2019-2020学年化学人教版选修4同步检测：4.2化学电源 Word版含解析.doc

1、第二节第二节 化学电源化学电源 记一记 1.碱性锌锰电池的负极是 Zn，正极是 MnO2，电解质溶液是 KOH。 2铅蓄电池是最常见的二次电池，正板是 PbOz，负极是 Pb，电解质溶液是 H2SO4溶液。 3氢氧燃料电池两类型： (1)酸性电解质时： 负极反应式：2H24e =4H； 正极反应式：O24H 4e=2H 2O。 (2)碱性电解质时： 负极反应式：2H24OH 4e=4H 2O； 正极反应式：2H2OO24e =4OH。 探一探 1.一次电池和二次电池的本质区别是什么？ 提示 一次电池放电之后不能充电，即内部的氧化还原反应是不可逆的；二次电池在放 电时所进行的氧化还原反应，在充电

2、时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，可多次 重复使用。 2燃料电池与干电池或蓄电池有何差别？ 提示 主要差别是燃料电池的反应物不是储存在电池内部，而是由外部提供燃料和氧化 剂。 3已知铅蓄电池的充、放电过程： Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) 放电 充电 2PbSO4(s)2H2O(l)。 (1)铅蓄电池放电时，正极区域溶液的 pH 是如何变化的？ (2)铅蓄电池放电时，两极发生什么反应？充电时两极发生什么反应？据此，在充电时， 怎样连接电源的两极？ 提示 (1)铅蓄电池放电时，正极反应式为 PbO24H SO2 42e =PbSO 42H2O，反应消耗 H ，故 c(H)下

3、降，pH 升高。 (2)放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时，阴极发生还原反应，阳极 发生氧化反应；铅蓄电池在充电时，负极接电源负极，正极接电源正板。 4试根据燃料电池的电池反应：CH42O22KOH=K2CO33H2O，讨论并写出该电 池的电极反应式。 提示 将总反应改写成离子方程式 CH42O22OH =CO2 33H2O； 根据总反应 方程式可知：CH4CO2 3碳元素，化合价升高失去电子被氧化：CH48e 10OH=CO2 3 7H2O；氧气为氧化剂，被还原：2O28e 4H 2O=8OH 。 判一判 判断正误(正确的打“”，错误的打“”) (1)废旧电池中含汞、镉、铅、

4、镍等重金属，随意丢弃会污染环境，应对废旧电池分类回 收，集中处理。() (2)锌银电池中负极是锌，工作时发生还原反应。() (3)镍镉电池工作原理是 Cd2NiO(OH)2H2O 放电 充电 2Ni(OH)2Cd(OH)2， 所以电解质 可以是硫酸。() (4)二次电池的充电反应和放电反应互为可逆反应。() (5)化学电源就是利用原电池工作原理设计的一种直流电源。() (6)碱性锌锰电池为一次电池，它的负极材料是锌。() (7)铅蓄电池放电一段时间后，正、负电极的质量都减小。() (8)化学电源能使化学能全都转化为电能。() (9)光伏电池也是一种化学电源。() (10)燃料电池的优点是能量转

5、化率高、污染小且连续不断地提供电能。() 练一练 1.2019 天津高二期末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 解质溶液 ，电池总反 应式 为 Zn(s) 2MnO2(s) 2H2O(l)=Zn(OH)2(s)2MnOOH(s)，下列说法错误的是( ) A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为 2MnO2(s)2H2O(l)2e =2MnOOH(s)2OH(aq) 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 答案：C 22019 大连高二检测镍镉(NiCd)

6、可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉 电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行： Cd2NiOOH2H2O 放电 充电 Cd(OH)22Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是( ) A充电时阳极反应：Ni(OH)2e OH=NiOOHH 2O B充电过程是化学能转化为电能的过程 C放电时负极附近溶液的碱性不变 D放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动 答案：A 32019 衡阳高二月考如图所示的水溶液锂离子电池体系。 下列叙述错误的是( ) Aa 为电池的正极 B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1xMn2O4xLi C放电时，a 极锂的化合价发生变化 D放电时，溶液

