1-2电池的类型 同步作业 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版

专题一 电化学基础与金属防护第二节 电池的类型 同步作业 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 得分：__________ 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 下列电池中，属于一次电池的是（　　） A. 铅蓄电池　　B. 氢氧燃料电池　　C. 锌锰干电池　　D. 锂离子电池 2. 锌锰干电池中，锌筒的作用是（　　） A. 作正极材料　　B. 作负极材料和容器　　C. 作电解质溶液　　D. 作催化剂 3. 关于铅蓄电池的说法，错误的是（　　） A. 铅蓄电池是二次电池，可反复充放电　　B. 放电时，PbO₂作正极，Pb作负极 C. 充电时，铅蓄电池的正极应连接电源的负极　　D. 铅蓄电池的电解质溶液是稀硫酸 4. 氢氧燃料电池中，若电解质溶液为KOH溶液，则正极的电极反应式为（　　） A. H₂2e⁻ + 2OH⁻ = 2H₂O　　B. O₂ + 4e⁻ + 2H₂O = 4OH⁻ C. H₂2e⁻ = 2H⁺　　D. O₂ + 4e⁻ + 4H⁺ = 2H₂O 5. 下列关于化学电源的说法中，正确的是（　　） A. 一次电池放电后可以充电重复使用　　B. 二次电池又称为蓄电池，可多次充放电 C. 燃料电池的能量转化率低于火力发电　　D. 所有电池都是将电能转化为化学能的装置 6. 纽扣电池常用于手表和计算器，其正极材料为Ag₂O，负极材料为Zn，电解质溶液为KOH溶液。该电池负极的电极反应式为（　　） A. Zn2e⁻ = Zn²⁺　　B. Zn2e⁻ + 2OH⁻ = Zn(OH)₂ C. Ag₂O + 2e⁻ + H₂O = 2Ag + 2OH⁻　　D. Zn + 2e⁻ = Zn²⁺ 7. 锂离子电池在放电时，Li⁺的移动方向是（　　） A. 从负极向正极移动　　B. 从正极向负极移动 C. 在负极内部移动　　D. 不移动 8. 下列关于燃料电池的说法中，错误的是（　　） A. 燃料电池的氧化剂和燃料不储存在电池内部　　B. 燃料电池的能量转化率可达80%以上 C. 燃料电池排放的废弃物主要是水，污染环境小　　D. 燃料电池工作时需要点燃燃料 9. 铅蓄电池放电时，正极发生的反应是（　　） A. Pb2e⁻ + SO₄²⁻ = PbSO₄　　B. PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ = PbSO₄ + 2H₂O C. Pb + SO₄²⁻ = PbSO₄D. PbSO₄ + 2e⁻ = Pb + SO₄²⁻ 10. 某新型电池以金属锂和石墨为电极材料，以LiAlCl₄的有机溶液为电解质，该电池工作时（　　） A. 锂作正极，发生还原反应　　B. 石墨作负极，发生氧化反应 C. 锂作负极，发生氧化反应　　D. 电解质溶液中Cl⁻向正极移动 二、填空题（每空2分，共20分） 1. 化学电源可分为______电池、______电池和______电池三大类。 2. 锌锰干电池是______（填一次或二次）电池，其负极材料是______，正极材料是______，电解质的主要成分是______。 3. 铅蓄电池放电时的总反应方程式为Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O，则充电时的总反应方程式为______，充电时PbSO₄在______极转化为Pb，在______极转化为PbO₂。 4. 氢氧燃料电池中，通入______的一极为负极，通入______的一极为正极；若电解质为酸性，正极反应式为______；若电解质为碱性，负极反应式为______。 5. 废旧电池中含有汞、镉、铅等重金属，随意丢弃会______，因此废旧电池应______处理。 三、判断题（每题2分，共10分） 1. （　　）一次电池放电后不能充电重复使用，二次电池可以多次充放电。 2. （　　）铅蓄电池在充电时，将电能转化为化学能，此时它属于电解池。 3. （　　）燃料电池的燃料和氧化剂都储存在电池内部，使用时不断消耗。 4. （　　）锂离子电池充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极。 5. （　　）锌锰干电池用久后，锌筒会变薄，这是因为锌被氧化而消耗。 四、简答题（每题8分，共24分） 1. 