Question

【題目】化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。

(1)下列相關說法正確的是______________

A.通過某種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出能量的多少，來判斷該電池的優(yōu)劣

B.二次電池又稱充電電池或蓄電池，這類電池可無限次重復使用

C.除氫氣外，甲醇、甲烷、乙烷等都可用作燃料電池的燃料

D.近年來，廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是電池外殼的金屬材料需要回收

(2)目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池，其電池總反應可表示為：

Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH) 2+Cd(OH)2

已知Ni(OH) 2和Cd(OH) 2均難溶于水，但能溶于酸，下列說法正確的是：_____

A.以上反應是可逆反應 B.反應環(huán)境為堿性

C.電池放電時Cd作負極 D.該電池是一種二次電池

(3)航天技術中使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便和無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的電池總反應式均為：2H2＋O2===2H2O。

①堿式電池中的電解質(zhì)是KOH，其負極反應式為2H2－4e－＋4OH－===4H2O，則其正極反應可表示為________________,電池工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的pH__________(填“增大”“減小”或“不變”）。

②若該電池為飛行員提供了36 kg的水，則電路中通過了_______mol電子。

Answer 1

【答案】AC BCD O2＋2H2O－4e－=4OH－ 減小 4000mol

【解析】

本題重點考查原電池的相關知識。根據(jù)充放電電池的總反應可以判斷電池的正負極，放電時，化合價升高，失去電子，發(fā)生氧化反應的為負極，化合價降低，得到電子，發(fā)生還原反應的為正極。在新型燃料電池中，一般通氧氣的為電池正極，通燃料的為電池負極，電極反應的應根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性進行書寫，若電解質(zhì)溶液為堿性，則正極反應為O2＋2H2O－4e－=4OH－；若電解質(zhì)溶液為酸性，則正極反應為：O2＋4H+－4e－=2H2O，據(jù)此解題。

(1)A、單位質(zhì)量或單位體積所能輸出能量的越多，則電池的工作時間越長、越耐用，所以A選項是正確的;
B、二次電池可以多次使用,但是其有一定的充放電循環(huán)壽命,不能無限次重復使用，故B錯誤;
C、除氫氣外，甲醇、甲烷、乙烷等都可用作燃料電池的燃料，所以C選項是正確的;
D、廢電池進行集中處理的主要原因是電池中含有汞、鎘、鉛等重金屬離子對土壤水源造成污染，廢電池必須進行集中處理,故D錯誤;
因此，本題應選AC；

(2)A、兩個反應方向的條件不同,充電是電解池,放電是原電池;反應條件不同,不是可逆反應,故A錯誤;
B、根據(jù)電池反應和生成產(chǎn)物為Ni(OH) 2和Cd(OH)2分析,電解質(zhì)溶液為堿性溶液;所以B選項是正確的;
C、放電時原電池,失電子的做負極;電池放電時Cd失電子作負極,所以C選項是正確的;
D、二次電池又稱為充電電池或蓄電池,是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池，該電池可充電，是一種二次電池,所以D選項是正確的;
因此，本題應選BCD；

(3)①燃料氫氣在負極失電子發(fā)生氧化反應，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應，電池總反應式為：2H2＋O2=2H2O，負極反應式為2H2－4e－＋4OH－=4H2O，用總反應減去負極反應即得正極反應為：O2＋2H2O－4e－=4OH－；根據(jù)總反應式可知該電池中沒有消耗溶液中的溶質(zhì)氫氧化鉀，但有溶劑水生成，所以電池工作一段時間后，溶液中氫氧化鉀的濃度降低，溶液pH減小；

②36g水的物質(zhì)的量為36g÷18g/mol=2mol,根據(jù)電池總反應式2H2＋O2=2H2O可知，生成2mol水，即36g水轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4mol,所以生成36 kg水轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4000mol。