发展中的化学电源
1．下列设备工作时可以将化学能转化为电能的是( A )
解析：手机电池工作时可以将化学能转化为电能，A项正确；硅太阳能电池工作时可以将太阳能转化为电能，B项错误；水力发电是将水的机械能转化为电能，C项错误；电烤箱工作时可以将电能转化为热能等，D项错误。
2．(双选)据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是( BC )
A．锌为正极，空气进入负极反应 B．负极反应为Zn－2e===Zn C．正极发生还原反应 D．电解液肯定为强酸
解析：根据原电池反应的原理，负极发生氧化反应，较活泼的金属作负极，因此Zn－2e===Zn是负极反应，正极发生还原反应。再根据电池总反应式，生成物是ZnO，ZnO能与强酸溶液反应，所以D项错误。
3．氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，电极是多孔镍电极，电解质溶液为质
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量分数30%的KOH溶液，有关叙述正确的是 ( B )
①负极反应为2H2－4e===4H ②负极反应为2H2＋4OH－4e===4H2O ③工作时正极pH增大，而负极pH减小 ④工作时负极pH增大，而正极pH减小 ⑤工作时溶液中阴离子移向正极
⑥使用一段时间，KOH溶液质量分数仍为30% A．①②③ B．②③ C．②③⑥ D．④⑤
解析：氢氧燃料电池在碱性条件下，负极：2H2＋4OH－4e===4H2O，pH减小；正极：O2＋4e＋2H2O===4OH，pH增大。工作时溶液中OH移向负极。使用一段时间，KOH虽没有消耗但生成了H2O，所以KOH浓度变小。
4．有四种燃料电池： A．固体氧化物燃料电池 C．质子交换膜燃料电池
B．碱性氢氧化物燃料电池 D．熔融盐燃料电池
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下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是( C )
解析：A项，正极反应生成O；B项，正极反应生成OH；C项，正极反应生成H2O；D项，正极反应生成CO3。
5．质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H。下列对该燃料电池的描述中正确的是( C )
①正极反应为：O2＋4H＋4e===2H2O ②负极反应为：2H2－4e===4H
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点燃
③总的化学反应为：2H2＋O2=====2H2O ④氢离子通过电解质向正极移动 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④
解析：燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的，故③错误。因为导电离子是H，且向正极移动，所以正极反应为O2＋4H＋4e===2H2O，电子由负极通过外电路流向正极。
6．(双选)如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( BC )
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A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化 解析：太阳能电池利用光能转化为电能可直接作用于工作马达实现了电能与机械能的转化；在装置X中，电解水生成H2、O2，实现了电能与化学能的转化；在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能，作用于马达实现了电能与机械能的转化，A、D错误。氢氧燃料电池的正极上应是O2＋2H2O＋4e===4OH，B正确；装置X能实现H2、O2的循环再生，C正确。
7．王亮在超市看到一种电池外壳的纸层包装印有如图所示的文字，请根据要求回答问题。
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(1)该电池的种类是①(填序号)。 ①干电池 ②蓄电池 ③燃料电池
(2)该电池含有的金属元素中毒性最大的是Hg(写元素符号)。 (3)下列对该电池的使用和性能的说法中正确的是A。 A．该电池可应用于闹钟、收音机、照相机等 B．该电池可充电后反复使用
C．该电池使用后不能投入火中，应埋入地下以防污染环境
解析：(1)因为该电池是锌锰干电池，属于一次性电池(干电池)。(2)电池中含有Zn、Mn、Hg等，金属汞属于重金属，对人体和环境危害最大。(3)干电池使用寿命短，常用于收音机、闹钟、相机中；是一次性电池，不可反复使用；用完后应该分类回收，防止污染土壤和水体。
8．航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能，甲烷电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋2OH===CO3＋3H2O。
(1)负极上的电极反应为CH4＋10OH－8e===CO3＋7H2O。 (2)消耗标准状况下的5.6 L O2时，有1 mol电子发生转移。
(3)开始放电时，正极附近溶液的pH增大(填“增大”“减小”或“不变”)。
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解析：由总反应式知CH4失电子被氧化生成CO3，一定有OH参与反应，负极反应为CH4
＋10OH－8e===CO3＋7H2O，正极反应为O2＋2H2O＋4e===4OH。根据正极反应式知1 mol O2消耗时，转移4 mol e，n(O2)＝0.25 mol，故有1 mol电子转移。放电时，正极产生OH，故溶液的pH增大。
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1．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是( B )
①通入CH4的电极为正极
②正极的电极反应是O2＋2H2O＋4e＝4OH
③通入CH4的电极反应式是CH4＋2O2＋4e＝CO2＋2H2O ④负极的电极反应式是CH4＋10OH－8e＝CO3＋7H2O ⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动 ⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动
A．①③⑤ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．①②③
解析：一般说来，能自发进行的氧化还原反应，在理论上都可设计成原电池。在反应中，电子从发生氧化反应(失电子)的负极流出，经过外电路流向正极(多为不活泼电极，离子或物质在该正极上得电子，发生还原反应)，同时溶液中的阴、阳离子分别不断移向负极、正极，构成闭合回路。据题意知发生的反应为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，反应产生的CO2，处于KOH溶液中，又会转化为CO3，故④是正确的。②O2得e被还原，作正极。⑥溶液中离子移动情况是阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
2.(双选)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( AB )
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A．该电池的负极反应式为：CH3CH2OH＋3H2O－12e
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2021年高中化学第六章化学反应与能量1_3发展中的化学电源课时作业含解析人教版必修二
