電池的分類及特點【變1】下列化學電池屬于高效、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．氫氧燃料電池題型二：一次電池【變2】堿性鋅錳電池的總反應為：。下列關于該電池的說法中正確的是A．Zn為負極，為正極B．工作時KOH沒有發(fā)揮作用C．工作時電子由經(jīng)外電路流向ZnD．Zn發(fā)生還原反應，發(fā)生氧化反應【例4】鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應原理如圖所示，其中電解質LiClO4溶于混合有機溶劑中，Li＋通過電解質遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。下列說法錯誤的是A．電極a為電池的負極B．外電路的電流方向是由電極b流向電極aC．電極b上的反應式為：MnO2＋e-＋Li＋=LiMnO2D．可用水代替電池中的混合有機溶劑題型三：二次電池【變5】目前汽車上運用的鉛蓄電池如圖所示，依據(jù)圖示回答下列問題：(1)鉛蓄電池的負極是___________，鉛蓄電池的正極是___________。(2)鉛蓄電池的總反應式為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，則負極發(fā)生___________(填“氧化”或“還原”)反應，由___________生成___________；正極發(fā)生___________(填“氧化”或“還原”)反應，由___________生成___________。(3)電解質溶液是H2SO4，那么在鉛蓄電池中H＋向___________(填“正”或“負”)極移動，向___________(填“正”或“負”)極移動?！咀?】鋰/氟化碳電池穩(wěn)定性很高。電解質溶液為的乙二醇二甲醚()溶液，總反應為，放電產(chǎn)物沉積在正極，工作原理如圖所示：下列說法正確的是A．外電路電子由b流向aB．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解質溶液可用的乙醇溶液代替D．正極的電極反應式為題型四：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造示意圖如下，該電池工作時，下列說法正確的是A．O2在b電極上發(fā)生氧化反應B．電解質溶液中OH-向正極移動C．該裝置實現(xiàn)了電能到化學能的轉化D．氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源【例8】用CH4和O2組合形成的質子交換膜燃料電池的結構如圖：(1)電極c的電極反應式為_______。(2)若線路中轉移2mol電子，則該燃料電池理論上消耗的O2在標準狀況下的體積為_______。題型五：化學電池的工作原理【例9】下列四個常用電化學裝置的敘述錯誤的是(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為：【變9】下列有關裝置的說法正確的是A．裝置I中為原電池的負極B．裝置IV工作時，電子由鋅通過導線流向碳棒C．裝置III可構成原電池D．裝置II為一次電池【變10】電化學在生產(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行發(fā)電，在海水中電池反應可表示為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl①該電池的負極反應式為___________；②在電池中，Na+不斷移動到“水”電池的___________極(填“正”或“負”)；③外電路每通過4mol電子時，生成Na2Mn5O10的物質的量是___________；(2)中國科學院應用化學探討所在二甲醚(CH3OCH3)燃料電池技術方面獲得新突破。二甲醚燃料電池的工作原理如圖所示。①該電池工作時，b口通入的物質為___________；②該電池負極的電極反應式為___________；③工作一段時間后，當9.2g二甲醚完全反應生成CO2時，有___________個電子轉移?！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)，該電池的總反應式為：。下列關于該電池的說法正確的是A．Ag2O電極作正極，發(fā)生氧化反應B．該電池放電時溶液中的K+向Zn電極移動C．電池工作時，電流從Ag2O電極經(jīng)過隔板流向Zn電極D．該電池的負極反應為：【題2】下列圖示都是原電池原理在化學電源中的應用。下列有關說法中正確的是A．鉛蓄電池在放電時，其負極是鉛電極B．氫氧燃料電池中，所在電極發(fā)生的反應為C．氫氧燃料電池中，通入的一極為負極D．鉛蓄電池放電后，極質量減小【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，正極反應為：，負極反應為：。下列有關說法不正確的是A．鉛酸蓄電池放電時，在兩個電極上生成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的反應為D．放電一段時間后鎳鎘堿性電池內變大【題4】某固體酸燃料電池以CaHSO4固體為電解質傳遞H+，其基本結構見圖，下列有關說法錯誤的是A．H+在固體酸膜中由a極流向b極B．b極上的電極反應式為：O2+2H2O+4e-=4OH-C．電池總反應可表示為：2H2+O2=2H2OD．電路中每轉移1mol電子，b極消耗16gO2【題5】高鐵電池是一種新型可充電電池，與一般高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列敘述正確的是A．放電時正極旁邊溶液的pH減小B．充電時陽極反應為：Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2OC．放電時每轉移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D．放電時負極反應為：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2【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，電池總反應為M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C，其原理如圖所示，下列說法正確的是A．放電時，石墨電極的電勢更高B．充電時，Li+移向磷酸鐵鋰電極C．充電時，磷酸鐵鋰電極應與電源正極相連D．放電時，正極反應式為M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M【題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，該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH，回收處理該廢電池可得到多種化工原料，有關數(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)該電池的正極反應式為___________。(2)維持電流強度為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，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過___________分別回收。(4)濾渣的主要成分是MnO2、___________和___________，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法是___________，其原理是___________?！揪?】下列電池工作時能量轉化形式與其它三個不同的是A．鋅錳堿性電池 B．硅太陽能電池C．鉛蓄電池 D．銀鋅紐扣電池【練2】堿性鋅錳干電池的總反應為：。下列關于該電池的說法中正確的是A．Zn為負極，為正極 B．工作時電子由經(jīng)由外電路流向ZnC．工作時OH-移向正極 D．電池放電過程中，溶液的酸堿性肯定不變【練3】下列有關化學電池裝置的敘述中，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，鋅粉失電子B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，電解質溶液中的移向極C．圖Ⅱ所示裝置工作過程中，電解質溶液的質量增大D．圖Ⅳ所示電池中，是氧化劑，電池工作過程中被還原為【練4】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，電解質溶液為KOH溶液，總反應式為Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列說法中不正確的是A．工作時，正極上發(fā)生反應的物質是Ag2OB．負極發(fā)生的反應是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2C．工作時，負極區(qū)溶液c(OH-)減小D．溶液中OH-向正極移動，K+、H+向負極移動【練5】氫氧燃料電池可以運用在航天飛機上，其反應原理示意圖如圖。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aD．該電池的總反應：2H2＋O2=2H2O【練6】(1)如圖為氫氧燃料電池的構造示意圖，依據(jù)電子運動方向，可知氧氣從________口通入(填“a”或“b”)，X極為電池的______(填“正”或“負”)極。(2)某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質，兩極上發(fā)生的電極反應分別為A極：2H2＋2O2－－4e－=2H2OB極：O2＋4e－=2O2－則A極是電池的______極；電子從該極________(填“流入”或“流出”)。(3)微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，有一