1、16-2-2 考点二 化学电源一、可充电电池1 “天宫二号”飞行器白天靠太阳能帆板产生电流向镍氢电池充电，夜间镍氢电池向飞行器供电。镍氢电池的结构示意图如图所示。若电池总反应为 2Ni(OH)2 2NiOOHH 2。则下列说法正确的是( ) 充 电 放 电A放电时，NiOOH 发生氧化反应B充电时，a 电极的 pH 增大，K 移向 b 电极C充电时，a 电极的电极反应为 2H2O2e =H22OH D放电时，负极反应为 NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH 解析：放电时，NiOOH 在正极上得电子变成 Ni(OH)2，发生还原反应，A 错误；充电时，a 电极作阴极，电极反应式为 2H2O
2、2e =H22OH ，pH 增大，K 移向 a 电极，B 错误、C 正确；放电时，负极上 H2放电，D 错误。答案：C2全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，该电池性能优良，其电池总反应为V3 VO 2 H 2O VO 2H V 2 。下列叙述正确的是( ) 充 电 放 电 2A放电过程中电解质溶液中阴离子移向正极B放电时每转移 0.5 mol 电子，负极有 0.5 mol V2 被氧化C充电时阳极附近溶液的酸性减弱D充电时阳极反应式为 VO 2H e =VO2 H 2O 2解析：放电时发生的反应为 VO 2H V 2 =V3 VO 2 H 2O，阴离子移向负极，A 2错误；负极 V2 被
3、氧化成 V3 ，每转移 0.5 mol 电子，负极有 0.5 mol V2 被氧化，B 正确；2充电时的总反应为 V3 VO 2 H 2O=VO 2H V 2 。阳极反应为 VO2 H 2Oe =VO 22H 阳极附近溶液的酸性增强，C、D 错误。 2答案：B3锂空气电池能够提供相当于普通锂离子电池 10 倍的能量。如图是锂空气电池放电和充电时的工作示意图。下列说法正确的是( )Aa 极为原电池的正极B电池充电时，b 极发生的反应为 O22H 2O4e =4OHC放电时，a 极锂的化合价未发生变化D充电时，溶液中 Li 由 b 极向 a 极迁移解析：根据题给装置图判断，a 电极为原电池的负极，
4、电极反应为Lie =Li ，A、C 项错误；电池充电时，b 极发生的反应为4OH 4e =O22H 2O，B 项错误；充电时，阳离子移向电解池的阴极，D 项正确。答案：D4某充电宝锂离子电池的总反应为 xLiLi 1 xMn2O4 放 电 充 电LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为 NiOOHMH M 放 电 充 电Ni(OH)2(M 为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是( )3A锂离子电池放电时 Li 向正极迁移B镍氢电池放电时，正极的电极反应式：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH C上图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：LiMn
5、2O4 xe =Li1 xMn2O4 xLi解析：电池工作时，阳离子(Li )向正极迁移，A 项正确；镍氢电池放电时，正极得电子，电极反应式：NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH ，B 项正确；根据电池总反应知，左侧锂电池作电源给右侧电池充电，C 项正确；锂离子电池充电时，阴极的电极反应式为Li e =Li，D 项错误。答案：D二、燃料电池5甲醇燃料电池体积小巧，洁净环保、比能量高，已在便携式通讯设备、汽车等领域应用。某甲醇燃料电池的总反应式为 2CH4O3O 2=2CO24H 2O，如图是该燃料电池的示意图。下列说法错误的是( )Aa 是甲醇，b 是氧气B燃料电池将化学能转化为电能C质
6、子从 M 电极区穿过交换膜移向 N 电极区D负极反应：CH 4O6e H 2O=CO26H 解析：由质子交换膜知，电解质溶液呈酸性，N 极上生成水，则 a 为氧气，N 为正极，M 为负极，负极反应式为 CH4O6e H 2O=CO26H ，正极反应式为4O24H 4e =2H2O，b 是甲醇、c 是二氧化碳，质子从 M 电极区通过质子交换膜到 N 电极区，通过以上分析知，B、C、D 正确。答案：A6液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N 2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH 溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是( )Ab
7、 极发生氧化反应Ba 极的反应式：N 2H44OH 4e =N24H 2OC放电时，电流从 a 极经过负载流向 b 极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析：在燃料电池中，氧气作为氧化剂在正极发生还原反应，故 A 项错误；燃料 N2H4为还原剂，在负极发生氧化反应，故 B 项正确；放电时，电流由正极(b 极)经外电路流向负极(a 极)，故 C 项错误；正极的电极反应式为：O 24e 2H 2O=4OH ，OH 将透过交换膜在负极发生反应，应选择阴离子交换膜，故 D 项错误。答案：B7新型 NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图所示，(已知硼氢化钠中氢为1 价)，有关该电池的说法正
