内容正文:
2.2 化学电源
基础过关练
考点一 化学电源的分类
1.下列有关化学电源的说法正确的是( )
A.汽车用的铅蓄电池属于一次电池
B.锌锰干电池石墨棒作负极,锌筒作正极
C.化学电池放电时,发生氧化还原反应
D.燃料电池放电时,燃料在电池正极反应
2.下列有关四个常用电化学装置的叙述中,正确的是 ( )
A.图1所示电池中,MnO2的作用是作为催化剂
B.图2所示电池充电过程中,硫酸浓度不断降低
C.图3所示氢氧燃料电池中,负极室的H+通过隔膜进入正极室
D.图4所示电池中,Ag2O是负极反应物,电池工作过程中被还原为Ag
考点二 一次电池
3.我国学者利用催化剂的选择性(可选择性促进某种反应的进行)成功设计了钠等活泼金属/海水高储能电池(装置如图,固体电解质只允许钠离子通过),有望用于航海指示灯的能源。下列说法正确的是( )
A.有机液若换为稀硫酸,电池使用效率更高
B.放电时,钠电极的电势高于催化电极
C.催化电极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑
D.放电时,电路中转移2 mol电子,钠电极质量减少46 g
4.银铝电池具有能量密度高的优点,其工作原理如图所示,电池放电时的反应为2Al+3Ag2O+2NaOH 2NaAlO2+6Ag+H2O。
下列说法错误的是( )
A.Al为电池负极
B.正极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-
C.放电时负极区pH增大
D.放电时Na+通过交换膜向右侧移动
考点三 二次电池
5.铅蓄电池的工作原理可表示为PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,其构造示意图如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.放电时,正、负电极质量均增大
B.放电时,溶液的pH增大
C.充电时,H+移向Pb极
D.充电时,每消耗2 mol PbSO4,转移电子数约为4×6.02×1023
6.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,充放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池放电时阳离子向正极移动
B.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
C.电池的电解液为碱性溶液
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e- Ni2O3+3H2O
7.近年来电池研究领域涌现出一类纸电池,其厚度仅0.5毫米,可以任意弯曲。组成与传统电池类似。某纸电池结构如图所示,其M极为嵌锂石墨(LixC6),N极为钴酸锂(LiCoO2),电解质溶液为六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯溶液(无水)。下列说法错误的是( )
A.放电时,M电极的电极反应式为LixC6-xe- xLi++6C
B.放电时,Li+由N极向M极迁移
C.充电时,M极连接直流电源负极
D.充电时,N极的电极反应式为LiCoO2-xe- xLi++Li1-xCoO2
考点四 燃料电池
8.一种微生物燃料电池可将醋酸盐作为燃料转化为对环境友好的产物,其原理如下图所示。双极膜间的H2O解离为H+和OH-并分别向两极迁移。
下列说法错误的是( )
A.电流从电极b经用电器流向电极a
B.电池工作时,双极膜中H+向电极a迁移
C.电极a的反应为CH3COO--8e-+2H2O 2CO2↑+7H+
D.理论上,消耗的醋酸根离子与氧气的物质的量之比为1∶2
9.微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。某污水处理厂利用微生物燃料电池处理含铬废水的工作原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.电池工作时b极发生还原反应
B.a极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O CO2↑+6H+
C.电池工作一段时间后,右边溶液的酸性增强
D.每处理1 mol Cr2,a极上会生成1 mol CO2
能力提升练
考点一 二次电池
1.我国科研团队研究出一种MB(亚甲基蓝)/MnO2固态无扩散氢离子电池,该电池模型如图所示,充电时,Mn2+生成MnO2沉积在石墨毡上。下列说法错误的是( )
A.放电时,石墨毡作正极
B.放电时,H+从右侧区移到左侧区
C.充电时,阴极发生反应MB+2H++2e-H2MB
D.充电时,若转移0.2 mol电子,石墨毡质量增加8.7 g
2.金属硫电池具有低成本和高能量密度的特点,是当前主选储能设备之一。下列有关叙述错误的是 ( )
已知:2K+3S K2S3
A.该电池工作时在有机电解液中的K+可以通过隔膜
B.放电时,电路中通过2 mol e-时,负极减重78 g
C.充电时,可能存在硫化物转化:→→→K2S3
D.充电时,阳极区可能发生的反应有4K2S3-2e- 3+8K+
3.以Sn-Cu-C复合电极材料(锂单质镶嵌其中)为电极的一种锂离子电池,容量高、循环性能好,总反应为Li1-xNiaCobMncO2+yCu+LixSn LiNiaCobMncO2+SnCuy,其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.电解质溶液可选用Li2SO4溶液
B.放电时M极的反应为yCu+LixSn-xe- SnCuy+xLi+
C.充电时N极的电极反应为Li1-xNiaCobMncO2+xLi++xe- LiNiaCobMncO2
D.放电时,当转移0.1 mol电子时,N电极增重1.4 g
考点二 带“膜”电池
4.《科学》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法,原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.X膜为阳离子交换膜
B.a极为正极,发生还原反应
C.该装置可实现化学能与电能间的完全转化
D.当外电路通过2 mol e-时,消耗22.4 L O2
5.一种新型酸碱混合锌铁液流电池放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.离子交换膜X为阳离子交换膜
B.放电时,每转移1 mol电子,中间腔室内的溶液中将增加1 mol NaCl
C.充电时,每转移2 mol电子,参与反应的铁元素质量为112 g
D.充电时,③区溶液的酸性减弱
6.碱酸混合锌—硝酸根离子电池具有电压高、放电功率大等优点,其工作原理如图所示,工作时,H2O在双极膜(允许H+和OH-穿梭)界内解离成H+和OH-。下列说法正确的是( )
A.放电时,双极膜内的OH-会移向b室
B.每转移0.2 mol电子,负极质量减少13 g
C.放电时,总反应为6OH-+7H2O+N+4Zn 4[Zn(OH)4]2-+N
D.放电一段时间后,a室溶液pH会增大
考点三 新型电池
7.Zn-NO电池系统同时具有合成氨和对外供电的功能,其工作原理如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.电池工作过程中,负极区溶液pH减小
B.电池的总反应式为5Zn+2NO+3H2O 5ZnO+2NH3
C.Zn/ZnO电极反应为Zn-2e-+2OH- ZnO+H2O
D.当电路中转移5 mol电子时,理论上可获得34 g NH3
8.非水系锂氧(Li-O2)电池因其高能量密度而成为一种有前景的电池,其放电示意图如下,隔膜a只允许Li+通过。
(1)放电时,电池的总反应为 ;电解液a不选用LiCl水溶液的原因可能是 。
(2)不考虑其他副反应,若放电前两电极质量完全相同,放电时,电路中转移1 mol e-,正、负电极的质量之差为 g(假设生成的不溶物全覆盖在电极表面,生成的可溶物全部扩散至电解液中,参与电极反应的物质均过量)。
答案
基础过关练
1.C
2.C
3.D
4.C
5.D
6.B
7.B
8.B
9.C
能力提升练
1.B
2.C
3.B
4.A
5.D
6.C
7.D
8.答案 (1)2Li+O2 Li2O2 Li能与水剧烈反应,产生易爆的H2,存在安全隐患(或其他合理答案)
(2)30
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