1、 - 1 - 第四章 电化学基础第二节 化学电源 1 对于如图所示的锌锰电池，下列说法不正确的是( ) AMnO2是氧化剂，被还原 B碳棒为正极，锌筒为负极 C使用过程中锌筒会逐渐变薄 D此为普通锌锰干电池，电池容量较低 答案 D 解析 MnO2是氧化剂，被还原，A 项正确；该电池中碳棒为正极，锌筒为负 极，锌筒会被腐蚀，B 项正确、C 项正确；此为碱性锌锰干电池，D 项错误。 2 普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生 Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这 一特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝的时间。此方法的原理如图所示，反 应的总方程式为 2CuAg2O=Cu2O2Ag。下列说法中正确的
2、是( ) A测量过程中，氧化银被氧化成单质银 B测量原理示意图中，Ag2O 为负极 C负极的电极反应：2Cu2OH 2e=Cu 2OH2O D工作中电流由 Cu 电极流向 Ag2O 电极 答案 C 解析 由原理图知，这是一个原电池，铜作负极，发生氧化反应，氧化银在 正极上被还原，A、B 错误；由总反应方程式知，负极铜反应后生成 Cu2O，C 正 确；电流方向与电子流动方向相反，D 错误。 3碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性 电 池 以 氢 氧 化 钾 溶 液 为 电 解 液 ， 电 池 总 反 应 式 为 ： Zn(s) 2MnO2(s) - 2 - H2O(l
3、)=Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)下列说法错误的是( ) A电池工作时，锌失去电子 B 电池正极的电极反应式为： 2MnO2(s)H2O(l)2e =Mn 2O3(s)2OH (aq) C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过 02 mol 电子，锌的质量理论上减少 65 g 答案 C 解析 由所给电池的总反应式可知，电池工作时，每有 1 mol Zn 参加反应， 失去 2 mol 电子，则会有 2 mol 电子从负极 Zn 开始经过外电路流向正极，并在正 极发生反应：2MnO2(s)H2O(l)2e =Mn 2O3(s)2OH (aq)，故外电路中每通过 02 mo
4、l 电子，锌的质量就减少 65 g。 4镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电 解质溶液为 KOH 溶液，其充放电按下式进行：Cd2NiOOH2H2O 放电 充电 Cd(OH)22Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是( ) A充电时阳极反应：Ni(OH)2e OH=NiOOHH 2O B充电过程是化学能转化为电能的过程 C放电时负极附近溶液的碱性不变 D放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动 答案 A 解析 A 项，充电时阳极发生氧化反应，电极反应为 Ni(OH)2OH e =NiOOHH2O，正确；B 项，充电时，电能转化为化学能，错误；C 项，由总 反应可知
5、，放电时，负极 Cd 发生氧化反应：Cd2e 2OH=Cd(OH) 2，负极附 近溶液碱性变弱，错误；D 项，正极反应为 2NiOOH2e 2H 2O=2Ni(OH)2 2OH ，放电时，电解质溶液中 OH由正极向负极移动，错误。 可充电电池电极反应式的书写 在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电 为电解池。 (1)原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应，对应元素化合价升高。 (2)原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应，对应元素化合价降低。 (3)二次电池反应原理中化合物一般不溶于水，书写电极反应式时不能拆分， - 3 - 如铅蓄电池。 5某储氢的碳纳米管二次
6、电池的工作原理如图所示，该电池的电解质溶液为 6 mol/L 的 KOH 溶液。下列说法正确的是( ) A放电过程中，碳纳米管的质量一直保持恒重 B放电时正极附近溶液的 pH 减小 C充电时阳极反应为 NiO(OH)H2Oe =Ni(OH) 2OH D该二次电池的工作原理为 H22NiO(OH) 放电 充电 2Ni(OH)2 答案 D 解析 利用图示可知放电时，储有氢气的碳纳米管中 H2失电子发生氧化反应 H22e 2OH=2H 2O，放电过程中，碳纳米管的质量不断减少，A 项错误；正 极上 NiO(OH)得电子发生还原反应：NiO(OH)e H 2O=Ni(OH)2OH ，放电 时正极附近溶
7、液的 pH 增大，B 项错误；充电时阳极应发生氧化反应，C 项错误； 将正、负极的电极反应式相加可知电池工作原理为 H22NiO(OH) 放电 充电 2Ni(OH)2，D 项正确。 6阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2 O2=2H2O，电解液为 KOH 溶液，反应保持在较高温度，使 H2O 蒸发，下列叙述 正确的是( ) A电池能发出蓝色火焰 BH2为正极，O2为负极 C正极反应为：O22H2O4e =4OH D正极反应为：2H24OH 4e=4H 2O 答案 C 解析 因为是燃料电池，不可能有火焰，A 项错误；由电池反应知，H2为负 - 4 - 极，O2为正极，正极反
