6-21 原電池化學(xué)電源
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1、 考綱規(guī)定 1.理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用,能書寫電極反映和總反映方程式。2.理解常用化學(xué)電源的種類及其工作原理。 考點一 原電池的工作原理 1.概念和反映本質(zhì) 原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其反映本質(zhì)是氧化還原反映。 2.原電池的構(gòu)成條件 (1)一看反映:看與否有能自發(fā)進行的氧化還原反映發(fā)生(一般是活潑性強的金屬與電解質(zhì)溶液反映)。 (2)二看兩電極:一般是活潑性不同的兩電極。 (3)三看與否形成閉合回路,形成閉合回路需三個條件:①電解質(zhì)溶液;②兩電極直接或間接接觸;③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。 3.工作原理 以鋅銅原電池為
2、例 (1)反映原理 電極名稱 負極 正極 電極材料 鋅片 銅片 電極反映 Zn-2e-===Zn2+ Cu2++2e-===Cu 反映類型 氧化反映 還原反映 電子流向 由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片 鹽橋中 離子移向 鹽橋含飽和KCl溶液,K+移向正極,Cl-移向負極 (2)鹽橋的構(gòu)成和作用 ①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。 ②鹽橋的作用:a.連接內(nèi)電路,形成閉合回路;b.平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流。 深度思考 正誤判斷,對的的打“√”,錯誤的打“×” (1)在原電池中,發(fā)生氧化反映的一極一定是負極( ) (
3、2)在原電池中,負極材料的活潑性一定比正極材料強( ) (3)在原電池中,正極自身一定不參與電極反映,負極自身一定要發(fā)生氧化反映( ) (4)在鋅銅原電池中,由于有電子通過電解質(zhì)溶液形成閉合回路,因此有電流產(chǎn)生( ) (5)原電池工作時,溶液中的陽離子向負極移動,鹽橋中的陽離子向正極移動( ) (6)兩種活潑性不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極,活潑金屬一定作負極( ) 題組一 原電池的形成條件及正負極的判斷 1.有關(guān)電化學(xué)知識的描述對的的是( ) A.CaO+H2O===Ca(OH)2,可以放出大量的熱,故可把該反映設(shè)計成原電池,把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B.原電池的
4、兩極一定是由活動性不同的兩種金屬構(gòu)成 C.從理論上講,任何能自發(fā)進行的氧化還原反映都可設(shè)計成原電池 D.原電池工作時,正極表面一定有氣泡產(chǎn)生 2.在如圖所示的8個裝置中,屬于原電池的是 。 3.(·信陽質(zhì)檢)分析下圖所示的四個原電池裝置,其中結(jié)論對的的是( ) A.①②中Mg作負極,③④中Fe作負極 B.②中Mg作正極,電極反映式為6H2O+6e-===6OH-+3H2↑ C.③中Fe作負極,電極反映式為Fe-2e-===Fe2+ D.④中Cu作正極,電極反映式為2H++2e-===H2↑ 1.規(guī)避原電池工作原理的3個失分
5、點 (1)原電池閉合回路的形成有多種方式,可以是導(dǎo)線連接兩個電極,也可以是兩電極相接觸。 (2)電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動,與導(dǎo)線中電子的定向移動共同構(gòu)成了一種完整的閉合回路。 (3)無論在原電池還是在電解池中,電子均不能通過電解質(zhì)溶液。 2.判斷原電池正、負極的5種措施 闡明 原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān),不要形成活潑電極一定作負極的思維定勢。 題組二 應(yīng)用原電池原理比較金屬活動性強弱 4.有A、B、C、D、E五塊金屬片,進行如下實驗: (1)A、B用導(dǎo)線相連后,同步浸入稀H2SO4溶液中,A極為負極,活動性 ; (2)
6、C、D用導(dǎo)線相連后,同步浸入稀H2SO4溶液中,電流由D→導(dǎo)線→C,活動性 ; (3)A、C相連后,同步浸入稀H2SO4溶液中,C極產(chǎn)生大量氣泡,活動性 ; (4)B、D相連后,同步浸入稀H2SO4溶液中,D極發(fā)生氧化反映,活動性 ; (5)用惰性電極電解含B離子和E離子的溶液,E先析出,活動性 。 綜上所述,這五種金屬的活動性從強到弱的順序為 。 5.(·襄陽一模)有A、B、C、D四種金屬,做如下實驗:①將A與B用導(dǎo)線連接起來,浸入電解質(zhì)溶液中,B不易腐蝕;②將A、D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中
