高中化学化学电源新型电池试题

某种燃料电池是以甲烷（CH₄）和空气为原料，以KOH为电解质溶液构成的原电池。电池的总反应类似甲烷在氧气中的燃烧。下列说法正确的是
①每消耗1molCH₄可以向外电路提供8mole-
②CH₄在负极发生氧化反应，电极反应式是:CH₄ + 10OH^- - 8e- = CO₃^2- + 7H₂O
③燃料电池把化学能直接转化为电能，而不经过热能这一种中间形式，所以它的能量转化效率高，并且减少了对环境的污染
④这种燃料电池要定期更换电解质溶液

A．①②

B．①②③④

C．①③④

D．②④

(14分)
（1）最早使用的化学电池是锌锰电池，即大家熟悉的干电池。这种电池在使用过程中，锌外壳会逐渐变薄，最后内部糊状的电解质会泄漏出来，使电器腐蚀。后来人们采用了什么方法将其改造成了防漏电池。请列举一种方法即可_____________。
这种电池还有一个缺点：即使不用，放置过久，也会失效，请说明失效的原因_________。
（2）为提高电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH₄Cl换成湿的KOH，并在构造上做了改进，制成了碱性锌锰电池。其总反应为：
Zn + 2MnO₂ + 2H₂O ="===" 2MnOOH + Zn(OH)₂
写出该电池正极反应式___________。电池工作时，电子流向   （填“正”或“负”）极。
（3）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阴极的电极反应式是             。若电解电路中通过2mol电子，MnO₂的理论产量为               。
（4）生产MnO₂另一种方法：以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰。流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Si（16.72%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7	8.0	≥–0.42	≥2.5	≥7	≥7

①硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的化学方程式
为                              。
②加入MnS的目的是除去           杂质。

一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷(C₄H₁₀)气体，电池的总反应是：
2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O，电解质溶液是稀H₂SO₄溶液。下列对该燃料说法正确的是（   ）

A．在电解质溶液中，SO4^2-由负极移向正极

B．丁烷在反应过程中被还原

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e^-+ 4H^+ = 2H2O

D．通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C4H10 + 26e^- + 8H2O = 4CO2 + 26 H^+

可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e^－＝4OH^－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH^－－3e^-＝Al(OH)3↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

右图是水煤气(成分为CO、H₂)空气燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。下列叙述中正确的是                                                                      （   ）

A．A处通人的是空气，B处通人的是水煤气

B．a电极发生还原反应，b电极发生氧化反应

C．a电极的反应式包括：CO+4OH^－+2e^－=CO+2H2O

D．如用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，则至少消耗标准状况下的水煤气2.24 L

某新型 “纸”电池以碳纳米管和金属锂作为两极，造纸用的纤维素在一种离子液体X中溶解并做成隔离膜，电池工作时的总反应为：xLi＋C（碳纳米管）Li_xC，下列有关说法正确的是

A．放电时Li^+由正极向负极移动

B．充电时的阳极反应为：LixC－xe^－＝C＋xLi^+

C．X可能为羧酸、醇等含活泼氢的有机物

D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低

镁—过氧化氢燃料电池具有比能量高、安全方便         等优点,
其结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是

A．该电池可以在高温下正常工作

B．电池工作时，H^+向正极移动

C．电池工作时，正极周围溶液的pH将不断变小

D．该电池的总反应式为：

Mg+H₂0₂+H₂S0₄=MgS0₄+2H₂0

Li-SO₂电池具有输出功率高和低温性能好等特点。其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应为2Li+2SO₂Li₂S₂O₄。下列说法正确的是（   ）

A．该电池反应为可逆反应

B．放电时，Li^+向负极移动

C．充电时，阴极反应式为Li^++e^一=Li

D．该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液

有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液，b不易腐蚀。将a、d在稀盐酸中构成原电池，电流由a通过导线流向d。将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是

A．d c a b

B．d a b c

C．d b a c

D．b a d c

下列有关电池的说法不正确的是（    ）

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池	B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能	D．锌锰干电池中，锌电极是负极

下列有关电池的说法不正确的是（    ）

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池	B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能	D．锌锰干电池中，锌电极是负极

铝－空气电池具有体积小、能量大，污染少等优点，是电动自行车和电动汽车比较理想的电源。电池以食盐水为电解液，总反应为：4Al＋3O₂＋6H₂O＝4Al(OH)₃↓下列说法中正确的是

A．电池工作时，铝做正极

B．电池负极的电极反应式为：3O2＋6H2O＋12e^－＝12OH^－

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1mol e^—，铝的质量理论上减小9g

镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：（　　）。
Cd(OH)₂+2Ni(OH)₂          Cd+2NiO(OH)+2H₂O由此可知，该电池放电时的负极材料是

A．Cd

B．Ni(OH)2

C．Cd(OH)2

D．NiO(OH)

氢氧燃料电池是一种高性能电池，总反应为2 H₂ + O₂ =" 2" H₂O，电解质溶液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述中不正确的是（　　）。

A．H2为负极，O2为正极	B．负极反应：2H2 +4OH^-→4H2O + 4e^-
C．工作时电解质溶液的PH不断增大	D．正极反应：O2 + 4e^- +2 H2O→4OH^-

肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性液体，用作火箭燃料。

(1)32.0g该液态化合物在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ（25°C，101kPa），则肼完全燃烧的热化学方程式                              。
(2)肼——空气燃料电池是一种无污染的清洁的碱性燃料电池，电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该电池放电时，作负极的燃料是       (填化学式)；正极的电极反应式是               。
（3）右图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是________________________。            
②假设使用肼一空气燃烧电池作为本过程中的电源，锌片的质量
变化是128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_____L
（假设空气中氧气体积含量为20%）