8、确的是( )A电极 B 材料中含 MnO2层，MnO 2可增强导电性B电池负极区的电极反应：BH 8OH 8e =BO 6H 2O 4 25C放电过程中，Na 从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗 1 L 6 molL1 H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为6NA个解析：A 项，电极 B 采用 MnO2，为正极，H 2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH ，MnO 2既作电极材料又有催化作用，错误；B 项，负极发生氧化反应，电极反应式为BH 8OH 8e =BO 6H 2O，正确；C 项，放电时，钠离子向正极移动，错误；D 项， 4 2在电池反应中，每消耗 1 L 6 molL1
9、H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数6 molL1 1 L2NA/mol12 NA，错误。答案：B三、新型化学电源8近几年科学家发明的一种新型可控电池锂水电池，工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )A碳极发生的反应是 2H2O2e =H22OH B有机电解质和水溶液不可以互换区域C标准状况下产生 22.4 L 的氢气时，正极消耗锂的质量为 14 gD该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气解析：根据图示信息可知，碳电极上产生氢气，应该是正极，该电极上发生得电子的还原反应：2H 2O2e =H2 2OH ，A 正确；由于金属 Li 可以和水反应生成氢氧化锂和氢气，但是和有机电解质不反应
10、，所以有机电解质和水溶液不可以互换区域，B 正确；金属 Li 和水发生反应 2Li2H 2O=2LiOHH 2，标准状况下产生 22.4 L 的氢气时，金属锂是负极，负极消耗锂的质量为 14 g，C 错误；该装置是将化学能转化为电能的装置，装置不仅可提供电能，并且反应产物是氢气，能提供能源，D 正确。答案：C9金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽6车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M nO22 nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )A采用多孔电极的目的是提
11、高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较 Mg、Al、Zn 三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4M n nO22 nH2O4 ne =4M(OH)nD在 Mg空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析：本题考查电化学知识，意在考查考生运用原电池原理解决问题的能力。A 项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极表面，正确；B 项，根据“已知”信息知铝的比能量比 Mg、Zn 的高，正确；C 项，M空气电池放电过程中，正极为氧气得到电子生成 OH ，错误；D 项，
12、为了避免正极生成的 OH 移至负极，应选用阳离子交换膜，正确。答案：C10光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时 AgCl(s) Ag(s)Cl(AgCl)，= = = = =光 Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面，接着 Cl(AgCl)e =Cl (aq)，若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是( )7A光照时，电流由 X 流向 YB光照时，Pt 电极发生的反应为：2Cl 2e =Cl2C光照时，Cl 向 Pt 电极移动D光照时，电池总反应为：AgCl(s)Cu (aq) Ag(s)Cu 2 (aq)= = = = =光 Cl (aq)解析：该装置中氯原子在银电极上得电子发生还原反应，所以银作正极、铂作负极，光照时，电流从正极银 X 流向负极铂 Y；光照时，Pt 电极作负极，负极上亚铜离子失电子发生氧化反应，电极反应式为 Cu (aq)e =Cu2 (aq)；光照时，该装置是原电池，银作正极，铂作负极，电解质中氯离子向负极铂移动；光照时，正极上氯原子得电子发生还原反应，负极上亚铜离子失电子，所以电池反应式为 AgCl(s)Cu (aq)Ag(s)Cu 2 (aq)Cl (aq)。= = = = =光 答案：B