7、中 Li 从 b 向 a 迁移 答案：C 42019 威海高二调研肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质为 20%30%的 KOH 溶液，电池总反应式为 N2H4O2=N22H2O。下列关于该电池工作时说 法中正确的是( ) A溶液的 pH 保持不变 B溶液中的阴离子向正极移动 C正极的电极反应式：O24H 4e=2H 2O D负极的电极反应式：N2H44OH 4e=4H 2ON2 答案：D 知识点一 一次电池 1.如图是锌锰干电池的示意图，该电池放电时总反应方程式可以表示为 Zn2MNO2 2NH 4=Zn 2Mn 2O32NH3H2O，则此电池放电时在正极(碳棒)上发生

8、反应的物质是 ( ) AZn B碳 CMnO2和 NH 4 DZn 2和 NH 3 解析：结合题图可知，Zn 筒为电池的负极，碳棒为电池的正极，负极上 Zn 失电子变成 Zn2 ， 失去的电子被 MnO 2得到， 则正极上 MnO2得电子和 NH 4反应生成 Mn2O3、 NH3和 H2O。 所以正极上的反应物为 NH 4和 MnO2。 答案：C 2.银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。其工 作示意图如下。下列说法不正确的是( ) AZn 电极是负极 BAg2O 电极发生还原反应 CZn 电极的电极反应式：Zn2e 2OH=Zn(OH) 2 D放电

9、前后电解质溶液 pH 保持不变 解析：该电池的电解质溶液为 KOH，电池工作时负极发生反应为 Zn2e 2OH =Zn(OH)2，正极发生反应为 Ag2O2e H 2O=2OH 2Ag， OH数目不变，但水被消耗， 溶液 pH 升高。 答案：D 知识点二 二次电池 3.如图是铅蓄电池的构造示意图，下列说法错误的是( ) A铅蓄电池是二次电池，充电时电能转化为化学能 B电池工作时，电子由 Pb 板通过外电路流向 PbO2板 C电池工作时，负极的电极反应式为 Pb2e SO2 4=PbSO4 D电池工作时，H 移向 Pb 板 解析：铅蓄电池是可充电电池，是二次电池，充电时电能转化为化学能，A 项正

10、确；在该 电池中 Pb 板为负极，则电池工作时，电子由 Pb 板通过外电路流向 PbO2板，B 项正确；电池 工作时，负极的电极反应式为 Pb2e SO2 4=PbSO4，C 项正确；在原电池工作时，阳离 子向正极移动，则 H 移向 PbO 2板，D 项错误。 答案：D 4镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，因而越来 越成为人们研制绿色原电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为 xMgMo3S4 放电 充电 MgxMo3S4，则镁电池放电时，下列说法错误的是( ) AMg2 向正极迁移 B正极的电极反应式为 Mo3S42xe =Mo 3S 2x 4 CMo3S4

11、发生氧化反应 D负极的电极反应式为 xMg2xe =xMg2 解析：放电时，该电池作原电池，镁是还原剂，作原电池的负极，失去电子，电极反应 式是 xMg2xe =xMg2，D 项正确。Mo 3S4在反应中是氧化剂，得到电子，发生还原反应， 电极反应式是 Mo3S42xe =Mo 3S 2x 4 ，B 项正确，C 项错误、原电池中阳离子向正极移动， 阴离子向负极移动，A 项正确。 答案：C 5全固态锂硫电池能量密度高、成本做，其工作原理如图所示，其中电极 a 常用掺有石 墨烯的 S8材料，电池反应为 16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是( ) A电池工作时，正极可发生反应：2

12、Li2S62Li 2e=3Li 2S4 B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子负极材料减重 0.14 g C石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多 解析：原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li2S4Li2S2，其 中可能有 2Li2S62Li 2e=3Li 2S4，A 项正确；该电池工作时，每转移 0.02 mol 电子，负 极有 0.02 mol Li(质量为 0.14 g)被氧化为 Li ，则负极质量减少 0.14 g，B 项正确；石墨烯能导 电，利用石墨烯作电极，可提高电极 a 的导电性，C 项正确；

13、充电过程中 Li2S2的量逐渐减少， 当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中 Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越 长，电池中 Li2S2的量越多，D 项错误。 答案：D 知识点三 燃料电池和新型电池 6.2019 北京四中高三期中利用如图所尔装置可以将温室气体 CO2转化为燃料气体 CO。 下列说法中正确的是( ) A该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B电极 a 表面发生还原反应 C该装置工作时，H 从 b 极区向 a 极区移动 D该装置中每生成 1 mol CO，同时生成 1 mol O2 解析：由电子流向可知，该装置的负极(a 电极)反应式为 2H2O4e =4HO 2，正

