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文档简介

6-2-2 考点二 化学电源一、可充电电池1“天宫二号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电,夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为2Ni(OH)22NiOOHH2。则下列说法正确的是()A放电时,NiOOH发生氧化反应B充电时,a电极的pH增大,K移向b电极C充电时,a电极的电极反应为2H2O2e=H22OHD放电时,负极反应为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH解析:放电时,NiOOH在正极上得电子变成Ni(OH)2,发生还原反应,A错误;充电时,a电极作阴极,电极反应式为2H2O2e=H22OH,pH增大,K移向a电极,B错误、C正确;放电时,负极上H2放电,D错误。答案:C2全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池,该电池性能优良,其电池总反应为V3VO2H2OVO2HV2。下列叙述正确的是()A放电过程中电解质溶液中阴离子移向正极B放电时每转移0.5 mol电子,负极有0.5 mol V2被氧化C充电时阳极附近溶液的酸性减弱D充电时阳极反应式为VO2He=VO2H2O解析:放电时发生的反应为VO2HV2=V3VO2H2O,阴离子移向负极,A错误;负极V2被氧化成V3,每转移0.5 mol电子,负极有0.5 mol V2被氧化,B正确;充电时的总反应为V3VO2H2O=VO2HV2。阳极反应为VO2H2Oe=VO2H阳极附近溶液的酸性增强,C、D错误。答案:B3锂空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量。如图是锂空气电池放电和充电时的工作示意图。下列说法正确的是()Aa极为原电池的正极B电池充电时,b极发生的反应为O22H2O4e=4OHC放电时,a极锂的化合价未发生变化D充电时,溶液中Li由b极向a极迁移解析:根据题给装置图判断,a电极为原电池的负极,电极反应为Lie=Li,A、C项错误;电池充电时,b极发生的反应为4OH4e=O22H2O,B项错误;充电时,阳离子移向电解池的阴极,D项正确。答案:D4某充电宝锂离子电池的总反应为xLiLi1xMn2O4LiMn2O4,某手机镍氢电池总反应为NiOOHMHMNi(OH)2(M为储氢金属或合金),有关上述两种电池的说法不正确的是()A锂离子电池放电时Li向正极迁移B镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHC上图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4xe=Li1xMn2O4xLi解析:电池工作时,阳离子(Li)向正极迁移,A项正确;镍氢电池放电时,正极得电子,电极反应式:NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH,B项正确;根据电池总反应知,左侧锂电池作电源给右侧电池充电,C项正确;锂离子电池充电时,阴极的电极反应式为Lie=Li,D项错误。答案:D二、燃料电池5甲醇燃料电池体积小巧,洁净环保、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2CH4O3O2=2CO24H2O,如图是该燃料电池的示意图。下列说法错误的是()Aa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:CH4O6eH2O=CO26H解析:由质子交换膜知,电解质溶液呈酸性,N极上生成水,则a为氧气,N为正极,M为负极,负极反应式为CH4O6eH2O=CO26H,正极反应式为O24H4e=2H2O,b是甲醇、c是二氧化碳,质子从M电极区通过质子交换膜到N电极区,通过以上分析知,B、C、D正确。答案:A6液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示,该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab极发生氧化反应Ba极的反应式:N2H44OH4e=N24H2OC放电时,电流从a极经过负载流向b极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析:在燃料电池中,氧气作为氧化剂在正极发生还原反应,故A项错误;燃料N2H4为还原剂,在负极发生氧化反应,故B项正确;放电时,电流由正极(b极)经外电路流向负极(a极),故C项错误;正极的电极反应式为:O24e2H2O=4OH,OH将透过交换膜在负极发生反应,应选择阴离子交换膜,故D项错误。答案:B7新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示,(已知硼氢化钠中氢为1价),有关该电池的说法正确的是()A电极B材料中含MnO2层,MnO2可增强导电性B电池负极区的电极反应:BH8OH8e=BO6H2OC放电过程中,Na从正极区向负极区迁移D在电池反应中,每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液,理论上流过电路中的电子为6NA个解析:A项,电极B采用MnO2,为正极,H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH,MnO2既作电极材料又有催化作用,错误;B项,负极发生氧化反应,电极反应式为BH8OH8e=BO6H2O,正确;C项,放电时,钠离子向正极移动,错误;D项,在电池反应中,每消耗1 L 6 molL1 H2O2溶液,理论上流过电路中的电子数6 molL11 L2NA/mol12NA,错误。答案:B三、新型化学电源8近几年科学家发明的一种新型可控电池锂水电池,工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是()A碳极发生的反应是2H2O2e=H22OHB有机电解质和水溶液不可以互换区域C标准状况下产生22.4 L的氢气时,正极消耗锂的质量为14 gD该装置不仅可提供电能,还可得到清洁的氢气解析:根据图示信息可知,碳电极上产生氢气,应该是正极,该电极上发生得电子的还原反应:2H2O2e=H22OH,A正确;由于金属Li可以和水反应生成氢氧化锂和氢气,但是和有机电解质不反应,所以有机电解质和水溶液不可以互换区域,B正确;金属Li和水发生反应2Li2H2O=2LiOHH2,标准状况下产生22.4 L的氢气时,金属锂是负极,负极消耗锂的质量为14 g,C错误;该装置是将化学能转化为电能的装置,装置不仅可提供电能,并且反应产物是氢气,能提供能源,D正确。答案:C9金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4MnO22nH2O=4M(OH)n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池,Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式:4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)nD在Mg空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析:本题考查电化学知识,意在考查考生运用原电池原理解决问题的能力。A项,采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积,且有利于氧气扩散至电极表面,正确;B项,根据“已知”信息知铝的比能量比Mg、Zn的高,正确;C项,M空气电池放电过程中,正极为氧气得到电子生成OH,错误;D项,为了避免正极生成的OH移至负极,应选用阳离子交换膜,正确。答案:C10光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时AgCl(s)Ag(s)Cl(AgCl),Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面,接着Cl(AgCl)e=Cl(aq),若将光源移除,电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是()A光照时,电流由X流向YB光照时,Pt电极发生的反应为:2Cl2e=Cl2C光照时,Cl向Pt电极移动D光照时,电池总反应为:AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)解析:该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应,所以银作正极、铂作负极,光照时,电流从正

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