Question

化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用．

Ⅰ．（1）圖1是鋅錳一干電池的基本構(gòu)造圖．
鋅錳干電池工作時(shí)，電路中每通過(guò)0.2mol e^-，負(fù)極質(zhì)量減少

 

g；工作時(shí)NH₄⁺離子在正極放電產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒，正極的電極反應(yīng)式是

 

．
（2）關(guān)于該電池的使用和性能，說(shuō)法正確的是

 

．
A．該電池可充電后反復(fù)使用
B．該電池可用于鬧鐘、收音機(jī)、照相機(jī)等
C．該電池使用后能投入火中，也可投入池塘中
D．該電池長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，應(yīng)當(dāng)從電器中取出．
Ⅱ．（3）目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池，其電池總反應(yīng)可表示為：
Cd+2NiO（OH）+2H₂O

放電

充電

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．以下說(shuō)法正確的是

 

．
A．以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)      B．反應(yīng)環(huán)境為堿性
C．電池放電時(shí)Cd做負(fù)極      D．是一種二次電池
Ⅲ．（4）另一種常用的電池鋰電池（鋰是一種堿金屬元素，其相對(duì)原子質(zhì)量為7），由于它的比容量（單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電能）特別大而廣泛應(yīng)用于心臟起搏器，一般使用時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年．它的負(fù)極用金屬鋰制成，電池總反應(yīng)可表示為：Li+MnO₂→LiMnO₂．試回答：鋰電池因?yàn)殇嚨哪�爾質(zhì)量小而比容量特別大，但是鋰電池中的電解質(zhì)溶液需用非水溶液配制，為什么這種電池不能使用電解質(zhì)的水溶液？請(qǐng)用化學(xué)方程式表示其原因：

 

．
Ⅳ．
美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型電源，其構(gòu)造如圖2所示：
A、B兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成，通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸出，并在電極表面發(fā)生電極反應(yīng)而放電．
（5）A電極反應(yīng)式為

 

．
（6）若為飛行員提供了360kg的水，則電路中通過(guò)了

 

mol電子．

Answer 1

考點(diǎn)：常見化學(xué)電源的種類及其工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）鋅錳干電池的負(fù)極是鋅，正極為石墨棒，電解質(zhì)溶液為二氧化錳和氯化銨，根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷電極反應(yīng)生成物，進(jìn)而書寫電極反應(yīng)式，根據(jù)電池反應(yīng)式計(jì)算；
（2）根據(jù)干電池的特點(diǎn)以及原電池的工作原理來(lái)判斷；
（3）根據(jù)原電池的工作原理以及可逆反應(yīng)的特點(diǎn)來(lái)回答判斷；
（4）金屬鋰可以和水之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣；
（5）在燃料點(diǎn)池中，通入燃料的電極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通氧氣的電極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電子守恒來(lái)計(jì)算即可．

解答： 解：（1）鋅錳干電池的負(fù)極是鋅，正極為石墨棒，電解質(zhì)溶液為二氧化錳和氯化銨，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，根據(jù)電極反應(yīng)式可知，電路中每通過(guò)0.2mole^-，消耗0.1molZn，質(zhì)量為0.1mol×65g/mol=6.5g，正極發(fā)生還原反應(yīng)，工作時(shí)NH₄⁺離子在正放電，產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體分子是含10e^-的微粒，應(yīng)為NH₃，電極反應(yīng)式為2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑，
故答案為：6.5；2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑；
（2）A．該電池是一次電池，不能反復(fù)使用，故A錯(cuò)誤；
B．該電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，能用于鬧鐘、收音機(jī)、照相機(jī)等，故B正確；
C．該電池使用后不能投入火中、池塘中，防止造成二次污染，要集中處理，故C錯(cuò)誤；
D．該電池長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，應(yīng)當(dāng)從電器中取出，防止電池在電器中腐爛，使電器線路中斷，故D正確．
故選BD；
（3）A．可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)條件是相等的，但是原電池和電解池的條件不一樣，即以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
 B．根據(jù)電池產(chǎn)物是氫氧化物，知道反應(yīng)環(huán)境為堿性，故B正確；
C．電池放電時(shí)是原電池的工作原理，失電子的極是負(fù)極，即Cd做負(fù)極，故C正確；
D．該電池是能連續(xù)充放電使用的電池，是一種二次電池，故D正確．
故選BCD．
（4）金屬鋰可以和水之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣：2Li+2H₂O=2LiOH+H₂↑，所以不能用含有水的電解質(zhì)，故答案為：2Li+2H₂O=2LiOH+H₂↑；
（5）①氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為電源的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，由于電解質(zhì)溶液呈堿性，則負(fù)極電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O），故答案為：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）；
②氫氧燃料電池的總反應(yīng)與氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式相同，生成物為水，即2H₂+O₂=2H₂O，在2H₂+O₂=2H₂O中，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=4，即當(dāng)轉(zhuǎn)移電子4mol時(shí)，會(huì)有2mol即36g的水生成，當(dāng)為飛行員提供了360kg即2×10⁴mol的水時(shí)，會(huì)轉(zhuǎn)移電子4×10⁴mol，故答案為：4×10⁴．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生原電池的工作原理以及應(yīng)用知識(shí)，注意電極反應(yīng)式的書寫以及電子守恒的應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．