14、极 (b 电极)反应式为 2CO24e 4H=2CO2H 2O，总反应为 2CO22COO2，因 CO 的燃 烧为放热反应，故该反应为吸热反应。吸收的能量只能来自太阳能，即反应的过程将太阳能 转化为化学能，A 项正确；电极 a(负极)应该发生失电子的氧化反应，B 项错误；原电池中阳 离子向正极移动，所以 H 应该向 b 极区移动，C 项错误；根据总反应，每生成 1 mol CO 得到 0.5 mol O2，D 项错误。 答案：A 7科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。该电池一个电极通入空 气，另一电极通入汽油蒸气，其中电池的电解质是掺杂了 Y2O3(Y 为钇)的 ZrO2(Z

15、r 为锆)晶体， 它在高温下能传导 O2 。若以丁烷(C 4H10)代表汽油，总反应为 2C4H1013O2=8CO210HO。 下列有关该电池的说法中错误的是( ) A该电池负极的电极反应式为 C4H1013O2 26e=4CO 25H2O BO2 向负极移动 C该电池正极的电极反应式为 O24e 2H 2O=4OH D丁烷在放电时发生氧化反应 解析：丁烷失电子发生氧化反应，电极反应式为 C4H1026e 13O2=4CO 25H2O， 故 A 正确；原电池中，阴离子向负极移动，即 O2 向负极移动，故 B 正确；正极上通入空气， 氧气得电子发生还原反应，由电解质的性质知，O2得电子被还原为

16、 O2 ，故电极反应式为 O 2 4e =2O2，故 C 错误；丁烷在负极放电时发生氧化反应，故 D 正确。 答案：C 8新型 NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图。该电池总反应方程式为 NaBH4 4H2O2=NaBO26H2O，下列有关说法正确的是( ) A电池正极 I 葛的电极反应为 BH 48OH 8e=BO 26H2O B电极 B 为负极，纳米 MnO2层的作用是提高原电池的工作效率 C放电过程中，Na 从正极区向负极区迁移 D在电池反应中，每消耗 1 L 6 mol L 1 H 2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为 12NA 解析：根据图示知，B 电极上 H2O2得

17、电子生成 OH ，所以 B 电极是正极，发生的反应为 H2O22e =2OH，故 A、B 错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以 Na 从负极区向正极区迁移，故 C 错谟；在电池反应中，每消耗 1 L 6 mol L1 H 2O2溶液，消 耗 H2O2的物质的量为 6 mol，根据 H2O22e =2OH知，理论上流过电路中的电子数为 6 mol2NA mol 112N A，故 D 正确。 答案：D 9高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放 电电压。 高铁电池的总反应式为 3Zn2K2FeO48H2O 放电 充电 3Zn(OH)22Fe(OH

18、)34KOH。 请回答下列问题： (1)高铁电池的负极材料是_，放电时负极的电极反应式为 _。 (2)放电时，正极发生_(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为 _。放电时，_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增 强。 解析：放电时，电池的负极上发生氧化反应，负极的电极反应式为 Zn2OH 2e =Zn(OH)2， 正极上发生还原反应， 正极的电板反应式为FeO2 43e 4H 2O=Fe(OH)35OH ，则正极附近生成了 OH，溶液的碱性增强。 答案： (1)Zn Zn2OH 2e=Zn(OH) 2 (2)还原 Fe2 43e 4H 2O=Fe(OH)35OH 正 基础达标 1.

