化學選修ⅳ人教新課標化學電源課件

1、1.1.如果你擁有一個筆記本電腦，你希望電腦中的電池如果你擁有一個筆記本電腦，你希望電腦中的電池有哪些優(yōu)點？有哪些優(yōu)點？提示：提示：電容量大，工作壽命長，充電時間短，體積小，電容量大，工作壽命長，充電時間短，體積小，質量輕，性價比高等。質量輕，性價比高等。2.2.如果你是一個研制電池的工程師，在開發(fā)新產(chǎn)品時如果你是一個研制電池的工程師，在開發(fā)新產(chǎn)品時將主要考慮哪些問題？將主要考慮哪些問題？提示：提示：需要了解新產(chǎn)品的技術指標和生產(chǎn)成本是最基需要了解新產(chǎn)品的技術指標和生產(chǎn)成本是最基本的要求。例如：本的要求。例如：電池功率的大小（涉及活性物質及相關電解質溶液電池功率的大小（涉及活性物質及相關電解質

2、溶液等填充物的選擇）；等填充物的選擇）；電池的使用環(huán)境（涉及電池使用的安全性以及對電電池的使用環(huán)境（涉及電池使用的安全性以及對電池的外形、質量大小和外包裝等方面的要求）；池的外形、質量大小和外包裝等方面的要求）；電池的連續(xù)工作時間或使用壽命（涉及活性物質用電池的連續(xù)工作時間或使用壽命（涉及活性物質用量、電池的記憶效應以及電池自身放電率的大小等因量、電池的記憶效應以及電池自身放電率的大小等因素）；素）；電池廢棄后，其內容物可能對環(huán)境的影響等。電池廢棄后，其內容物可能對環(huán)境的影響等?！镜淅淅? 1】某固體酸燃料電池以某固體酸燃料電池以CsHSOCsHSO4 4固體為電解質傳固體為電解質傳遞遞H

3、H+ +，其基本結構如圖所示，電池總反應可表示為：，其基本結構如圖所示，電池總反應可表示為：2H2H2 2+O+O2 2 = 2H = 2H2 2O O，下列有關說法正確的是，下列有關說法正確的是A A電子通過外電路從電子通過外電路從b b極流向極流向a a極極B Bb b極上的電極反應式為：極上的電極反應式為：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - = 4OH = 4OH- -C C每轉移每轉移0.1 mol0.1 mol電子，消耗電子，消耗1.12 L1.12 L的的H H2 2D DH H+ +由由a a極通過固體酸電解質傳遞到極通過固體酸電解質傳遞到b b極極【思路點撥思

4、路點撥】（1 1）在外電路中電子由負極流向正極，）在外電路中電子由負極流向正極，在內電路中陽離子由負極移向正極；在內電路中陽離子由負極移向正極；（2 2）分析氣體體積時應注意標準狀況。）分析氣體體積時應注意標準狀況?！咀灾鹘獯鹱灾鹘獯稹窟x選D D。本題考查了原電池的工作原理，包。本題考查了原電池的工作原理，包括電子的流向、電極反應式的書寫、離子移動方向及括電子的流向、電極反應式的書寫、離子移動方向及電極產(chǎn)物電極產(chǎn)物“量量”的計算。由電極反應式可知，氫氣通的計算。由電極反應式可知，氫氣通入的一極為負極，氧氣通入的一極為正極，故入的一極為負極，氧氣通入的一極為正極，故a a為負極、為負極、b b為

5、正極，電子應該是通過外電路由為正極，電子應該是通過外電路由a a極流向極流向b b極，極，A A錯；錯；B B項，項，b b極上的電極反應式為極上的電極反應式為O O2 2+4e+4e- -+4H+4H+ + = 2H = 2H2 2O O，B B錯錯 ；C C項，沒有注明此時是否處于標準狀況下，故無項，沒有注明此時是否處于標準狀況下，故無法計算氣體的體積，法計算氣體的體積，C C錯。錯。請根據(jù)原電池原理，探討以下幾種電池的電極反應式請根據(jù)原電池原理，探討以下幾種電池的電極反應式及電池的總反應式。及電池的總反應式。（1 1）鋁）鋁- -空氣空氣- -海水電池海水電池提示：提示：負極：負極：Al