7、,D比A反映劇烈;③將銅浸入B的鹽溶液里,無明顯變化,如果把銅浸入C的鹽溶液里,有金屬C析出。據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是( ) A.A>B>C>D B.C>D>A>B C.D>A>B>C D.A>B>D>C 題組三 聚焦“鹽橋”原電池 6.根據(jù)下圖,下列判斷中對的的是( ) A.燒杯a中的溶液pH減少 B.燒杯b中發(fā)生氧化反映 C.燒杯a中發(fā)生的反映為2H++2e-===H2↑ D.燒杯b中發(fā)生的反映為2Cl--2e-===Cl2↑ 7.控制適合的條件,將反映2Fe3++2I-2Fe2++I2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不對的的是( )
8、 A.反映開始時,乙中石墨電極上發(fā)生氧化反映 B.反映開始時,甲中石墨電極上Fe3+被還原 C.電流表讀數(shù)為零時,反映達到化學(xué)平衡狀態(tài) D.電流表讀數(shù)為零后,在甲中溶入FeCl2固體,乙中的石墨電極為負極 8.下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同窗將反映“AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O”設(shè)計成的原電池裝置,其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸;乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量40% NaOH溶液。 下列論述中對的的是( ) A.甲組操作時,電流表(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.甲組操作時,溶液顏色變淺 C.乙組操作時,C2作正極 D.乙組操作
9、時,C1上發(fā)生的電極反映為I2+2e-===2I- 當(dāng)氧化劑得電子速率與還原劑失電子速率相等時,可逆反映達到化學(xué)平衡狀態(tài),電流表指針示數(shù)為零;當(dāng)電流表指針往相反方向偏轉(zhuǎn),暗示電路中電子流向相反,闡明化學(xué)平衡移動方向相反。 考點二 化學(xué)電源 1.平常生活中的三種電池 (1)堿性鋅錳干電池——一次電池 正極反映:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-; 負極反映:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2; 總反映:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。 (2)鋅銀電池——一次電池 負極反映:Z
10、n+2OH--2e-===Zn(OH)2; 正極反映:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-; 總反映:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。 (3)二次電池(可充電電池) 鉛蓄電池是最常用的二次電池,負極材料是Pb,正極材料是PbO2。 ①放電時的反映 a.負極反映:Pb+SO-2e-===PbSO4; b.正極反映:PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O; c.總反映:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。 ②充電時的反映 a.陰極反映:PbSO4+2e-===Pb+SO; b.陽極反映:PbSO4+2H2O
11、-2e-===PbO2+4H++SO; c.總反映:2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4。 注 可逆電池的充、放電不能理解為可逆反映。 2.“高效、環(huán)境和諧”的燃料電池 氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池,可分酸性和堿性兩種。 種類 酸性 堿性 負極反映式 2H2-4e-===4H+ 2H2+4OH--4e-===4H2O 正極反映式 O2+4e-+4H+===2H2O O2+2H2O+4e-===4OH- 電池總 反映式 2H2+O2===2H2O 備注 燃料電池的電極不參與反映,有很強的催化活性,起導(dǎo)電作用 深度思考 1.可充電電
12、池充電時電極與外接電源的正、負極如何連接? 答案 2.(1)氫氧燃料電池以KOH溶液作電解質(zhì)溶液時,工作一段時間后,電解質(zhì)溶液的濃度將 (填“減小”、“增大”或“不變”,下同),溶液的pH 。 (2)氫氧燃料電池以H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液時,工作一段時間后,電解質(zhì)溶液的濃度將 (填“減小”、“增大”或“不變”,下同),溶液的pH 。 1.鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)