19、下列说法中正确的是( ) 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，它放电后可以再充电使活性物质获得再生 D燃料电池的活性物质储存在电池内 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存 在电池内而是从外界不断输入电池。 答案：C 2微型锂碘电池可用于植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。这种电池中的 电解质是固体电解质 LiI，其中的导电离子是 I 。下列有关说法正确的是( ) A正极反应：2Li2e =2Li B负极反应：I22e =2I C总反应是：2LiI2=2LiI D金属锂作正极 解析：该电池中 Li 的活泼性强，作负

20、极，其反应为 2Li2e =2Li，B、D 均错误。正 极反应为 I22e =2I，A 错误；总反应为 2LiI 2=2LiI，C 正确。 答案：C 3科学工作者为心脏病患者设计的心脏起搏器的电池是以 Pt 和 Zn 为电极材料，依靠人 体体液中含有的一定浓度的溶解氧、H 和 Zn2进行工作的。该电池工作时，正极的电极反应 式为( ) AZn2e =Zn2 B2H 2e=H 2 C4OH 4e=O 22H2O DO24H 4e=2H 2O 解析：正极得电子，体液中溶解的氧气得电子而发生还原反应：O24H 4e=2H 2O， D 项正确。 答案：D 4饱和甘汞电极(HgHg2Cl2)因其电动势稳

21、定，常被用作参比电极，其内部构造如图所 示。当甘汞电极与锌共同插入 ZnCl2溶液中构成原电池时，下列说法不正确的是( ) A负极的电极反应式为 Zn2e =Zn2 B正极的电极反应式为 Hg2Cl22e =2Hg2Cl C多孔物质相当于盐桥 D甘汞电极中，Cl 既不是反应物，也不是产物 解析：Zn 的金属活动性比 Hg 强，故 Zn 作负极，Zn 失去电子生成 Zn2 ，A 项正确。甘 汞电极作正极，电极反应式为 Hg2Cl22e =2Hg2Cl，B 项正确，D 项错洪。多孔物质接 触电解液，和另一电极构成闭合回路，相当于盐桥，C 项正确。 答案：D 5 某种新型超级电池采用高铁酸钾(K2F

22、eO4)作正极材料， 填充 H2的金属作负极材料， KOH 溶液为电解液，该电池具有电压高且稳定、绿色环保等特点。 、下列说法正确的是( ) A正极的电极反应式为 2FeO2 410OH 6e=Fe 2O35H2O B负极的电极反应式为 H22e =2H C电池工作过程中，溶液的 pH 增大 D该电池工作时，电子从负极经 KOH 溶液流向正极 解析：根据题意可知，正极的电极反应式为 2FeO2 45H2O6e =Fe 2O310OH ，负极 的电极反应式为 H22OH 2e=2H 2O，电池总反应为 2K2FeO43H2=Fe2O3H2O 4KOH，故 A、B 项错误，C 项正确。该电池工作时

23、电子从负极经外电路流向正极，D 项错误。 答案：C 6通过 NO 传感器可监测 NO 的含量，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( ) A该装置实现化学能向电能的转化 B该电池的总反应为 2NOO2=2NO2 CNiO 电极的电极反应式：NOO22e =NO 2 D当有 2.24 L 的 O2参与反应时，转移了 0.4 mol e 解析：A 项，装置原理为原电池原理，是把化学能转他成电能的装置，正确；B 项，根据 装置的工作原理，正极反应：O24e =2O2，负极反应：NOO22e=NO 2，两式相加 得 2NOO2=2NO2，正确；C 项，由 B 项的分析知，正确；D 项，没有说明在标准状

24、况下， 错误。 答案：D 72019 内蒙古鄂尔多斯一中高二下学期期末考试一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种 材料制备的二次电池原理如图所示，该电池的电解质溶液为 6 mol L 1 KOH 溶液，则下列说 法正确的是( ) A放电时 K 移向负极 B放电时电池负极的电极反应式为 H2e =2H C放电时电池正极的电极反应式为 NiO(OH)H2Oe =Ni(OH) 2OH D放电时镍电极附近溶液的 pH 变小 解析：放电时，该电池为原电池，由图知镍电极勾正极，电解质溶液中阳离子向正极移 动，所以 K 移向镍电极，A 项错误；已知电解质溶液为 KOH 溶液，放电时碳电极作负极， H2失电子发生氧

25、化反应，电极反应式为 H22e OH=2H 2O，B 项错误；由图分析可知， 放电时，镍电极为正极，NiO(OH)得电子发生还原反应，电极反应式为 NiO(OH)H2Oe =Ni(OH)2OH ，有 OH生成，C 项正确，D 项错误。 答案：C 8.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中 作为电解质的无水 LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为 PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是( ) A正极反应式：Ca2Cl 2e=CaCl 2 B放电过程中，Li 向负极移动 C常温下，在正、负极间

