《化学电源》拔高练习

第二节化学电源

1.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()

A.该电池能够在高温下工作

B.电池的负极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+

C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移

D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体L

2.如图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+3O22CO2+4H2O。下列有关该电池的说法错误的是()

A.右边的电极为电池的负极,b处通入的是空气

B.左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇

C.电池负极的反应式为2CH3OH+2H2O-12e-2CO2+12H+

D.电池正极的反应式为3O2+12H++12e-6H2O

3.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,通入空气的电极为正极。下列说法正确的是()

A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为O2+2H2O+4e-4OH-

B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e-Al(OH)3↓

C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极

4. 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为

(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是,反应的化学方程式为

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是

参考答案

1．解析:微生物的主要成分是蛋白质,高温条件下蛋白质变性,失去活性,A不正确。通入燃料C6H12O6的极为负极,负极反应为C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+(能放出CO2,应该是酸性,所以右边写H+。不能在左边加OH-、右边写H2O),B项正确。正极反应为6O2+24H++24e-12H2O,从两极反应可知:负极生成H+,正极消耗H+,即H+通过质子交换膜从负极迁移到正极,选项C不正确。从总反应C6H12O6+6O26CO2+6H2O可知,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4 L,D项错误。

答案:B

2．解析:在电解质溶液中,阳离子从负极移向正极。从质子通过的方向可知,a处通入的为甲醇,为原电池的负极;b处通入的为空气,为原电池的正极。

答案:A

3．解析:正极O2得电子,溶液显碱性或中性时,正极反应都为O2+2H2O+4e-4OH-,A正确。铝作负极,铝失电子,中性溶液(NaCl)中的负极反应为Al-3e-Al3+,碱性溶液(NaOH)中的负极反应为Al+4OH--3e-Al+2H 2O,B 不正确。碱性溶液中,总的电池反应式为4Al+3O 2+4OH-4Al+2H2O,溶液pH 降低,C项错。电池工作时,电子从负极流向正极,D项错。

答案:A

4．解析:(1)分析反应的化合价变化,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:Cl-、S、SO2(或用总反应减去负极反应)。

(3)题中已给出信息:碱液吸收时的产物是Na2SO3和NaCl,则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl,进而推出现象。

答案:(1)Li Li-e-Li+

(2)2SOCl2+4e-4Cl-+S+SO2↑

(3)出现白雾,有刺激性气味气体生成SOCl2+H2O SO2↑+2HCl↑

(4)构成电池的主要成分Li能与氧气、水反应,SOCl2也与水反应