13、2,有關(guān)該電池的說法對的的是( ) A.充電時陽極反映:Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O B.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程 C.放電時負極附近溶液的堿性不變 D.放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動 2.有一種MCFC型燃料電池,該電池所用燃料為H2,電解質(zhì)為熔融的K2CO3。電池的總反映為2H2+O2===2H2O,負極反映:H2+CO-2e-===H2O+CO2。下列說法對的的是( ) A.電路中的電子經(jīng)正極、熔融的K2CO3、負極后再到正極,形成閉合回路 B.電池放電時,電池中CO的物質(zhì)的量將逐漸減少 C.正極反映為:2H2O+O2+4e-==
14、=4OH- D.放電時CO向負極移動 3.鉛蓄電池是典型的可充電電池,它的正、負極板是惰性材料,電池總反映式為 Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O 請回答問題(不考慮氫、氧的氧化還原): (1)放電時:正極的電極反映式是 ; 電解液中H2SO4的濃度將變 ;當(dāng)外電路通過1 mol電子時,理論上負極板的質(zhì)量增長
15、 g。 (2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時,若按如圖連接,電解一段時間后,則在A電極上生成 ,B電極上生成 ,此時鉛蓄電池的正極、負極的極性將 。 可充電電池??疾靸?nèi)容 (1)充、放電時電極的判斷。 (2)充、放電時電極反映及反映類型的判斷。 (3)充、放電時離子(外電路中電子的移動方向的判斷)。 (4)充、放電時電解質(zhì)溶液離子濃度的變化,特別是酸、堿性的變化。 近幾年高考中的新型電池種類
16、繁多,“儲氫電池”、“高鐵電池”、“海洋電池”、“燃料電池”、“鋰離子電池”等,這些新型電源常以選擇題的形式呈現(xiàn)。解析此類考題,一方面要理解常用的化學(xué)電源種類及原電池的工作原理,另一方面會判斷正負電極或陰陽極,以及會書寫電極反映式等。 1.電極反映式書寫的一般環(huán)節(jié)(類似氧化還原反映方程式的書寫) 2.已知總方程式,書寫電極反映式 (1)書寫環(huán)節(jié) ①環(huán)節(jié)一:寫出電池總反映式,標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(ne-)。 ②環(huán)節(jié)二:找出正、負極,失電子的電極為負極;擬定溶液的酸堿性。 ③環(huán)節(jié)三:寫電極反映式。 負極反映:還原劑-ne-===氧化產(chǎn)物 正極反映:氧化劑+ne-===還原產(chǎn)
17、物 (2)書寫技巧 若某電極反映式較難寫時,可先寫出較易的電極反映式,用總反映式減去較易的電極反映式,即可得出較難寫的電極反映式。如:CH3OCH3(二甲醚)酸性燃料電池中: 總反映式:CH3OCH3+3O2===2CO2+3H2O 正極:3O2+12H++12e-===6H2O 負極:CH3OCH3+3H2O-12e-===2CO2+12H+ 特別提示 簡樸電極反映中轉(zhuǎn)移的電子數(shù),必須與總方程式中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相似。 3.氫氧燃料電池在四種常用介質(zhì)中的電極反映總結(jié) 負極 正極 專項訓(xùn)練 題組一 判斷正、負極,書寫化學(xué)電源電極反映式 1.Li-SOCl2電池可用于心臟
18、起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反映可表達為4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2↑。 請回答問題: (1)電池的負極材料為 ,發(fā)生的電極反映為 。 (2)電池正極發(fā)生的電極反映為 。 2.Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性儲藏電池,電池
19、反映方程式為2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl- 試書寫該電池的正、負極電極反映式。 答案 負極:Mg-2e-===Mg2+ 正極:2AgCl+2e-===2Ag+2Cl- 3.鋁-空氣海水電池:以鋁板為負極,鉑網(wǎng)為正極,海水為電解質(zhì)溶液,空氣中的氧氣與鋁反映產(chǎn)生電流。 電池總反映為4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3; 負極: ; 正極:
20、 。 題組二 “一池多變”的燃料電池 4.以甲烷燃料電池為例來分析不同的環(huán)境下電極反映式的書寫。 (1)酸性介質(zhì)(如H2SO4) 負極: ; 正極: ; 總反映式:
21、 。 (2)堿性介質(zhì)(如KOH) 負極: ; 正極: ; 總反映式: 。 (3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2-) 負極:
22、 ; 正極: ; 總反映式: 。 (4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)環(huán)境下 負極:
23、 ; 正極: ; 總反映式: 。 題組三 根據(jù)圖示理解新型電源工作原理 5.熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本構(gòu)造如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反映為PbSO4+2LiCl+Ca===C
24、aCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法對的的是( ) A.正極反映式:Ca+2Cl--2e-===CaCl2 B.放電過程中,Li+向負極移動 C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,理論上生成20.7 g Pb D.常溫時,在正負極間接上電流表,指針不偏轉(zhuǎn) 6.一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法對的的是( ) A.反映CH4+H2O3H2+CO,每消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移12 mol電子 B.電極A上H2參與的電極反映為H2+2OH--2e-===2H2O C.電池工作時,CO向B電極移動 D.電極B上發(fā)生的電極反映為O2+2CO2+4e-==
25、=2CO 7.一種碳納米管可以吸附氫氣,可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6 mol·L-1的KOH溶液。 (1)寫出放電時的正、負極電極反映式。 答案 負極:H2-2e-+2OH-===2H2O; 正極:2NiO(OH)+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-。 (2)寫出充電時的陰、陽極電極反映式。 答案 陰極:2H2O+2e-===H2↑+2OH-; 陽極:2Ni(OH)2+2OH--2e-===2NiO(OH)+2H2O。 8.鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反映原理如圖所示,其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑
26、中,Li+ 通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2?;卮饐栴}: (1)外電路的電流方向是由 (填字母,下同)極流向 極。 (2)電池正極反映式為 。 (3)與否可用水替代電池中的混合有機溶劑? (填“是”或“否”),因素是
27、 。 1.(·全國卷Ⅱ,11)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列論述錯誤的是( ) A.負極反映式為Mg-2e-===Mg2+ B.正極反映式為Ag++e-===Ag C.電池放電時Cl-由正極向負極遷移 D.負極會發(fā)生副反映Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑ 2.(·全國卷Ⅲ,11)鋅-空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反映為2Zn+O2+4OH-+2H2O===2Zn(OH)。下列說法對的的是( )
28、 A.充電時,電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動 B.充電時,電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小 C.放電時,負極反映為Zn+4OH--2e-===Zn(OH) D.放電時,電路中通過2 mol電子,消耗氧氣22.4 L(原則狀況) 3.(·全國卷Ⅰ,11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是( ) A.正極反映中有CO2生成 B.微生物增進了反映中電子的轉(zhuǎn)移 C.質(zhì)子通過互換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D.電池總反映為C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O 4.(·天津理綜,4)鋅銅原電池裝置如圖所示,
29、其中陽離子互換膜只容許陽離子和水分子通過,下列有關(guān)論述對的的是( ) A.銅電極上發(fā)生氧化反映 B.電池工作一段時間后,甲池的c(SO)減小 C.電池工作一段時間后,乙池溶液的總質(zhì)量增長 D.陰陽離子分別通過互換膜向負極和正極移動,保持溶液中電荷平衡 5.(·新課標(biāo)全國卷Ⅱ,12)3月國內(nèi)科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列論述錯誤的是( ) A.a(chǎn)為電池的正極 B.電池充電反映為LiMn2O4===Li1-xMn2O4+xLi C.放電時,a極鋰的化合價發(fā)生變化 D.放電時,溶液中Li+從b向a遷移 1.下面4種燃料電池的工作原理示意圖,其中正
