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量或單位體積所能輸出能量的多少，來判斷該電池的優劣

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，發生氧化反應的為負極，化合價降低，得到電子，發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，電極反應的應根據電解質溶液的酸堿性進行書寫，若電解質溶液為堿性，則正極反應為O2＋2H2O－4e－=4OH－；若電解質溶液為酸性，則正極反應為：O2＋4H+－4e－=2H2O，據此解題。

(1)A、單位質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、根據電池反應和生成產物為Ni(OH) 2和Cd(OH)2分析,電解質溶液為堿性溶液;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激活而繼續使用的電池，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生氧化反應，氧氣在正極得到電子發生還原反應，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－；根據總反應式可知該電池中沒有消耗溶液中的溶質氫氧化鉀，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水的物質的量為36g÷18g/mol=2mol,根據電池總反應式2H2＋O2=2H2O可知，生成2mol水，即36g水轉移的電子數為4mol,所以生成36 kg水轉移的電子數為4000mol。