6、Al3e3e- - = Al = Al3+3+；正極：正極：2H2H2 2O OO O2 24e4e- - = 4OH = 4OH- - 電池總反應式為：電池總反應式為：4Al4Al3O3O2 2+6H+6H2 2O = 4AlO = 4Al（OHOH）3 3（2 2）甲烷燃料電池（）甲烷燃料電池（KOHKOH溶液）溶液）提示：提示：負極：負極：CHCH4 4+10OH+10OH8e8e = CO= CO3 32 2+7H+7H2 2O O；正極：正極：2O2O2 2+4H+4H2 2O+8eO+8e = 8OH= 8OH總反應方程式為：總反應方程式為：CHCH4 4+2O+2O2 2+2OH

7、+2OH- - = CO = CO3 32-2-+3H+3H2 2O O（3 3）CHCH3 3OHOH燃料電池（燃料電池（KOHKOH溶液）溶液）提示：提示：負極：負極：2CH2CH3 3OH+16OHOH+16OH12e12e=2CO=2CO3 32-2-+12H+12H2 2O O；正極正極：3O3O2 2+6H+6H2 2O+12eO+12e = 12OH= 12OH總反應方程式為：總反應方程式為：2CH2CH3 3OH+3OOH+3O2 2+4OH+4OH- - = 2CO = 2CO3 32-2-+6H+6H2 2O O（4 4）熔融鹽燃料電池：）熔融鹽燃料電池：該電池用該電池用L

8、iLi2 2COCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3的熔融鹽混合物作電解質，的熔融鹽混合物作電解質，COCO為陽極燃氣，空氣與為陽極燃氣，空氣與COCO2 2的混合氣為陰極助燃氣，制得的混合氣為陰極助燃氣，制得在在650650下工作的燃料電池。下工作的燃料電池。提示：提示：負極：負極：2CO+2CO2CO+2CO3 32-2-4e4e- - = 4CO = 4CO2 2正極：正極：O O2 2+2CO+2CO2 2+4e+4e- - = 2CO = 2CO3 32-2-總反應式為：總反應式為：2CO+O2CO+O2 2 2CO 2CO2 2點燃點燃=【典例典例2 2】鉛蓄電池的工作原理為

9、：鉛蓄電池的工作原理為：Pb(s)Pb(s)PbOPbO2 2(s)(s)2H2H2 2SOSO4 4(aq) 2PbSO(aq) 2PbSO4 4(s)(s)2H2H2 2O(l)O(l)，閱讀圖，下列判斷不正確的是，閱讀圖，下列判斷不正確的是放電放電充電充電A.K A.K 閉合時，閉合時，d d電極反應式：電極反應式：PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- - = = PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-B.B.當電路中轉移當電路中轉移0.2 mol0.2 mol電子時，電子時，I I中消耗的中消耗的H H2 2SOSO4 4 為為0.2 mol

10、0.2 molC.KC.K閉合時，閉合時，中中SOSO4 42-2-向向c c電極遷移電極遷移D.KD.K閉合一段時間后，閉合一段時間后，IIII可單獨作為原電池，可單獨作為原電池，d d電極為電極為正極正極【思路點撥思路點撥】（1 1）書寫電極反應式時應看清充放電的）書寫電極反應式時應看清充放電的方向，同時注意元素價態(tài)的變化。方向，同時注意元素價態(tài)的變化。（2 2）結合裝置圖，正確判斷電極情況。）結合裝置圖，正確判斷電極情況。（3 3）熟練掌握鉛蓄電池的工作原理。）熟練掌握鉛蓄電池的工作原理。【自主解答自主解答】選選C C。選項。選項A A ：K K閉合時閉合時中發(fā)生充電反應，中發(fā)生充電反應

11、，d d電極為陽極，發(fā)生氧化反應，其反應式為電極為陽極，發(fā)生氧化反應，其反應式為PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- - = PbO = PbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-，所以，所以A A正確。選項正確。選項B B：在上述總反應式中，得失電子總數(shù)為在上述總反應式中，得失電子總數(shù)為2e2e- -，當電路中轉移，當電路中轉移0.2 mol0.2 mol電子時，可以計算出電子時，可以計算出中消耗的硫酸的量為中消耗的硫酸的量為0.2 mol0.2 mol，所以，所以B B項正確。選項項正確。選項C C：K K閉合時閉合時d d是陽極，陰是陽極，陰離子向陽極移

