Question

化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。

(1)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應式可以表示為：

Cd+2NiO(OH)+2H₂O2Ni(OH)₂+Cd(OH)₂

已知Ni(OH)₂和Cd(OH)₂均難溶于水但能溶于酸，以下說法正確的是（    ）

①以上反應是可逆反應  ②以上反應是不可逆反應  ③充電時化學能轉變為電能  ④放電時化學能轉變為電能

A.①③                  B.②④                   C.①④                  D.②③

(2)廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環境污染物，有資料表明一節廢鎳鎘電池可以使一平方米面積的耕地失去使用價值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴重。這是因為_____________________。

(3)另一種常用的電池是鋰電池(鋰是一種堿金屬元素，其相對原子質量為7)，由于它的比容量(單位質量電極材料所能轉換的電量)特別大而廣泛應用于心臟起搏器，一般使用時間可長達十年，它的負極用金屬鋰制成，電池總反應可表示為：Li+MnO₂LiMnO₂

試回答：鋰電池比容量特別大的原因是_______________________________。鋰電池中的電解質溶液需用非水溶劑配制，為什么這種電池不能使用電解質的水溶液？請用化學方程式表示其原因____________________________________________________________________。

Answer 1

解析：（1）可逆反應是指相同條件下同時向正、逆兩個方向進行的反應，原電池的充、放電不是在相同條件下進行的，所以不是可逆反應。

（2）物質以離子的形式存在，植物最容易吸收。從鎳鎘所對應的化合物的水溶性這一角度去分析，因在酸性土壤中Ni（OH）₂和Cd（OH）₂易溶解變成Ni²⁺和Cd²⁺，被植物吸收，造成污染。

（3）鋰電池的比容量特別大，應從題目所提示的“單位質量電極材料所能轉換的電量”和“其相對原子質量為7”去分析。

    “為什么不能使用電解質的水溶液”一問，應考慮題目提示的“鋰是一種堿金屬元素”以及“一般使用時間長達十年”。

答案：（1）B

（2）Ni（OH）₂和Cd（OH）₂能溶于酸性溶液

（3）鋰的摩爾質量小，單位質量的鋰較其他金屬供電量大  2Li+2H₂O2LiOH+H₂↑