8、应为 O22H2O4e =4OH，所以 B、D 两项错误，C 项正确。 燃料电池 (1)氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应如下： 介质 负极反应式 正极反应式 酸性 H22e =2H O24H 4e=2H 2O 碱性 H22e 2OH=2H 2O O22H2O4e =4OH (2)燃料电池的燃料除氢气外，还有烃、肼、甲醇、氨、煤气等气体或液体。 若用导线相连的两个铂电极插入 KOH 溶液中，然后分别向两极通入甲醇和氧气， 则负极发生氧化反应，电极反应式是 CH3OH6e 8OH=CO2 36H2O；正 极发生还原反应，电极反应式是 O22H2O4e =4OH；总反应式是 2CH 3OH 3O2
9、4OH =2CO2 36H2O。 7一种燃料电池中发生的化学反应是：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水 和二氧化碳，则该电池负极发生的反应是( ) ACH3OHO22e =H 2OCO22H BO24H 4e=2H 2O CCH3OHH2O6e =CO 26H DO22H2O4e =4OH 答案 C 解析 燃料电池中燃料在负极上失去电子发生氧化反应。A 项，甲醇是燃料， 氧气是助燃性气体， A 项反应中既有氧化剂又有还原剂； B 项反应为氧气在酸性环 境中得到电子发生的还原反应，是电池正极发生的反应；C 项，甲醇作负极失去电 子，在酸性环境中生成二氧化碳和氢离子；D 项反应为氧气在碱性(或中性)
10、环境中 得到电子发生的还原反应，本题选 C。 8 - 5 - 电化学气敏传感器可用于监测环境中 NH3的含量，其工作原理如图所示。下 列说法不正确的是( ) AO2在电极 b 上发生还原反应 B溶液中 OH 向电极 a 移动 C反应消耗的 NH3与 O2的物质的量之比为 45 D负极的电极反应式为 2NH36e 6OH=N 26H2O 答案 C 解析 构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A 项正确； 电池放电过程中，溶液中的阴离子移向负极(a 极)，B 项正确；1 mol NH3反应生成 N2转移 3 mol 电子，1 mol O2反应转移 4 mol 电子，根据得失电子守恒可
11、知，消耗 的 NH3与 O2的物质的量之比为 43，C 项错误；负极的电极反应式为 2NH36e 6OH=N 26H2O，D 项正确。 9有人设计出利用 CH4和 O2反应，用铂电极在 KOH 溶液中构成原电池。电 池的总反应类似于 CH4在 O2中燃烧，则下列说法中正确的是( ) 每消耗 1 mol CH4可以向外电路提供 8 mol e 负极上 CH 4失去电子，电 极反应式为 CH410OH 8e=CO2 37H2O 负极上是 O2获得电子， 电极反 应式为 O22H2O4e =4OH 电池放电时，溶液 pH 不断升高 A B C D 答案 A 解析 CH4在铂电极上发生类似于 CH4在
12、 O2中燃烧的反应，即 CH4CO2， 生成的 CO2还与 KOH 反应生成 K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极， 电极反应式为 CH410OH 8e=CO2 37H2O，1 mol CH4参加反应有 8 mol e 发生转移， O2在正极上发生反应， 获得电子， 电极反应式为 O22H2O4e =4OH 。虽然正极产生 OH，负极消耗 OH，但从总反应 CH 42O22KOH=K2CO3 3H2O 可看出是消耗 KOH，所以电池放电时溶液的 pH 不断下降，故正确， 错误。 10(1)研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之 间含盐量的差别进行发电，在海水中电
13、池总反应可表示为 5MnO22Ag 2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，则“水”电池在放电时： 该电池的负极的电极反应式为_。 - 6 - Na 不断向“水”电池的_极移动。 每有 1 mol e 转移，生成_mol Na 2Mn5O10。 (2)图 1 为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为 320 左右，电池 反应为 2NaxS=Na2Sx，正极的电极反应式为_。 M(由 Na2O 和 Al2O3制得)的两个作用是_。与铅蓄电池相比，当消 耗相同质量的负极活性物质时，钠高能电池的理论放电量是铅蓄电池的_ 倍。 (3)如图 2 所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦
14、测与控 制 的 功 能 ， 非 常 适 合 进 行 现 场 酒 精 检 测 。 则 该 电 池 的 负 极 反 应 为 _，正极反应为_。 答案 (1)AgCl e=AgCl 正 05 (2)xS2e =S2 x(或 2Na xS2e=Na 2Sx) 导电和隔离钠与硫 45 (3)CH3CH2OHH2O4e =CH 3COOH4H O 24e 4H=2H 2O 解析 (1)根据电池总反应可判断出 Ag 为该电池的负极，电极反应式为 Ag Cl e=AgCl。在原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故 Na 移向正极。根据电池总反应和得失电子守恒知，生成 1 mol Na 2Mn5O10
15、的同 时生成 2 mol AgCl，转移 2 mol 电子，故每有 1 mol 电子转移，生成 05 mol Na2Mn5O10。 (2)正极的电极反应式为 xS2e =S2 x，M 的作用一是导电，二是因钠与硫 易反应，故它起到隔离作用。钠高能电池中负极为钠，消耗 46 g 钠转移 2 mol e ， 铅蓄电池的电池反应为 PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，铅蓄电池中铅是负 极， 消耗 207 g 铅时转移 2 mol e ， 故钠高能电池的理论放电量是铅蓄电池的207 46 45(倍)。 (3)从图中可以看出，负极上 C2H5OH 发生氧化反应生成醋酸，正极上 O2发生 - 7 - 还原反应，生成 H2O。