12、動，所以離子向陽極移動，所以C C項錯誤。選項項錯誤。選項D D：K K閉合一段時閉合一段時間，也就是充電一段時間后間，也就是充電一段時間后可以作為原電池，由于可以作為原電池，由于c c表面生成表面生成PbPb，放電時作電源的負極，放電時作電源的負極，d d表面生成表面生成PbOPbO2 2，作，作電源的正極，所以電源的正極，所以D D項正確。項正確。 知識點一：一次電池知識點一：一次電池1.1.下列說法中正確的是下列說法中正確的是( )( )A.A.鎳氫電池、鋰離子電池和堿性鋅錳干電池都是二次鎳氫電池、鋰離子電池和堿性鋅錳干電池都是二次電池電池B.B.燃料電池是一種高效但是會污染環(huán)境的新型電

13、池燃料電池是一種高效但是會污染環(huán)境的新型電池C.C.化學電池的反應基礎是氧化還原反應化學電池的反應基礎是氧化還原反應D.D.鉛蓄電池放電的時候正極是鉛蓄電池放電的時候正極是PbPb負極是負極是PbOPbO2 2【解析解析】選選C C。項中堿性鋅錳干電池都是一次電池，。項中堿性鋅錳干電池都是一次電池，項錯誤；燃料電池是一種高效不會污染環(huán)境的新型項錯誤；燃料電池是一種高效不會污染環(huán)境的新型電池，項錯誤；鉛蓄電池放電的時候正極是電池，項錯誤；鉛蓄電池放電的時候正極是PbOPbO2 2，負極是負極是Pb,DPb,D項錯誤。項錯誤。2.2.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得堿性電池具有容量大、

14、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。鋅到廣泛應用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為：液，電池總反應式為：Zn(s)+2MnOZn(s)+2MnO2 2(s)+H(s)+H2 2O(l) = Zn(OH)O(l) = Zn(OH)2 2(s)+Mn(s)+Mn2 2O O3 3(s)(s)下列說法錯誤的是（下列說法錯誤的是（ ）A A電池工作時，鋅失去電子電池工作時，鋅失去電子B B電池正極的電極反應式為：電池正極的電極反應式為：2MnO2MnO2 2(s)+H(s)+H2 2O(l)+2eO(l)+2e- - = Mn= Mn2 2O O3 3(

15、s)+2OH(s)+2OH- -(aq)(aq)C C電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D D外電路中每通過外電路中每通過0.2 mol0.2 mol電子，鋅的質量理論上減電子，鋅的質量理論上減少少6.5 g6.5 g【解析解析】選選C C 。該電池的電解液為。該電池的電解液為KOHKOH溶液，結合總反溶液，結合總反應式可寫出負極反應式：應式可寫出負極反應式：Zn(s)+2OHZn(s)+2OH- -(aq)-2e(aq)-2e- - = = Zn(OH)Zn(OH)2 2(s)(s)，用總反應式減去負極反應式，可得到正，用總反應式減去負極反應式，

16、可得到正極反應式：極反應式：2MnO2MnO2 2(s)+H(s)+H2 2O(l)+2eO(l)+2e- - = Mn = Mn2 2O O3 3(s)+(s)+2OH2OH- -(aq)(aq)。ZnZn為負極，失去電子，電子由負極通過外為負極，失去電子，電子由負極通過外電路流向正極。電路流向正極。1 mol Zn1 mol Zn失去失去2 mol2 mol電子，外電路中每電子，外電路中每通過通過0.2 mol0.2 mol電子，有電子，有0.1 mol Zn0.1 mol Zn溶解，溶解，ZnZn的質量理論的質量理論上減少上減少6.5 g6.5 g。3. 3. 我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為

17、負極，鉑網(wǎng)為正極，我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產(chǎn)生電流。海水為電解質溶液，空氣中的氧氣與鋁反應產(chǎn)生電流。電池總反應為電池總反應為:4Al+3O:4Al+3O2 2+6H+6H2 2O = 4Al(OH)O = 4Al(OH)3 3, ,下列說法下列說法不正確的是不正確的是( )( )A.A.正極反應式為正極反應式為:O:O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - = 4OH = 4OH- -B.B.電池工作時，電流由鋁電極沿導線流向鉑電極電池工作時，電流由鋁電極沿導線流向鉑電極C.C.以網(wǎng)狀的鉑為正極，可增大與氧氣的接觸面積以網(wǎng)狀的鉑

