第二节 化学电源

第二节化学电源

一、化学电池

化学电池是利用原电池原理，将化学能转化为电能的装置。

二、常用电池

1．一次电池

【针对训练】

1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2

下列说法中，错误的是( )

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式为

MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g

2．某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，以下说法不正确的是( )

A．放电时负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2放电充电

B ．放电时正极反应式为FeO 2－4＋4H 2O ＋3e －===Fe(OH)3＋5OH －

C ．放电时每转移3 mol 电子，正极有1 mol K 2FeO 4被氧化

D ．充电时阳极附近的溶液的碱性减弱

3．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO 4，干燥后再安装，充电后即可

使用，发生的反应是2PbSO 4＋2H 2O PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 下列对铅蓄电池的说法错误的是( ) A ．需要定期补充硫酸

B ．工作时铅是负极，PbO 2是正极

C ．工作时负极上发生的反应是Pb －2e －

＋SO 2－

4===PbSO 4 D ．工作时电解质的密度减小

4．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O 2－

)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a 、b 均不参与电极反应。

下列判断正确的是( )

A ．有O 2参加反应的a 极为电池的负极

B ．b 极的电极反应式为H 2－2e －

＋O 2－

===H 2O C ．a 极对应的电极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －

===4OH －

D ．该电池的总反应式为2H 2＋O 2=====高温

2H 2O

5．有位科学家说：“甲烷是21世纪的新燃料。”甲烷作为燃料的用途之一就是用于制作燃料电池。有科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了Y 2O 3的ZrO 2晶体，它在高温下能传导O 2－

。以下判断错误的是( )

A ．电池正极发生的反应：O 2＋4e －

===2O 2－

B ．电池负极发生的反应：CH 4＋4O 2－

－8e －

===CO 2＋2H 2O C ．固体电解质里的O 2－

的移动方向：由正极流向负极 D ．向外电路释放电子的电极：正极(即电子由正极流向负极)

6．铅蓄电池的两极分别为Pb 、PbO 2，电解质溶液为H 2SO 4，工作时的电池反应式为Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O ，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 ．SO 2－

4只向PbO 2处移动 D ．电解质溶液的pH 不断增大

7．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag 2O 和Zn ，电解质溶液为KOH 溶液，电极反应式为

Zn ＋2OH －

－2e －

===ZnO ＋H 2O Ag 2O ＋H 2O ＋2e －

===2Ag ＋2OH －

总反应式为Ag 2O ＋Zn===ZnO ＋2Ag

根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是( ) A ．在使用过程中，电池负极区溶液的pH 增大

放电

充电

B．在使用过程中，电子由Ag2O经外电路流向Zn极

C．Zn是负极，Ag2O是正极

D．Zn极发生还原反应，Ag2O极发生氧化反应

7．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是( )

①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－②负极上CH4失去电子，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O ③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－④电池放电后，溶液的pH不断升高

A．①② B．①③ C．①④ D．③④

8．锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为Zn＋2MnO2＋2NH＋4===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O，此电池放电时，在正极(碳棒)上发生反应的物质是( )

A．Zn B．碳 C．MnO2和NH＋4 D．Zn2＋和NH3

9．氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应式如下：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O

正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

当得到1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为( )

A．1.8 mol B．3.6 mol C．100 mol D．200 mol

10．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图，下列说法中正确的是( )

A．电池工作时，质子向电池的负极迁移

B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极

C．a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋

D．b极上发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－

11．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：

(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式：

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