30、極的反映產(chǎn)物為水的是( ) 2.液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小,無需氣體存儲裝置等長處。一種以肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示。該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑,KOH作為電解質(zhì)。下列有關(guān)該燃料電池的論述不對的的是( ) A.電流從右側(cè)電極通過負載后流向左側(cè)電極 B.負極發(fā)生的電極反映式:N2H4+4OH--4e-===N2+4H2O C.該燃料電池的電極材料應(yīng)采用多孔導(dǎo)電材料,以提高電極反映物質(zhì)在電極表面的吸附量,并使它們與電解質(zhì)溶液充足接觸 D.該燃料電池持續(xù)放電時,K+從負極向正極遷移,因而離子互換膜需選用陽離子互換膜 3.(·信陽高三模擬)化學(xué)
31、家正在研究尿素動力燃料電池,尿液也能發(fā)電。用這種電池直接清除都市廢水中的尿素,既能產(chǎn)生凈化的水,又能發(fā)電,尿素燃料電池構(gòu)造如圖所示,下列有關(guān)描述對的的是( ) A.電池工作時H+移向負極 B.該電池用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液 C.甲電極反映式:CO(NH2)2+H2O-6e-===CO2+N2+6H+ D.電池工作時,理論每凈化1 mol CO(NH2)2,消耗33.6 L O2 4.乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計成如下圖所示的燃料電池,能在制備乙醛的同步獲得電能,其總反映:2CH2===CH2+O2―→2CH3CHO。下列有關(guān)說法對的的是( ) A.該電池為可充電電池 B
32、.每有0.1 mol O2反映,則遷移H+0.4 mol C.正極反映式:CH2===CH2-2e-+2OH-===CH3CHO+H2O D.電子移動方向:電極a→磷酸溶液→電極b 5.“神舟7號”宇宙飛船的能量部分來自太陽能電池,此外內(nèi)部還配有高效的MCPC型燃料電池,該電池可同步供應(yīng)電和水蒸氣,所用燃料為氫氣,電解質(zhì)為熔融的碳酸鉀,已知該電池的總反映為2H2+O2===2H2O,負極反映為H2+CO-2e-===CO2↑+H2O,則下列推斷中,對的的是( ) A.電池工作時,CO向負極移動 B.電池放電時,外電路電子由通氧氣的正極流向通氫氣的負極 C.正極的電極反映:4OH-
33、-4e-===O2↑+2H2O D.通氧氣的電極為陽極,發(fā)生氧化反映 6.目前科學(xué)家已開發(fā)出一種新型燃料電池—固體氧化物電池,該電池用辛烷(C8H18)作燃料,電池中間部分的固體氧化物陶瓷可傳遞氧離子,下列說法對的的是( ) A.電池工作時,氧氣發(fā)生氧化反映 B.電池負極的電極反映:O2+2H2O+4e-===4OH- C.電池負極的電極反映:C8H18+25O2--50e-===8CO2+9H2O D.若消耗的O2為11.2 L(原則狀況),則電池中有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 7.如圖所示,裝置(Ⅰ)是一種可充電電池的示意圖,裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖;裝置(Ⅰ)的離子互換膜只
34、容許Na+通過。已知電池充、放電的化學(xué)方程式為2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。當(dāng)閉合開關(guān)K時,X極附近溶液先變紅色。下列說法中對的的是( ) A.閉合K時,裝置(Ⅰ)中Na+從右到左通過離子互換膜 B.閉合K時,A電極的電極反映為NaBr3+2Na++2e-===3NaBr C.閉合K時,X電極的電極反映式為2Cl--2e-===Cl2↑ D.閉合K時,當(dāng)有0.1 mol Na+通過離子互換膜,則X電極上析出氣體在原則狀況下的體積為1.12 L 8.大功率的鎳氫電池使用在油電混合動力車輛中。鎳氫電池(NiMH電池)正極板材料為NiOOH,負極板材料為吸氫合金,下
35、列有關(guān)該電池的說法中對的的是( ) A.放電電池內(nèi)部H+向負極移動 B.充電時,將電池的負極與外接電源的正極相連 C.充電時陽極反映為Ni(OH)2+OH--e-===NiOOH+H2O D.放電時負極的電極反映式為MHn-ne-===M+nH+ 9.蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反映為NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2,下列有關(guān)該電池的說法中對的的是( ) A.放電時電解質(zhì)溶液顯強酸性 B.充電時陽極反映為Ni(OH)2+2OH--2e-===NiO2+2H2O C.放電時正極附近溶液pH減小 D.充電時陰