18、為正極，可增大與氧氣的接觸面積D.D.該電池通常只需更換鋁板就可繼續(xù)使用該電池通常只需更換鋁板就可繼續(xù)使用【解析解析】選選B B。由電池總反應知，。由電池總反應知，AlAl為負極，為負極，Al-3eAl-3e- - = Al= Al3+3+, ,鉑網(wǎng)為正極鉑網(wǎng)為正極:O:O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O = 4OHO = 4OH- -, ,電子由電子由鋁電極沿導線流向鉑電極，故鋁電極沿導線流向鉑電極，故A A對。電子由負極沿導線對。電子由負極沿導線流向正極，電流方向恰好相反，故流向正極，電流方向恰好相反，故B B錯。錯。 知識點二：二次電池知識點二：二次電池4.LiFePO4.L

19、iFePO4 4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應為：點，可用于電動汽車。電池反應為：FePOFePO4 4+Li+LiLiFePOLiFePO4 4，電池的正極材料是，電池的正極材料是LiFePOLiFePO4 4，負極材料是石，負極材料是石墨，含墨，含LiLi+ +導電固體為電解質。下列有關導電固體為電解質。下列有關LiFePOLiFePO4 4電池電池說法不正確的是（說法不正確的是（ ）A A可加入硫酸以提高電解質的導電性可加入硫酸以提高電解質的導電性B. B. 放電時電池內部放電時電池內部LiLi+ +向正極移動向正

20、極移動C C充電過程中，電池正極材料的質量減少充電過程中，電池正極材料的質量減少放電放電充電充電D D放電時電池正極反應為：放電時電池正極反應為：FePOFePO4 4+Li+Li+ +e+e- - = = LiFePOLiFePO4 4【解析解析】選選A A。放電時，負極：。放電時，負極：LiLie e- - = Li = Li+ +，正，正極：極：FePOFePO4 4+Li+Li+ +e+e- - = LiFePO = LiFePO4 4；充電時，陽極：；充電時，陽極：LiFePOLiFePO4 4e e- - = FePO = FePO4 4+ Li+ Li+ +，陰極：，陰極：LiL

21、i+ +e+e- - = = LiLi，所以易知，所以易知C C、D D正確。若加入硫酸，與正確。若加入硫酸，與LiLi單質（固單質（固體）發(fā)生反應，故體）發(fā)生反應，故A A不正確；放電時，不正確；放電時，LiLi+ +（正電荷）（正電荷）應在電池內部（電解質中）向正極移動，故應在電池內部（電解質中）向正極移動，故B B正確。正確。5.5.鎳鎘（鎳鎘（Ni-CdNi-Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛的應）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛的應用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOHKOH溶液，其充、溶液，其充、放電按下式進行：放電按下式進行：Cd+2NiOOH+2HC

22、d+2NiOOH+2H2 2O Cd(OH)O Cd(OH)2 2 + + 2Ni(OH)2Ni(OH)2 2，有關該電池的說法正確的是（，有關該電池的說法正確的是（ ）A A充電時陽極反應：充電時陽極反應：Ni(OH)Ni(OH)2 2e e- -+OH+OH- - = = NiOOH+HNiOOH+H2 2O OB B充電過程是化學能轉化為電能的過程充電過程是化學能轉化為電能的過程C C放電時負極附近溶液的堿性不變放電時負極附近溶液的堿性不變D D放電時電解質溶液中的放電時電解質溶液中的OHOH- -向正極移動向正極移動放電放電充電充電【解析解析】選選A A。由充電時方程式中的。由充電時方

23、程式中的CdCd和和NiNi的化合價的變的化合價的變化可知，化可知，Ni(OH)Ni(OH)2 2作陽極，電解質溶液為作陽極，電解質溶液為KOHKOH，所以電極，所以電極反應式為：反應式為：Ni(OH)Ni(OH)2 2e eOHOH- - = NiOOH = NiOOHH H2 2O O；Cd(OH)Cd(OH)2 2作陰極：作陰極：Cd(OH)Cd(OH)2 22e2e = Cd= Cd2OH2OH；充電的；充電的過程是將電能轉化為化學能；放電時，過程是將電能轉化為化學能；放電時，CdCd作負極：作負極：CdCd2e2e2OH2OH = Cd(OH)= Cd(OH)2 2，CdCd周圍的周

