原电池的基本原理及其应用、化学电源
突破训练(四)
1.一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是( )
A.放电时,多孔碳材料电极为负极
B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D.充电时,电池总反应为Li2O2-x===2Li+O2
2.一种新型可逆电池的工作原理如图所示。放电时总反应为Al+3Cn(AlCl4)+4AlCl4Al2Cl+3Cn(Cn表示石墨)。
下列说法正确的是( )
A.放电时负极电极反应为2Al-6e-+7Cl-===Al2Cl
B.放电时AlCl移向正极
C.充电时阳极反应为AlCl-e-+Cn===Cn(AlCl4)
D.电路中每转移3 mol电子,最多有1 mol Cn(AlCl4)被还原
3.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为Li1-xCoO2+LixC6===LiCoO2+C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )
A.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移
B.放电时,负极的电极反应式为LixC6-xe-===xLi++C6
C.充电时,若转移1 mol e-,石墨(C6)电极将增重7x g
D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-===Li1-xCoO2+xLi+
4.用单质铁去除酸性水体中N的原理如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.能量转化形式主要为化学能转化为电能
B.电极材料分别为Fe和Fe3O4
C.负极反应为N+8e-+10H+N+3H2O
D.该原理的总反应可表示为N+3Fe+2H++H2ON+Fe3O4
5.环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.“对电极”是负极
B.“工作电极”上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+NO+H2O
C.传感器工作时H+由工作电极移向对电极
D.对电极的材料可能为活泼金属锌
6.甲醇燃料电池体积小巧、洁净环保、理论比能量高,已在便携式通讯设备、
汽车等领域应用。某甲醇燃料电池的总反应式为2CH4O+3O22CO2+4H2O,如图是该燃料电池的示意图。下列说法错误的是( )
A.a是甲醇,b是氧气
B.燃料电池将化学能转化为电能
C.质子从M电极区穿过交换膜移向N电极区
D.负极反应:CH4O-6e-+H2OCO2↑+6H+
7.固态锂硫电池能量密度高、成本低,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16Li+xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )
A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-===3Li2S4
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
8.综合如图判断,下列说法正确的是( )
A.装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+
B.装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D.放电过程中,装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大
9.以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如下图。下列说法正确的是( )
内重整碳酸盐燃料电池的原理图
A.以此电池为电源电解精炼铜,当有0.1 mol e-转移时,有3.2 g铜溶解
B.若以甲烷为燃料气时负极反应式:CH4+5O2--8e-===CO+2H2O
C.该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3
D.空气极发生的电极反应式为O2+4e-+2CO2===2CO
10. 镁-次氯酸盐电池的工作原理如图K23-4,该电池反应为Mg+ClO-+H2OMg(OH)2+Cl-。
图K23-4
下列有关说法正确的是 ( )
A.电池工作时,正极a附近的pH将不断增大
B.电池工作时,C溶液中的溶质是MgCl2
C.负极反应式:ClO-+2e-+H2OCl-+2OH-
D.b电极发生还原反应,每转移0.2 mol电子,理论上生成0.1 mol Cl-
11.(1)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
①该电池的负极材料是 。电池工作时,电子流向 (填“正极”或“
负极”)。
②若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填字母)。
A.NaOH B.Zn C.Fe D.NH3·H2O
(2)铅蓄电池是化学电源,它工作时的电池总反应为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O。试回答:
①蓄电池负极的电极材料是 。
②工作时该蓄电池正极的电极反应式是 。
③铅蓄电池工作时,电解质溶液的密度 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),pH 。
(3)锌银电池比能量大、电压平稳,广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电解质溶液是KOH溶液,电池总反应为Zn+Ag2OZnO+2Ag。该电池的正极材料是 ;电池工作时,阳离子向 (填“正极”或“负极”)移动;负极的反应式为 。
12.燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。
(1)以多孔铂为电极,如图甲装置中A、B口分别通入CH3CH2OH和O2构成乙醇燃料电池,则b电极是______(填“正极”或“负极”),该电池的负极电极反应式为_________
________________________________________________________________________。
(2)科学家研究了转化温室气体的方法,利用图乙所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO,该电池负极反应式为__________________________________________________,
工作时的总反应式为_____________________________________________。
(3)绿色电源“二甲醚—氧气燃料电池”的工作原理如图丙所示。
①氧气应从c处通入,则电极Y为________极,发生的电极反应式为____________;
②二甲醚(CH3OCH3)应从b处加入,电极X上发生的电极反应式为________________________________________________________________________;
③电池在放电过程中,电极X周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。