高中化学化学电源新型电池试题

镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)₂、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：①NiCl₂易溶于水，Fe^3＋不能氧化Ni^2＋。
②已知实验温度时的溶解度：NiC₂O₄＞NiC₂O₄·H₂O＞NiC₂O₄·2H₂O
③某温度下一些金属氢氧化物的K_sp及沉淀析出的理论pH如下表所示：

M(OH)n	Ksp
pH
开始沉淀	沉淀完全
Al(OH)3	1.9×10^－23	3.4	4.2
Fe(OH)3	3.8×10^－38	2.5	2.9
Ni(OH)2	1.6×10^－14	7.6	9.8

回答下列问题：
(1) 用NiO调节溶液的pH，依次析出沉淀Ⅰ________和沉淀Ⅱ__________(填化学式)。
(2) 写出加入Na₂C₂O₄溶液的反应的化学方程式：　。
(3) 检验电解滤液时阳极产生的气体的方法：　。
(4) 写出“氧化”反应的离子方程式：　。
(5) 如何检验Ni(OH)₃已洗涤干净？　。

某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关电池的叙述不正确的是    （   ）

A．正极反应式为：O2+2H2O+4e^-4OH^—

B．工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量不变

C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O22H2O

D．放电过程中，溶液中K^+向负极移动

I。锂——空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是很有前途的电池技术。下图是锂——空气电池放电时的工作示意图。

（1）图1中电极a是              极。
（2）电池中间的固体电解质（含阳离子交换膜）还能阻止H₂O、N₂、O₂等物质的通过防止Li和这些物质反应。Li和水在常温下发生反应的化学方程式为                     。
II．某些锂电池广泛应用于手机、数码相机及便携式电脑中。此种锂电池的负极通常由金属锂构成，正极由二氯亚砜（SOCl₂）和碳材料构成。总反应为：4Li+2SOCl₂=4LiCl+S+SO₂↑，此种锂电池是一次电池，在放电时有气体产生。以下说法中正确的是                。

A．放电时电池内部Li^+向负极移动[

B．放电过程中，电池负极发生氧化反应

C．放电时每移动2mol电子，有1molS被还原

D．放电时电池正极反应为：3SOCl2+4e^-=SO2+S+4Cl^-

III．锂电池回收具有重要意义，重点回收的正极材料，其主要成分为钴酸锂（LiCoO₂）、铝箔等。
某回收工艺流程如下：

（1）废旧电池残留有单质锂，拆解时需隔绝空气，是因为锂易与空气中的         反应。
（2）酸浸时钴酸锂发生反应的化学方程式为                   。若用盐酸代替H₂SO₄、H₂O₂混合液也能达到酸浸目的，但不利之处是            。
（3）Li₂CO₃在水中的溶解度随温度升高而减小，操作2的步骤是：加热浓缩析出晶体、   、洗涤、干燥。

熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K₂CO₃（其中不含O^2-和HCO₃^-）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为：2C₄H₁₀+26CO₃^2-－52e^- →34CO₂+10H₂O。试回答下列问题：
（1）该燃料电池的化学反应方程式为                          ；
（2）正极电极反应式为                                      。

关于化学电源的叙述，错误的是
Ａ.化学电源均是根据原电池的工作原理设计的
B. 在干电池中，碳棒只起导电作用，并不参加化学反应
C. 镍镉电池不能随意丢弃的原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵
D. 燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，下图为电池示意图，下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是：

A．该电池工作时电能转化成化学能
B．该电池中a是正极	C．外电路中的电子由电极b通过导线流向a
D．该电池的总反应为：2H2+O2==2H2O

我国镍氢电池居世界先进水平，我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi₅H₆（LaNi₅H₆中各元素化合价均可视为零价），电池反应通常表示为LaNi₅H₆＋6NiO(OH)==LaNi₅+6Ni(OH)₂。下列说法正确的是