24、圍的c(OHc(OH) )下降，下降，OHOH向負極移動。向負極移動。 知識點三：燃料電池知識點三：燃料電池6.6.如圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，如圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是下列敘述不正確的是( )( )A Aa a電極是負極電極是負極B Bb b電極的電極反應為：電極的電極反應為：4OH4OH- -4e-4e- - = 2H = 2H2 2O+OO+O2 2C C氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在

25、電池內的新型發(fā)電裝置儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置【解析解析】選選B B。分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知。分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知a a極為負極，其電極反應為：極為負極，其電極反應為：2H2H2 2-4e-4e- - = 4H= 4H+ +，b b極為極為正極，其電極反應為：正極，其電極反應為：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - = 4OH = 4OH- -，電池，電池總反應式為：總反應式為：2H2H2 2+O+O2 2 = 2H = 2H2 2O O。H H2 2為還原劑，為還原劑，O O2 2為氧為氧化劑，化劑，H H2 2、O O2 2不需全部儲藏在電池內。不需全

26、部儲藏在電池內。7. 7. 以葡萄糖為燃料的微生物燃料以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。關于電池結構示意圖如圖所示。關于該電池的敘述正確的是（該電池的敘述正確的是（ ）A A該電池能夠在高溫下工作該電池能夠在高溫下工作B B電池的負極反應為：電池的負極反應為：C C6 6H H1212O O6 66H6H2 2O O24e24e 6CO6CO2 224H24HC C放電過程中，放電過程中，H H從正極區(qū)向負極區(qū)遷移從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D D在電池反應中，每消耗在電池反應中，每消耗1 mol1 mol氧氣，理論上能生成氧氣，理論上能生成標準狀況下標準狀況下COCO2 2氣體氣體2

27、2.4 L 6【解析解析】選選B B。A A項，高溫條件下微生物會變性，所以項，高溫條件下微生物會變性，所以A A錯；錯；B B項，負極是葡萄糖失電子生成二氧化碳，所以項，負極是葡萄糖失電子生成二氧化碳，所以B B對；對；C C項，原電池內部陽離子應向正極移動，所以項，原電池內部陽離子應向正極移動，所以C C錯；錯；D D項，消耗項，消耗1 mol1 mol氧氣生成氧氣生成1 mol1 mol二氧化碳，標準狀況下二氧化碳，標準狀況下體積是體積是22.4 L22.4 L，D D錯。錯。一、選擇題（本題包括一、選擇題（本題包括4 4小題，每小題小題，每小題5 5分，共分，共2020分）分）1.1.

28、一個原電池總反應的離子方程式是：一個原電池總反應的離子方程式是：Zn+CuZn+Cu2+2+ = = ZnZn2+2+Cu+Cu，該原電池組成正確的是（，該原電池組成正確的是（ ）【解析解析】選選C C。由離子方程式。由離子方程式Zn+CuZn+Cu2+2+ = Zn = Zn2+2+Cu+Cu可可知，知，ZnZn失去電子，是原電池的負極，失去電子，是原電池的負極，CuCu2+2+得到電子，得到電子，故電解質溶液中含有故電解質溶液中含有CuCu2+2+，正極材料應不如，正極材料應不如ZnZn活潑，活潑，只有只有C C項符合要求。項符合要求。2.2.用用PtPt電極放置于電極放置于KOHKOH溶

29、液中，然后分別向兩極通入溶液中，然后分別向兩極通入COCO和和O O2 2，即可產(chǎn)生電流，下列敘述中正確的是，即可產(chǎn)生電流，下列敘述中正確的是( )( )通入通入COCO的電極為陰極的電極為陰極通入通入COCO的電極反應式為的電極反應式為:2CO+O:2CO+O2 2+4e+4e- - = 2CO = 2CO2 2正極反應式為正極反應式為:O:O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - = 4OH = 4OH- -負極反應式為負極反應式為:CO+4OH:CO+4OH- -2e-2e- - = CO = CO3 32-2- +2H +2H2 2O O電池工作時溶液中的陽離子向原電池的負極移

