第二节 化学电源
1.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)+2H2O(l)===Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)。下列说法错误的是( )
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2
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0.2 mol 电子,锌的质量理论上减小6.5 g
答案 C
解析 由电池工作时锌在负极失去电子,故A正确;只要能够理解负极的反应物是Zn,同时能够应用电子转移数目、电荷守恒与元素守恒即可正确地书写电极反应式,而本题只要对其进行正误判断,因此只要从上述三个方面进行验证即可,B选项正确;C中外电路的电子应该由负极流出,流入正极,故C错误;D中只要根据简单的计算,即理解每反应1 mol Zn,失去2 mol电子,因此D正确。
点拨 此类试题的考查趋势:根据总反应方程式书写原电池各电极反应式、根据反应式进行计算、提供反应方程式设计原电池、提供电极材料、电解质溶液进行原电池是否形成的判断、与图像进行结合考查各电极质量或电解质溶液中溶质质量分数的变化等。本题属于基本概念与理论的考查,落点是原电池反应的机理及原电池电极反应式的书写、简单的氧化还原反应的计算。该题考查同学们对电化学部分知识掌握的情况以及在理解的基础上运用相关知识的能力。解决此类习题应理解原电池的原理、抓住三个守恒、正确书写电极反应式。
2.镍-镉可充电电池,电极材料是Cd和NiO(OH),电解质是氢氧化钾,放电时的电极反应式是:Cd+2OH--2e-===Cd(OH)2,2NiO(OH)+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-。下列说法不正确的是( )
A.电池的总反应式是Cd+2NiO(OH)+2H2O放电充电2Ni(OH)2+Cd(OH)2
B.电池充电时,镉元素被还原
C.电池放电时,电极负极周围溶液的pH不断增大
D.电池充电时,电池的负极和电源的正极连接
答案 CD
解析 本题已给出了电极反应式,两式相加即得总反应式,A正确;电池充电时,Cd元素化合价降低,即Cd元素被还原,B正确;放电时,由于负极消耗OH-,因而负极周围溶液的pH不断减小,C错误;电池充电时,电池的负极(发生氧化反应)应与电源的负极相连(发生还原反应),故D错误。
3.氢氧燃料电池,电极为多孔镍,电解质溶液为30%的KOH溶液,电池总反应为2H2+O2===2H2O,该电池工作时,下列说法正确的是( )
①负极质量减轻 ②负极反应为O2+2H2O+4e-===4OH- ③负极反应为2H2+4OH--4e-===4H2O ④正极区pH升高,而负极区pH降低 ⑤溶液中阴离子移向负极
A.①③④ B.②③⑤ C.③④⑤ D.④⑤
答案 C
解析 氢氧燃料电池中H2在负极上发生氧化反应,由于是碱性条件,所以电极反应为:2H2-4e-+4OH-===4H2O,负极区OH-浓度降低,正极上O2发生还原反应,得电子转化为OH-,电极反应为:O2+4e-+2H2O===4OH-,正极区OH-浓度增大,而且溶液中阴离子向负极移动,故③④⑤说法正确。