Question

【题目】化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

(1)下列相关说法正确的是______________

A.通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，来判断该电池的优劣

B.二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用

C.除氢气外，甲醇、甲烷、乙烷等都可用作燃料电池的燃料

D.近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收

(2)目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可表示为：

Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH) 2+Cd(OH)2

已知Ni(OH) 2和Cd(OH) 2均难溶于水，但能溶于酸，下列说法正确的是：_____

A.以上反应是可逆反应 B.反应环境为碱性

C.电池放电时Cd作负极 D.该电池是一种二次电池

(3)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均为：2H2＋O2===2H2O。

①碱式电池中的电解质是KOH，其负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，则其正极反应可表示为________________,电池工作一段时间后，电解质溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”）。

②若该电池为飞行员提供了36 kg的水，则电路中通过了_______mol电子。

Answer 1

【答案】AC BCD O2＋2H2O－4e－=4OH－ 减小 4000mol

【解析】

本题重点考查原电池的相关知识。根据充放电电池的总反应可以判断电池的正负极，放电时，化合价升高，失去电子，发生氧化反应的为负极，化合价降低，得到电子，发生还原反应的为正极。在新型燃料电池中，一般通氧气的为电池正极，通燃料的为电池负极，电极反应的应根据电解质溶液的酸碱性进行书写，若电解质溶液为碱性，则正极反应为O2＋2H2O－4e－=4OH－；若电解质溶液为酸性，则正极反应为：O2＋4H+－4e－=2H2O，据此解题。

(1)A、单位质量或单位体积所能输出能量的越多，则电池的工作时间越长、越耐用，所以A选项是正确的;
B、二次电池可以多次使用,但是其有一定的充放电循环寿命,不能无限次重复使用，故B错误;
C、除氢气外，甲醇、甲烷、乙烷等都可用作燃料电池的燃料，所以C选项是正确的;
D、废电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞、镉、铅等重金属离子对土壤水源造成污染，废电池必须进行集中处理,故D错误;
因此，本题应选AC；

(2)A、两个反应方向的条件不同,充电是电解池,放电是原电池;反应条件不同,不是可逆反应,故A错误;
B、根据电池反应和生成产物为Ni(OH) 2和Cd(OH)2分析,电解质溶液为碱性溶液;所以B选项是正确的;
C、放电时原电池,失电子的做负极;电池放电时Cd失电子作负极,所以C选项是正确的;
D、二次电池又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，该电池可充电，是一种二次电池,所以D选项是正确的;
因此，本题应选BCD；

(3)①燃料氢气在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，电池总反应式为：2H2＋O2=2H2O，负极反应式为2H2－4e－＋4OH－=4H2O，用总反应减去负极反应即得正极反应为：O2＋2H2O－4e－=4OH－；根据总反应式可知该电池中没有消耗溶液中的溶质氢氧化钾，但有溶剂水生成，所以电池工作一段时间后，溶液中氢氧化钾的浓度降低，溶液pH减小；

②36g水的物质的量为36g÷18g/mol=2mol,根据电池总反应式2H2＋O2=2H2O可知，生成2mol水，即36g水转移的电子数为4mol,所以生成36 kg水转移的电子数为4000mol。