30、動電池工作時溶液中的陽離子向原電池的負極移動 放電時溶液中的陰離子向負極移動放電時溶液中的陰離子向負極移動A.A. B. B.C.C. D. D.【解析解析】選選B B 。COCO燃料電池總反應為燃料電池總反應為2CO+O2CO+O2 2+4KOH +4KOH = 2K= 2K2 2COCO3 3+2H+2H2 2O,O,故正確。在負極消耗故正確。在負極消耗OHOH- -, ,故陰故陰離子向負極移動，正確。離子向負極移動，正確。3.3.某課外活動小組使用下列用品設計原電池。用品：銅某課外活動小組使用下列用品設計原電池。用品：銅片、鐵片、導線、金屬夾、發(fā)光二極管、果汁（橙汁、片、鐵片、導線、金屬

31、夾、發(fā)光二極管、果汁（橙汁、蘋果汁）、蘋果汁）、500 mL500 mL燒杯。下列說法正確的是（燒杯。下列說法正確的是（ ）A.A.該裝置能將電能轉化為化學能該裝置能將電能轉化為化學能B.B.實驗過程中銅片逐漸溶解實驗過程中銅片逐漸溶解C.C.電子由鐵片通過導線流向銅片電子由鐵片通過導線流向銅片D.D.鐵片上會析出紅色的銅鐵片上會析出紅色的銅【解析解析】選選C C。原電池是把化學能轉化為電能的裝置，。原電池是把化學能轉化為電能的裝置，A A錯；活潑性錯；活潑性FeCuFeCu，F(xiàn)eFe作負極溶解，作負極溶解，B B錯；電子由負極錯；電子由負極流向正極，流向正極，C C正確；果汁呈酸性，正確；果

32、汁呈酸性，H H+ +得電子變成得電子變成H H2 2，不，不會析出會析出CuCu，D D項錯。項錯。4.4.將氫氣、甲烷、乙醇等物質在氧氣中燃燒時的化學將氫氣、甲烷、乙醇等物質在氧氣中燃燒時的化學能直接轉化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基能直接轉化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質、燃料和氧化劑。此種電池能本組成為電極、電解質、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達量利用率可高達80%80%（一般柴油發(fā)電機只有（一般柴油發(fā)電機只有40%40%左右），左右），產(chǎn)物污染也少。下列有關燃料電池的說法錯誤的是產(chǎn)物污染也少。下列有關燃料電池的說法錯誤的是（ ）A A上述燃料電

33、池的負極反應材料是氫氣、甲烷、乙醇上述燃料電池的負極反應材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質等物質B B氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用C C乙醇燃料電池的電解質常用乙醇燃料電池的電解質常用KOHKOH，該電池的負極反，該電池的負極反應為應為C C2 2H H5 5OHOH12e12e = 2CO= 2CO2 23H3H2 2O OD D甲烷燃料電池的正極反應為甲烷燃料電池的正極反應為O O2 22H2H2 2O O4e4e = = 4OH4OH【解析解析】選選C C

34、。燃料電池中。燃料電池中O O2 2作正極發(fā)生還原反應，燃作正極發(fā)生還原反應，燃料作負極發(fā)生氧化反應；在堿性介質中料作負極發(fā)生氧化反應；在堿性介質中COCO2 2和和OHOH- -反應反應生成生成COCO3 32-2-，C C不正確。不正確。二、非選擇題（本題包括二、非選擇題（本題包括2 2小題，共小題，共1010分）分）5.5.（3 3分）燃料在電池中直接氧化而產(chǎn)生電能的裝置叫分）燃料在電池中直接氧化而產(chǎn)生電能的裝置叫燃料電池，它是一種高效低污染的新型電池。燃料電池燃料電池，它是一種高效低污染的新型電池。燃料電池所用燃料可以是氫氣，也可以是其他燃料，如甲醇、肼所用燃料可以是氫氣，也可以是其他

