1、第二单元 化学能与电能的转化第 2 课时 化学电源一、选择题1. 关于化学电源的叙述，下列说法错误的是（ ）A. 化学电源均是根据原电池的工作原理设计的B. 在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应C. 镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵D. 燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源2. 高功率 Ni/MH（M 表示储氢合金）电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni（OH） 2M NiOOHMH，下列叙述正确的是（ ）A. 放电时正极附近溶液的碱性增强B. 放电时负极反应为：M H2Oe MHOH C. 放电时阳极反应为：NiOOHH 2Oe Ni（OH）
2、2OH D. 放电时每转移 1 mol 电子，正极有 1 mol NiOOH 被氧化3. 银锌纽扣电池的总反应式为 ZnAg 2OH 2O Zn（OH ） 22Ag ，下列说法不正确的是（ ）A. 锌作负极 B. 放电时，正极产物是银 C. 电解质溶液不可能呈酸性 D. 充电时发生了原电池反应4. 下图是课外活动小组设计的用化学电源使 LED 灯发光的装置。 下列说法错误的是（ ）A. 铜片表面有气泡生成B. 装置中存在“化学能 电能 光能”的转换 C. 如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动D. 如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变5. 最早使用的化学电源是锌锰电池，即大家所熟悉的干
3、电池（dry cell） ，其结构如下图所示：尽管这种电池的历史悠久，但对它的电化学过程尚未完全了解。一般认为，放电时电池中的反应如下：E 极：2MnO 22H 2O2e 2MnO（OH）2OH F 极：Zn 2NH 4Cl2e Zn（NH 3） 2Cl22H 总反应式：2MnO 2Zn2NH 4Cl 2MnO（OH）Zn（NH 3） 2Cl2 下列说法正确的是（ ）A. E 极是电池的正极，发生的是氧化反应B. F 极是电池的负极，发生的是氧化反应C. 从结构上分析，锌锰电池应属于可充电电池D. 锌锰电池内部发生的氧化还原反应是可逆的6. 锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能
4、量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时电极反应式为负极反应：C 6Lixe C6Li1x xLi （C 6Li 表示锂原子嵌入石墨形成复合材料） ，正极反应：Li 1x MO2xLi xe LiMO 2（LiMO 2 表示含锂的过渡金属氧化物）下列有关说法正确的是（ ）A. 锂离子电池充电时电池反应为 C6LiLi 1x MO2LiMO 2C 6Li1xB. 电池反应中，锂、锌、银、铅各失去 1mol 电子，金属锂所消耗的质量最小C. 锂离子电池放电时电池内部 Li 向负极移动D. 锂离子电池充电时阴极反应为 C6Li1x xLi x e C6Li7. Al AgO 电池性能优越 ，可用作水
5、下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为：2Al3AgO2NaOH2NaAlO 23Ag H 2O，则下列说法正确的是（ ）A. AgO/Ag 电极是负极B. 当电极上析出 1.08 g Ag 时，电路中转移的电子为 0.02molC. Al 电极的反应式为：Al 3e 4OH AlO 2 2H 2OD. 在电解质溶液中 OH 由 Al 电极移向 AgO/Ag 电极二、填空题8. 化学电源在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd 2NiO（ OH） 2H2O 2Ni（ OH） 2 Cd（ OH） 2， 已 知 N
6、i（ 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 （填序号）以上反应不是可逆反应 电解质溶液为硫酸充电时化学能转化为电能 镉（Cd）为负极，发生还原反应放电时正极区 pH 升高（2） 美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转化为电能，而不经过热能中间形成，发生的反应为：则负极反应式为_，正极反应式为_。一段时间后，KOH 溶液的浓度 （填“变大” 、 “变小”或“不变” ） 。9. 铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是 Pb 和 PbO2，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为 PbO2Pb2H 2
