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化学电源
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1．能源可分为一次能源和二次能源,自然界中以现成形式提供的能源称一次能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。据此判断,下列叙述正确的是( )。
A.天然气是二次能源 B.石油是二次能源
C.电能是一次能源 D.水力是一次能源
2．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LiCl-KCl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PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是( )。
A.正极反应式:Ca+2Cl--2e-=CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g Pb
D.常温时,在正、负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
3．已知空气-锌电池的电极反应为:
锌片:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O
石墨:O2+H2O+2e-=2OH-
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下列说法不正确的是( )。
A.锌片作电池的负极
B.氧气在正极发生还原反应
C.每转移1 mol电子消耗标准状况下氧气的体积为5.6 L
D.放电时,负极产生的OH-不断向正极移动
4．下列说法正确的是( )
A.镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池
B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C.化学电池的反应基础是氧化还原反应
D.铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2
5．已知空气—锌电池的电极反应为
锌片：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；
碳棒：O2＋H2O＋2e－===2OH－，
据此判断，锌片是( )
A.正极并被还原 B.正极并被氧化
C.负极并被还原 D.负极并被氧化
6．据报道，锌电池可能将会取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解质溶液和空气。则下列叙述正确的是( )
A.锌为正极，空气进入负极反应
B.负极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
C.正极发生氧化反应
D.电解质溶液为强酸
7．
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镍镉(Ni—Cd)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：
Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是( )
A.充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O
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
8．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁—空气燃料电池，镁—海水燃料电池，镁—过氧化氢燃料电池，镁—次氯酸盐燃料电池。如图为镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是( )
A.放电过程中OH－移向正极
B.电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2↓＋Cl－
C.镁电池中镁均为负极，发生氧化反应
D.镁—过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
9．下图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( )
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A.该电池的负极反应式为CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
B.该电池的正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C.电流由O2所在的铂电极经外电路流向另一电极
D.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量
10．2012年6月16日18时37分24秒，神舟九号成功发射。飞船的能量部分来自太阳能电池，另外内部还配有高效的MCFC型燃料电池。该燃料电池可同时供应电和水蒸气，其所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该燃料电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为H2＋CO－2e－===CO2↑＋H2O，则下列推断正确的是( )
A.电池工作时，CO向负极移动
B.电池放电时，电子经外电路由通氧气的正极流向通氢气的负极
C.正极的电极反应式为4OH－－2e－===O2↑＋2H2O
D.通氧气的电极为正极，发生氧化反应
11．目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示,根据图示回答下列问题:
铅蓄电池的负极是 ,负极反应式是 ,铅蓄电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2
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O,则正极反应式为 。放电过程中溶液的密度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
12．燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是
x极：O2(气)＋2H2O(液)＋4e－===4OH－
y极：H2(气)＋2OH－－2e－===2H2O(液)
回答下列问题：
(1)x是________极，发生________反应。(填“氧化”或“还原”，下同)
(2)y是________极，发生________反应。
总反应方程式为_____________________。
(3)若反应后得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为________。
13．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＋，会加速其电极的腐蚀，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
14．
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如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。试回答下列问题：
(1)酸式电池的电极反应：负极______________，正极________________；电池总反应：___________________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)碱式电池的电极反应：负极______________，正极_____________；电池总反应：________________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
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参考答案
1．D
【解析】天然气、石油是化石燃料,都是一次能源;电能如火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热使水转化为蒸汽推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电得到的,是二次能源;水力是直接从自然界取得的能源,是一次能源。
2．D
【解析】正极发生还原反应,应为PbSO4+2e-=Pb+S,A项错误;电池放电过程中,阳离子向正极移动,B项错误;每转移0.1 mol电子,生成0.05 mol Pb,质量为10.35 g,C项错误;常温下,电解质没有熔化,不导电,不能形成原电池,故指针不偏转,D项正确。
3．D
【解析】从空气-锌电池的电极反应可知,锌片是负极,发生氧化反应;石墨是正极,氧气在正极发生还原反应;每转移2 mol电子,消耗0.5 mol O2,每转移1 mol电子消耗0.25 mol O2,转化成标准状况下的体积为5.6 L;放电时,在石墨电极(正极)产生OH-,OH-流向锌片(负极),在负极和锌发生反应,综合分析,D项符合题意。
4．C
【解析】碱性锌锰干电池是一次电池，燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池，铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2，负极材料是Pb。
5．D
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【解析】Zn失电子作负极，被氧化。
6．B
【解析】Zn与O2反应的电子转移情况为===2ZnO，所以Zn作负极，负极发生氧化反应，Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O。O2是正极反应物，发生还原反应。若电解质溶液是强酸，电池的化学反应不是2Zn＋O2===2ZnO，而是Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。]
7．A
【解析】由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知，Ni(OH)2作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O；Cd(OH)2作阴极，Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－；充电的过程是将电能转化为化学能；放电时，Cd作负极，Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，Cd周围的c(OH－)下降，OH－向负极移动。
8．A
【解析】根据图像判断反应过程，判断正、负极，正确书写电极反应式。镁燃料电池，镁作负极失电子，产物由电解质溶液决定，若为酸性溶液生成Mg2＋，碱性溶液生成Mg(OH)2。ClO－在正极反应，由图可知有Cl－和OH－生成，OH－向负极移动，生成Mg(OH)2。
9．A
【解析】由图示可知，呼气时进去的是CH3CH2OH出来的是CH3COOH，负极的电极反应式为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，A错误；氧气由正极通入，酸性条件下生成H2
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O，B正确；电流由正极流向负极，C正确；酒精含量高，转移的电子数多，电流大，D正确。
10．A
【解析】原电池放电时，电子由负极经外电路流向正极，B错误；正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C错误；通氧气一极为正极，发生还原反应，D错误。
11．铅;Pb-2e-+S=PbSO4;PbO2+4H++S+2e-=PbSO4+2H2O;减小
【解析】正极反应式等于总反应式减去负极反应式,放电过程中消耗了硫酸,故电解液的密度减小。
12．(1)正 还原 (2)负 氧化 2H2＋O2===2H2O (3)0.6NA
【解析】(1)x极：O2得电子发生还原反应，所以为正极。(2)y极：H2失电子发生氧化反应，所以为负极。x极，y极得失电子数应相同，故x极发生反应方程式与y极发生反应方程式乘以2相加得总反应方程式为2H2＋O2===2H2O。
(3)4 mol e－～2H2O
4 mol 218 g
n(e－) 5.4 g
n(e－)＝0.6 mol。
13．(1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 B
【解析】(1)负极是失电子的一极，Zn失电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2＋置换为单质而除去。
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14．(1)2H2－4e－===4H＋ ；O2＋4e－＋4H＋===2H2O ；2H2＋O2===2H2O 变大
(2)2H2－4e－＋4OH－===4H2O ；O2＋4e－＋2H2O===4OH－ ；2H2＋O2===2H2O 变小
【解析】(1)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，酸性条件下与H＋结合生成H2O；负极上，H2失电子变为H＋，H＋进入电解质溶液。电池总反应为H2和O2生成水的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。
(2)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH－；负极上，H2失去电子变为H＋，碱性条件下H＋不能大量存在，与OH－结合生成水。电池总反应也是H2和O2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH－)变小，pH变小。
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