请比较一次电池、二次电池和燃料电池的主要特点，并各举一例说明。 2. 铅蓄电池是工业上常用的二次电池，请写出其放电时的正负极反应式和总反应方程式，并说明充电时如何判断正负极的连接方式。 3. 氢氧燃料电池具有广阔的应用前景，请回答： （1）与火力发电相比，氢氧燃料电池有哪些优点？ （2）写出电解质为KOH溶液时，氢氧燃料电池的负极反应式和总反应方程式。 五、综合运用题（16分） 某电动汽车使用锂离子电池作为动力电源，该电池以LiCoO₂为正极材料，石墨为负极材料，以含Li⁺的有机溶液为电解质。电池反应为LiₓC + Li₁₋ₓCoO₂ C + LiCoO₂。 （1）放电时，Li⁺向______（填正极或负极）移动，负极发生______（填氧化或还原）反应。（2分） （2）写出放电时负极的电极反应式：______。（2分） （3）充电时，电池的负极应连接电源的______（填正极或负极），此时Li⁺向______（填石墨或LiCoO₂）移动。（4分） （4）若该电池放电时转移了0.2 mol电子，计算负极材料质量的变化（增加或减少多少克）。（4分） （5）废旧锂离子电池回收时，为什么要特别注意防止短路和起火？（4分） 【参考答案】 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C B B B A D B C 二、填空题 1. 一次（或干）；二次（或蓄电、可充电）；燃料 2. 一次；锌（或Zn）；石墨（或碳棒、C）；氯化铵（或NH₄Cl，写二氧化锰、炭黑等也可） 3. 2PbSO₄ + 2H₂O Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄；阴；阳（或负、正） 4. 氢气（或H₂）；氧气（或O₂）；O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ = 2H₂O；H₂2e⁻ + 2OH⁻ = 2H₂O 5. 污染土壤和水源（或污染环境、危害人体健康等）；分类回收（或集中处理、无害化等） 三、判断题 1. √　2. √　3. ×　4. √　5. √ 四、简答题 1. 答： 电池类型 主要特点 举例 一次电池 放电后不能充电重复使用，一次性的 锌锰干电池、碱性锌锰电池 二次电池 放电后可充电重复使用，可多次循环 铅蓄电池、锂离子电池、镍镉电池 燃料电池 连续通入燃料和氧化剂，可持续发电，能量转化率高 氢氧燃料电池、甲烷燃料电池 2. 答：负极反应：Pb2e⁻ + SO₄²⁻ = PbSO₄正极反应：PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ = PbSO₄ + 2H₂O总反应：Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O 充电时连接方式判断：充电时，原来的负极（Pb电极）应连接电源的负极，作为阴极，发生还原反应：PbSO₄ + 2e⁻ = Pb + SO₄²⁻；原来的正极（PbO₂电极）应连接电源的正极，作为阳极，发生氧化反应：PbSO₄ + 2H₂O2e⁻ = PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻。 3. 答： （1）优点：能量转化率高，可达80%以上，而火力发电通常只有30%~40%；产物是水，无污染，绿色环保；噪声小，无机械振动；不需要经过燃烧，能量转换环节少；可持续供电，只要不断供应燃料和氧化剂。 （2）负极反应式：2H₂4e⁻ + 4OH⁻ = 4H₂O（或H₂2e⁻ + 2OH⁻ = 2H₂O） 总反应方程式：2H₂ + O₂ = 2H₂O 五、综合运用题 （1） 正极；氧化 （2） LiₓCxe⁻ = xLi⁺ + C（或LiₓCxe⁻ = C + xLi⁺） （3） 负极；石墨 （4） 解： 放电时，负极反应为LiₓCxe⁻ = C + xLi⁺ 即每转移x mol电子，有x mol Li⁺从负极脱嵌，负极质量减少。 根据反应，转移0.2 mol电子时，有0.2 mol Li⁺脱嵌。 m(Li) = 0.2 mol × 7 g/mol = 1.4 g 答：负极材料质量减少1.4 g。 （5） 答：锂离子电池中含有活泼的金属锂（或锂的化合物），锂遇水会剧烈反应放出氢气并放出大量热；电池内部有有机电解质溶液，易燃易爆；短路时会产生大量热量，可能引发燃烧或爆炸；因此回收时要防止短路、避免接触水源、防止挤压和高温，确保安全。 学科网（北京）股份有限公司 $