35、燃料，如甲醇、肼等。肼分子（等。肼分子（H H2 2NNHNNH2 2）可以在氧氣中燃燒生成氮氣和）可以在氧氣中燃燒生成氮氣和水，利用肼、氧氣與水，利用肼、氧氣與KOHKOH溶液組成堿性燃料電池，請寫溶液組成堿性燃料電池，請寫出該電池反應的電極反應式和總反應式出該電池反應的電極反應式和總反應式:_:_。并指出電解質溶液中，并指出電解質溶液中，OHOH- -向哪極移動向哪極移動:_:_?！窘馕鼋馕觥侩氯剂想姵乜偡磻獮殡氯剂想姵乜偡磻獮镹 N2 2H H4 4+O+O2 2 = N = N2 2+2H+2H2 2O O，負極反應為負極反應為:N:N2 2H H4 4-4e-4e- -+4OH+4O

36、H- - = N = N2 2+4H+4H2 2O,O,正極反應正極反應為為:O:O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O = 4OHO = 4OH- -。負極上消耗。負極上消耗OHOH- -，正極上，正極上產(chǎn)生產(chǎn)生OHOH- -，故，故OHOH- -向負極移動。向負極移動。答案：答案：負極負極:N:N2 2H H4 4-4e-4e- -+4OH+4OH- - = N = N2 2+4H+4H2 2O O；正極正極:O:O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O = 4OHO = 4OH- -；總反應式總反應式:N:N2 2H H4 4+O+O2 2 = N = N2 2+2H+2H

37、2 2O OOHOH- -向負極移動向負極移動6.6.（7 7分）二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料。工分）二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料。工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化業(yè)上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化錳的流程如圖：錳的流程如圖：某軟錳礦的主要成分為某軟錳礦的主要成分為MnOMnO2 2，還含有，還含有SiSi（16.72%16.72%）、）、FeFe（5.86%5.86%）、）、AlAl（3.42%3.42%）、）、ZnZn（2.68%2.68%）和）和CuCu（0.86%0.86%）等元素的化合物。部分陽離子以氫氧化物或）等元素的化合物。部分陽離子以氫氧

38、化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的硫化物的形式完全沉淀時溶液的pHpH見下表，回答下列見下表，回答下列問題：問題：（1 1）硫酸亞鐵在酸性條件下將）硫酸亞鐵在酸性條件下將MnOMnO2 2還原為還原為MnSOMnSO4 4，酸，酸浸時發(fā)生的主要反應的化學方程式為浸時發(fā)生的主要反應的化學方程式為_。（2 2）濾渣）濾渣A A的主要成分是的主要成分是_。（3 3）加入）加入MnSMnS的目的是除去的目的是除去_雜質。雜質。（4 4）堿性鋅錳電池中，）堿性鋅錳電池中，MnOMnO2 2參與的電極反應方程式為參與的電極反應方程式為_。（5 5）從廢舊堿性鋅錳電池中可以回收利用的物質有）從廢舊堿性鋅錳電

39、池中可以回收利用的物質有_（寫出兩種）。（寫出兩種）。【解析解析】由反應流程可知：在酸性條件下二氧化錳將由反應流程可知：在酸性條件下二氧化錳將FeFe2+2+氧化為氧化為FeFe3+3+, ,將將CuCu氧化成氧化成CuCu2+2+，此外溶液中還有，此外溶液中還有ZnZn2+2+和和AlAl3+3+，當調，當調pHpH至至5.45.4時，只有時，只有Al(OH)Al(OH)3 3 和和Fe(OH)Fe(OH)3 3會完會完全沉淀，故濾渣全沉淀，故濾渣A A的主要成分是的主要成分是Fe(OH)Fe(OH)3 3和和Al(OH)Al(OH)3 3。加。加入入MnSMnS后因為酸性條件下后因為酸性條

40、件下CuS CuS 、ZnSZnS更難溶，所以會轉更難溶，所以會轉化為化為CuSCuS、ZnSZnS沉淀而除去沉淀而除去CuCu2 2、ZnZn2 2。答案：答案：（1 1）MnOMnO2 22FeSO2FeSO4 42H2H2 2SOSO4 4 = = MnSOMnSO4 4FeFe2 2（SOSO4 4）3 32H2H2 2O O（2 2）Fe(OH)Fe(OH)3 3、Al(OH)Al(OH)3 3 （3 3）CuCu2 2、ZnZn2 2（4 4）MnOMnO2 2H H2 2O Oe e = MnOOH= MnOOHOHOH（或（或2MnO2MnO2 2H H2 2O O2e2e =