26、接上电流表或检流计，指针发生偏转 D每转移 0.1 mol 电子，理论上生成 10.35 g Pb 解析： 正极发生还原反应， 电极反应式为 PbSO42e 2Li=Li 2SO4Pb， 故 A 项错误； 放电过程中阳离子向正极移动，即 Li向正极移动，故 B 项错误；常温下，电解质不是熔融 态，离子不能移动，不能产生电流，因此在正、负极间连接电流表或检流计，指针不偏转， 故 C 项错误；根据电极反应式 PbSO42e 2Li=Li 2SO4Pb，可知每转移 0.1 mol 电子， 理论上生成 0.05 mol Pb，质量为 10.35 g，故 D 项正确。 答案：D 9据报道，美国一个海军航

27、空站安装了一台 250 kW 的 MCFC 型燃料电池。该电池可同 时供应电和水蒸气，其然料为 H2，电解质为熔融的 K2CO3，工作温度为 600700 。已知该 电池的总反应为 2H2O=2H2O，负极的电极反应为 H2CO2 32e =H 2OCO2。下列推 断正确的是( ) A正极的电极反应为 4OH 4e=O 22H2O B放电时，CO2 3向负极移动 C电池供应 1 mol 水蒸气时，转移电子的物质的量为 4 mol D放电时，CO2 3向正极移动 解析：以电池正极的电极反应为 O24e 2CO 2=2CO 2 3，A 项错误；原电池工作时， 阴离子向负极移动，B 项正确，D 项错

28、误；电池提供 1 mol 水蒸气时，转移的电子的物质的量 为 2 mol，C 项错误。 答案：B 10NO2、O2、熔融 NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨电极上反应 生成一种氧化物 Y，下列有关说法正确的是( ) A石墨电极为正极，石墨电极为负极 BY 的化学式可能为 NO C石墨电极的电极反应式为 NO2NO 3e =N 2O5 D石墨电极上发生氧化反应 解析：解本题的关键是要分析出示意图中的 Y。氧气在反应中被还原，所以石墨电极是 正极，石墨电极是负极，A 项不正确。Y 是 NO2被氧化后的产物，则为 N2O5，B 项不正确， 二氧化氮失去电子化合价升高，故负极的电极反应

29、式为 NO2NO3e =N 2O5，C 项正确。 石墨电极上发生的是还原反应，D 项不正确。 答案：C 11.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 Ag2O 和 Zn， 电解质溶液为 KOH 溶液，电极反应为 Zn2OH 2e=ZnOH 2O，Ag2OH2O2e =2Ag2OH 。 根据上述反应式，完成下列题目。 (1)下列叙述正确的是_。 A在使用过程中，电解质 KOH 被不断消耗 B使用过程中，电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极 CZn 是负极，Ag2O 是正极 DZn 电极发生还原反应，Ag2O 电极发生氧化反应 (2)写出电池的总反应式： _。 (3

30、)使用时，负极区的 pH_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，正极区的 pH_，电解质溶液的 pH_。 解析： (1)将两电极反应方程式相加得总反应方程式为 ZnAg2O=ZnO2Ag， 使用过程中没有 消耗 KOH，A 项错误；Zn 为自极，Ag2O 为正极，电子在外电路中由 Zn Ag2O，故 B、D 两项错误，C 项正确。 (2)总反应方程式为 ZnAg2O=ZnO2Ag。 (3)由电极反应式知，使用时，负极区消耗 OH，造成 pH 减小，正极区生成 OH ，造成 pH 增大；而电解质溶液的 pH 不变。 答案： (1)C (2)ZnAg2O=ZnO2Ag (3)减小 增大 不变 1

31、2燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。 (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。 A 为生物燃料电池的_(填“正”或“负”)极。 正极反应式为_。 放电过程中，H 由_极区向_极区迁移(填“正”或“负”)。 在电池反应中， 每消耗 1 mol 氧气， 理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是_。 (2)一氧化碳无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种 一氧化碳分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇氧化钠，其中 O2 可以在固体 介质 NASICON 中自由移动。 传感器中通过的电流越大， 尾气中一氧化碳的含量越高。 请回答：