A．放电时储氢合金作正极

B．放电时负极反应为：LaNi5H6－6e^－＝LaNi5＋6H^+

C．充电时阳极周围C(OH^－)减小

D．充电时储氢合金作负极

生物燃料电池(BFC)是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化效率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。

已知C₁极的电极反应式为： C₂H₅OH+3H₂O－12e^－===2CO₂+12H⁺。下列有关说法不正确的是
A．C₁极为电池负极，C₂极为电池正极
B．电子由C₂极经外电路导线流向C₁极
C．C₂极的电极反应式为O₂+4H⁺ +4e^－===2H₂O
D．该生物燃料电池的总反应为：C₂H₅OH+3O₂===2CO₂+3H₂O

将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应式为：CH₄+10OH-8e^- = CO₃^2—+7H₂O；通入氧气的一极，其电极反应式为：2O₂+4H₂O+8e^- = 8OH^—,下列叙述正确的是

A．通入甲烷的电极为正极

B．在燃料电池工作时，溶液中的阴离子向正极移动

C．正极发生氧化反应

D．该燃料电池总反应为：CH4+2O2+2OH^—= CO3^2^—+3H2O

氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，可以取代会产生隔污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式H₂+NiO(OH)Ni(OH)₂，根据此反应式判断，下列叙述中正确的是

A．电池放电时，电池负极周围溶液pH不断增大	B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被氧化	D．电池放电时，H2是负极

某可充电的锂离子电池以LiMn₂O₄为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li⁺导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn₂O₄=Li₂Mn₂O₄。下列说法正确的是

A．放电时，LiMn2O4发生氧化反应

B．放电时，负极反应式为Li^++LiMn2O4+e^-=Li2Mn2O4

C．该电池不能用水溶液作为电解质

D．放电过程中Li向负极移动

下图是甲醇/过氧化氢燃料电池内部结构示意图。工作时，甲醇和过氧化氢分别进入燃料电池的燃料腔和氧化剂腔，在各自催化剂的作用下发生反应，并向外界输出电能。下列说法正确的是

A．该电池的正极反应式：H2O2+2H^++2e^-=2H2O

B．燃料腔中的多孔石墨电极为该燃料电池的正极

C．电池工作时,1mol甲醇被还原有6mol电子转移

D．电路中的电子经正极、负极、质子交换膜后再回到正极，形成闭合回路

第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合作为动力。汽车在刹车或下坡时，
电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液。下图是镍氢电池充放电原理的示意，其总反应式为：，下列说法中正确的是

A．混合动力车上坡或加速时，溶液中的OH^-向乙电极移动

B．混合动力车刹车或下坡时，乙电极周围溶液的pH增大

C．混合动力车上坡或加速时，乙电极电极反应式为NiOOH+H2O+e^-=Ni(OH)2+OH^-

D．混合动力车刹车或下坡时，甲电极电极反应式为H2+2OH^-+2e^-=2H2O

实验室用铅蓄电池作电源电解水，已知铅蓄电池放电时的电极反应如下：
负极：Pb + SO₄^2――2e^―="=" PbSO₄
正极：PbO₂ + 4H⁺ + SO₄^2―+2e^― ="=" PbSO₄+ 2H₂O
若制得0.1mol 的H₂，此时电池内消耗的硫酸的物质的量至少是

A．0.025 mol

B．0.50 mol

C．0.10 mol

D．0.20 mol

下图是氨氧燃料电池示意图，按照此图的提示，回答下列问题：

（1）a电极作______极（填“正”、“负”或“阴”、“阳”），其电极反应式为_________________；
（2）反应一段时间后，电解质溶液的PH将        （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）已知N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g) ΔH=" —92.4" kJ·mol^-1；2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH=" —483.6" kJ·mol^-1，试写出氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式：__________________________；
（4）若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌（制白铁皮），某铁皮上现需要镀上97.5g锌，理论上至少需要消耗氨气_________L（标准状况）。