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课堂小练(二十二) 化学电源
一、选择题
1.电子表和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应式为Ag2O+H2O+ZnZn(OH)2+2Ag。下列说法正确的是 ( )
A.Ag2O是正极,Zn是负极
B.Zn是正极,Ag2O是负极
C.工作时,电池负极区溶液pH增大
D.工作时,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
解析 根据总反应式可知,锌失去电子发生氧化反应,作负极,氧化银得到电子发生还原反应,作正极,A项正确、B项错误;负极区锌离子与氢氧根离子结合,溶液中氢氧根离子浓度减小,则其pH减小,C项错误;该电池工作时,电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,D项错误。
答案 A
2.海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是 ( )
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
解析 海水中含有丰富的电解质,如氯化钠、氯化镁等,可作为电解质溶液,A项正确;锂-海水电池的总反应为4Li+2H2O+O24LiOH, M极上Li失去电子发生氧化反应,则M电极为负极,电极反应式为Li-e-Li+,N极为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,B项错误;Li为活泼金属,易与水反应,玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应,并能传导离子,C项正确;该电池不可充电,属于一次电池,D项正确。
答案 B
3.某金属Mg—空气电池装置示意图如图,下列有关说法不正确的是 ( )
A.碳材料作原电池正极,发生还原反应
B.放电时,金属Mg失去电子
C.放电时,OH-向碳材料迁移
D.电池工作的总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2
解析 碳材料作原电池正极,O2得电子发生还原反应,A项正确;金属Mg作原电池的负极,放电时,金属Mg失去电子发生氧化反应,B项正确;原电池工作时,阴离子向负极移动,则放电时,OH-向Mg电极迁移,C项不正确;电池工作时,负极反应:2Mg-4e-2Mg2+,正极反应:O2+2H2O+4e-4OH-,则总反应为2Mg+O2+2H2O2Mg(OH)2,D项正确。
答案 C
4.热激活电池可应用于特殊环境。一种热激活电池的工作原理如图所示,该电池的总反应式为2Li+FeS2Fe+Li2S2。下列说法正确的是 ( )
A.放电时Li+向a极移动
B.正极的电极反应式为FeS2+2e-Fe+
C.电子由a电极经熔融介质流向b电极
D.放电时,若有0.2 mol e-转移,则正极质量增加6.4 g
解析 该原电池中,a极为负极,b极为正极,放电时阳离子移向正极,即Li+向b极移动,A项错误;正极上FeS2发生得电子的还原反应生成Fe和,则正极反应式为FeS2+2e-Fe+,B项正确;放电时电子从负极经过导线流向正极,不能进入熔融介质中,C项错误;正极反应式为FeS2+2e-Fe+,正极上FeS2Fe+Li2S2,若有0.2 mol e-转移,增加0.2 mol锂离子的质量,则正极质量增加0.2 mol×7 g·mol-1=1.4 g,D项错误。
答案 B
5.如图,某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是 ( )
A.放电时,M电极反应为Ni-2e-Ni2+
B.放电时,Li+由M电极向N电极移动
C.充电时,M电极的质量减小
D.充电时,N电极反应为Li3Bi+3e-3Li++Bi
解析 由题干信息可知,放电时,M极由于Li比Ni更活泼,也比N极上的Sb、Bi、Sn更活泼,故M极作负极,电极反应为Li-e-Li+,A项错误;放电时,M极为负极,N极为正极,故Li+由M电极向N电极移动,B项正确;由二次电池的原理可知,充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程,M电极的电极反应式为Li++e-Li,故电极质量增大,C项错误; N极为正极,电极反应式为3Li++3e-+BiLi3Bi,由二次电池的原理可知,充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程,充电时,N电极反应为Li3Bi-3e-3Li++Bi,D项错误。
答案 B
6.第16届海南国际车展上展出了中国研制的新型燃料电池汽车,该车装有“绿色心脏”——质子交换膜燃料电池。某种质子交换膜燃料电池如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该电池的a极发生氧化反应
B.正极反应为O2+4e-+2H2O4OH-
C.质子(H+)通过质子交换膜移动到a极
D.该燃料电池的能量转化率可达到100%
解析 该电池的a极,氢气失电子生成氢离子,发生氧化反应,A项正确;电解质溶液呈酸性,产生的电极产物在电解质溶液中要能稳定存在,正极反应式为O2+