32、 a 极电极反应式为 _； 工作时，O2 由电极_向电极_移动(填“a”或“b”)； 电子由电极_通过传感器流向电极_(填“a”或“b”)。 答案： (1)正 O24H 4e=2H 2O 负 正 22.4 L (2)COO2 2e=CO 2 b a a b 能力达标 13.目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为 Cd2NiO(OH) 2H2O 放电 充电 2Ni(OH)2Cd(OH)2。 (1)已知 Ni(OH)2和 Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是_。 以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应 充电时化学能转变为电能 放 电时化学能转变为电能 A B

33、 C D (2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方 米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重，这是因为 _ _。 (3)另一种常用的电池是锂电池(锂足一种碱金属元素，其相对原于质量为 7)，由于它的比 容量(单位质量电极材料所能转换的电精)特别人而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长 达十年。它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示 LiMnO2=LiMnO2。锂电池比容量特 别大的原因是 _， 锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？ 请用化学万程式表示其原因 _。 解析： (1)镍镉充电电池中发生的反

34、应是在不同条件下发生的，放电时的反应是自发进行的，而 充电时的反应是非自发进行的，只在充电电解时发生，所以这个反应不是可逆反应。充电时 电能转化为化学能(相当于电解池)，放电时化学能转化为电能(相当于原电池)。(2)镍镉充电电 池对土壤的污染主要在于镍和镉的离子都是重金属离子，具有毒性。在酸性土壤里原来不溶 性的 Ni(OH)2和 Cd(OH)2被酸溶解，使 Ni2 和 Cd2在土壤中扩散。(3)由题意，产生等量的电 量时锂电池消耗锂的看量比其他电池消耗的负极金属材料的质量小，这就是锂电池比容量特 别大的原因。锂是一种非常活泼的金属，与钠相似，能与水剧烈反应，如果用水配制电解质 溶液，则锂电极

35、本身会直接与水发生反应而不产生电流。 答案：(1)B (2)Ni(OH)2和 Cd(OH)2能溶于酸性溶液 (3)锂的摩尔质量小 2Li2H2O=2LiOHH2 14氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为该电池的工作原理示意 图，该电池的电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定。请回答： (1)氢氧燃料电池放电时能量转化形式主要是_，在导线中电子流动方向为 _(用 a、b 表示)。 (2)负极的电极反应式为 _。 (3)电极表面镀铂粉的原因为 _。 (4)该电池工作时，H2和 O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全 储氢是关键技术之一。金属锂是一种

36、重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下； .2LiH2= 2LiH .LiHH2O=LiOHH2 反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。 已知 LiH 固体的密度为 0.82 g cm 3。用锂吸收 224 L(标准状况下)H 2，生成的 LiH 体积 与被吸收的 H2体积比为_。 将由生成的 LiH 与 H2O 作用放出的 H2媚作电池燃料， 若能量转化率为 80%， 则导线 中通过电子的物质的量为_mol。 解析：(1)原电池是把化学能转化成电能的装置。电池总反应式为 2H2O2=2H2O，其中 H 元素从 0 价升至1 价， 失去电子，即电子在导线中从 a 流向 b。(2)负极为失去电子的

37、一极， 即 H2失电子生成 H ，由于溶液呈碱性，故负极的电极反应式为 H 22OH 2e=2H O。(3) 电极表面镀铂粉可增大电极单位面积吸附 H2、O2的分子数，可以加快反应速率。(4)反应 中 Li 元素从 0 价升至1 价，故 Li 作还原剂。反应中 H2O 中的 H 元素从1 价降至 H2中 的 0 价， 故 H2O 作氧化剂。 由反应可知， 当锂吸收 10 mol H2时， 则生成 20 mol LiH， V(LiH) 208 0.82 10 3 L1.951101 L，则VLiH VH2 1.95110 1 L 224 L 8.7110 4。20 mol LiH 可生 成 20 mol H2，则实际参加反应的 H2为 20 mol80%16 mol，因 1 mol H2转化成 1 moI H2O 的过程中转移 2 mol 电子，所以 16 mol H2在反应中可转移 32 mol 电子。 答案： (1)由化学能转变为电能 由 a 到 b(表达形式合理均可) (2)H22OH 2e=2H 2O (3)增大电极单位面积吸附 H2、O2的分子数，加快电极反应速率 (4)Li H2O 8.7110 41 32