7、SO42PbSO 42H 2O，根据上述情况判断：（1）蓄电池的负极是_，其电极反应式为_。（2）蓄电池的正极是_，其电极反应式为_。（3）蓄电池工作时，其电解质溶液的 pH_（填“增大” 、 “减小”或“不变” ） 。（4）实验室用铅蓄电池作电源，电解饱和食盐水制取氯气，今若制得 Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的 H2SO4 的物质的量至少是 。答案及解析一、选择题1. C 解析：镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属，会对环境造成严重污染。2. A 解析：放电相当于原电池，C 不正确。正极是得到电子的，根据总反应式可知，正极是 NiOOH 中的 Ni 得到电子被还原，生
8、成 Ni（OH） 2，碱性增强，A 正确，D 不正确。原电池中负极失去电子，因此选项 B 不正确。答案选 A。3. D 解析：对于充电电池来讲，放电时化学能转化为电能，是原电池；反之为电解池；针对 ZnAg 2OH 2O Zn（OH） 22Ag 来讲，放电时，锌作负极，Ag 2O 作正极，正极产物是银；从 Zn（OH） 2 可推知电解质溶液不可能为酸性。4. C 解析：C 柠檬汁呈酸性，会和锌片发生氧化还原反应，导线中有电子流动，故错。故选 C。5. B 解析：A 错，E 极是电池的正极，发生的是还原反应；B 正确，F 极是电池的负极，发生的是氧化反应；C 错，从结构上分析，锌锰电池应属于一次
9、性电池；D 错，锌锰电池内部发生的氧化还原反应是不可逆的，因为它是一次电池。6. BD 解 析 ： 由 负 极 反 应 ： C6Li xe C6Li1 x xLi 和 正 极 反 应 ：Li1 xMO2 xLi xe LiMO2 得原电池总反应为 C6Li Li1x MO2 C6Li1x LiMO 2，而充电时电池反应与此相反，故 A 错 D 对，又因原电池内电路中电流方向是由负极流向正极，阳离子应向正极移动，故 C 错误。锂摩尔质量很小，故锂失去 1mol 电子，锂所消耗的质量最小。7. BC 解析：电池总反应中铝元素由 0 价升为3 价，发生氧化反应，说明 Al 电极是负极，而银元素由1
10、降为 0 价，发生还原反应，说明 AgO/Ag 电极是正极，故 A 错误；由于 nm/M ，则正极上析出的 Ag 为 0.01mol，由于2Al3AgO2NaOH2NaAlO 23Ag H 2O6e 一 中各物质的系数之比等于物质的量之比，则电路中转移电子的物质的量为 Ag 的两倍，即 0.02mol，故 B 正确；由总反应推断，负极主要反应物产物是 AlAlO 2 一 ；由于化合价升高总数等于失去电子数，则 Al3e 一AlO 2 一 ；由于 NaOH 是强碱，应选择 OH 一 使左右电荷总数相等，则 Al3e 一 4OH 一AlO 2 一 ；由于左边比右边多 4 个 H、2 个 O，说明生
11、成物还有水，则 Al 电极的反应式为Al3e 一 4OH 一 AlO 2 一 2H 2O，故 C 正确；OH 一 是带负电的阴离子，原电池内电路中阴离子移向负极，则 OH 一 应由 AgO/Ag 电极移向 Al 电极，故 D 错误。二、填空题8. （1） （2）H 22e 2OH 2H 2O O22H 2O 4e 4OH 变小解析：考查电化学的综合应用。（1）应用放电和充电的反应条件不同，所以反应不是可逆反应，选项正确；Ni（OH） 2 和 Cd（OH） 2 均难溶于水但能溶于酸，所以电解质不能用硫酸，选项不正确；充电相当于电解，电能转化为化学能，选项不正确；放电是镉失去电子，发生氧化反应，作
12、负极，选 项 不 正 确 ； 放 电 时 正 极 电 极 反 应 式 是 2NiO（ OH） 2e 2H2O 2OH 2Ni（ OH） 2，所以放电时正极区 pH 升高，选项正确，答案选。（2）原电池负极失去电子，所以氢气在负极通入，电极反应式是 H22e 2OH 2H 2O；氧气在正极通入，电极反应式是 O22H 2O 4e 4OH 。由于反应中有水生成，所以氢氧化钾的浓度降低，pH 变小。9. （1）Pb Pb2e SO 42 PbSO 4 （2）PbO 2 PbO2 4H SO 4 2e PbSO 42H 2O（3）增大（4）1mol解析：由总反应中的元素化合价的升降可知Pb 在负极失电子：Pb 2e SO 42 PbSO 4PbO2 在正极得电子：PbO 24H SO 4 2e PbSO 42H 2O电池工作过程中，消耗硫酸，电解质溶液的酸性减弱，pH 增大（4）电解食盐水：2NaCl2H 2O2NaOHH 2Cl 2，当制得 0.050mol 氯气时，电路中电子的转移为 0.1mol，而在电池内部（反应中有两个电子转移） ，必定消耗硫酸最少为 0.1mol。