36、極附近溶液的堿性保持不變 10.(·貴州高三質(zhì)檢)鐵鎳蓄電池充放電時的總反映:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有關(guān)該電池的說法不對的的是( ) A.電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負極為Fe B.電池放電時,負極反映為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2 C.電池充電過程中,陰極附近溶液的pH減少 D.電池充電時,陽極反映為2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O 11.高鐵電池是一種新型可充電電池,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,充放電時的總反映式為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4
37、KOH。下列論述對的的是( ) A.放電時,負極反映式為3Zn-6e-+6OH-===3Zn(OH)2 B.放電時,正極區(qū)溶液的pH減小 C.充電時,每轉(zhuǎn)移3 mol電子,陽極有1 mol Fe(OH)3被還原 D.充電時,電池的鋅電極接電源的正極 12.(1)高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種抱負的水解決劑,并且高鐵電池的研制也在進行中。如圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置: ①該電池放電時正極的電極反映式為 ; 若維持電流強度為1 A,電池工作十分鐘,理論消耗Zn g
38、(已知F=96 500 C·mol-1)。 ②鹽橋中盛有飽和KCl溶液,此鹽橋中氯離子向 (填“左”或“右”)移動;若用陽離子互換膜替代鹽橋,則鉀離子向 (填“左”或“右”)移動。 ③圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線,由此可得出高鐵電池的長處有 。 (2)有人設(shè)想以N2和H2為反映物,以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液,可制造出既能提供電能,又能固氮的新型燃料電池,裝置如下圖所示,電池正極的電極反映式是
39、 , A是 。 (3)運用原電池工作原理測定汽車尾氣中CO的濃度,其裝置如下圖所示。該電池中O2-可以在固體介質(zhì)NASICON(固溶體)內(nèi)自由移動,工作時O2-的移動方向 (填“從a到b”或“從b到a”),負極發(fā)生的電極反映式為 。 13.(1)某研究性學(xué)習(xí)小組為探究Fe3+與Ag反映,進行如下實驗:按下圖連接
40、裝置并加入藥物(鹽橋中的物質(zhì)不參與反映)。 ①K閉合時,指針向左偏轉(zhuǎn),石墨作 (填“正極”或“負極”)。 ②當(dāng)指針歸零后,向左側(cè)U形管中滴加幾滴FeCl2濃溶液,發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn),寫出此時銀電極的反映式: 。 ③結(jié)合上述實驗分析,寫出Fe3+和Ag反映的離子方程式:
41、 。 ④丙同窗進一步驗證其結(jié)論:當(dāng)指針歸零后,向右側(cè)U形管中滴加數(shù)滴飽和NaCl溶液,可觀測到的現(xiàn)象是 。 (2)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如下圖所示: ①HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO的反映式是
42、 。 ②若維持該微生物電池中兩種細菌的存在,則電池可以持續(xù)供電,因素是 。 (3)鈷酸鋰電池的正極采用鈷酸鋰(LiCoO2),負極采用金屬鋰和碳的復(fù)合材料,該電池充放電時的總反映式:LiCoO2+6CLi1-xCoO2+LixC6,寫出放電時負極的電極反映
43、 。 (4)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?;緲?gòu)造如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反映為PbSO4+2LiCl+Ca===CaCl2+Li2SO4+Pb。 ①放電過程中,Li+向 (填“負極”或“正極”)移動。 ②負極反映式為 。 ③電路中每轉(zhuǎn)移0.2 mo
44、l電子,理論上生成 g Pb。 (5)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如下圖所示。 ①a電極的電極反映式是 ; ②一段時間后,需向裝置中補充KOH,請根據(jù)反映原理解釋因素是 。
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