41、 Mn= Mn2 2O O3 32OH2OH）（5 5）鋅、二氧化錳）鋅、二氧化錳1.1.（5 5分）（雙選）鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化分）（雙選）鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。的蓄電池，該電池具有能量密度大、電壓高的特性。鋰離子電池放電時電極反應式為負極反應：鋰離子電池放電時電極反應式為負極反應：C C6 6LiLixexe = C= C6 6LiLi1 1x xxLixLi+ +（C C6 6LiLi表示鋰原子嵌入石墨形成復表示鋰原子嵌入石墨形成復合材料）正極反應：合材料）正極反應：LiLi1 1x xMOMO2 2xLixLi+ +xex

42、e = LiMO= LiMO2 2（LiMOLiMO2 2表示含鋰的表示含鋰的過渡金屬氧化物），下列有關說法正確的是（過渡金屬氧化物），下列有關說法正確的是（ ）A A鋰離子電池充電時電池反應為鋰離子電池充電時電池反應為C C6 6LiLiLiLi1 1x xMOMO2 2 = = LiMOLiMO2 2C C6 6LiLi1 1x xB B電池反應中，鋰、鋅、銀、鉛各失去電池反應中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1 mol1 mol電子，電子，金屬鋰所消耗的質量最小金屬鋰所消耗的質量最小C C鋰離子電池放電時電池內部鋰離子電池放電時電池內部LiLi+ +向負極移動向負極移動D D鋰離子電池充電時陰極反

43、應為鋰離子電池充電時陰極反應為C C6 6LiLi1 1x xxLixLi+ +x ex e = C= C6 6LiLi【解析解析】選選B B、D D 。由負極反應：。由負極反應：C C6 6LiLixexe = = C C6 6LiLi1 1x xxLixLi+ +和正極反應：和正極反應：LiLi1 1x xMOMO2 2xLixLi+ +xexe = LiMO= LiMO2 2得原電池總反應為得原電池總反應為C C6 6Li+ LiLi+ Li1 1x xMOMO2 2 = = C C6 6LiLi1 1x xLiMOLiMO2 2，而充電時電池反應與此相反，故，而充電時電池反應與此相反，

44、故A A錯錯D D對，又因原電池內電路中電流方向是由負極流向正極，對，又因原電池內電路中電流方向是由負極流向正極，陽離子應向正極移動，故陽離子應向正極移動，故C C錯誤。鋰摩爾質量很小，故錯誤。鋰摩爾質量很小，故鋰失去鋰失去1 mol1 mol電子，鋰所消耗的質量最小。電子，鋰所消耗的質量最小。2.2.（5 5分）（雙選）鎂燃料電池以鎂合金作為電池的一分）（雙選）鎂燃料電池以鎂合金作為電池的一極，另一極充入過氧化氫，電解質溶液是酸化的氯化極，另一極充入過氧化氫，電解質溶液是酸化的氯化鈉溶液，放電時總反應為：鈉溶液，放電時總反應為：Mg+2HMg+2H+ +H+H2 2O O2 2 = 2Mg

45、= 2Mg2+2+H+H2 2O O。關于該電池說法正確的是（。關于該電池說法正確的是（ ）A.A.鎂合金為電池負極，發(fā)生還原反應鎂合金為電池負極，發(fā)生還原反應B.B.放電時放電時H H2 2O O2 2在正極得電子，被還原在正極得電子，被還原C.C.負極反應式為：負極反應式為：Mg-2eMg-2e- - = Mg = Mg2+2+D.D.放電時正極附近溶液酸性增強放電時正極附近溶液酸性增強【解析解析】選選B B、C C。由原電池總反應：。由原電池總反應：Mg+2HMg+2H+ +H+H2 2O O2 2 = = MgMg2+2+2H+2H2 2O O可知，可知，MgMg失去電子，為電池負極，發(fā)生氧化失去電子，為電池負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為：反應，電極反應式為：Mg-2eMg-2e- - = Mg = Mg2+2+，A A錯誤，錯誤，C C正正確；確；H H2 2O O2 2得到電子，是電池正極，被還原，電極反應得到電子，是電池正極，被還原，電極反應式為：式為：2H2H+ +H+H2 2O O2 2+2e+2e- - = 2H =