- 化学能与电能
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近来科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC），它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全．电池总反应式为C2H5OH+3O2═2CO2+3H2O，下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、在燃料电池中，燃料乙醇在负极发生失电子的反应，故A正确；
B、根据电池反应：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，反应转移电子数为12，所以1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移，故B错误；
C、在燃料电池中，燃料乙醇是负极，在燃料电池的外电路中，电子由负极沿导线流向正极，故C正确；
D、燃料电池中，正极上是氧气得电子的还原反应，磺酸类质子作溶剂时，即酸性介质下，电极反应为：4H++O2+4e-═2H2O，故D正确．
故选B．
镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O
则：
（1）充电时阳极反应是______．
（2）充电过程是______能转化为______能的过程．
（3）放电时负极附近溶液的OH-浓度______（填“增大”、“减少”、或“不变”）
（4）放电时电解质溶液中的OH-向______极移动．
正确答案
Ni（OH）2-e-+OH-=NiOOH+H2O
电
化学
减少
负
解析
解：（1）充电时是电解池的工作原理，电解池中，与直流电源正极相连的电极是阳极，阳极发生失电子的氧化反应，即发生Ni（OH）2转化为NiO（OH）的反应：Ni（OH）2-e-+OH-=NiOOH+H2O，
故答案为：Ni（OH）2-e-+OH-=NiOOH+H2O；
（2）充电时是电解池的工作原理，电解池是将电能转化为化学能的装置，故答案为：电；化学；
（3）放电时是原电池工作原理，负极上发生失电子的氧化反应，即Cd-2e-+2OH-=Cd（OH）2，负极附近溶液的OH-浓度减少，
故答案为：减少；
（4）放电时是原电池的工作原理，原电池工作时，电解质中的阴离子OH-向负极移动，
故答案为：负．
氢氧燃料电池已用于航天飞机．关于氢氧燃料电池，下列说法错误的（ ）
正确答案
解析
解：A、由电极反应式可知，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，故A正确；
B、电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致，供电时的总反应为2H2+O2═2H2O，故B正确；
C、氢氧燃料电池产物是水，对环境物污染，且能量转化率高，属于环境友好电池，故C正确；
D、氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，还会伴有热能等能量的释放，能量转化率不会达100%，故D错误．
故选D．
2005年年底，一辆以新型清洁能源“锌-空燃料电池”为动力装备的、美观干净的新型公共电车，亮相于上海浦东街头，已投入试运行阶段．“锌-空燃料电池”是金属-空气电池的一种，属于半燃料电池，具有能量高、原材料丰富、价格低等优点．下列有关“锌-空燃料电池”的说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．“锌-空燃料电池”具有能量高、原材料丰富、价格低等优点，所以该电池可以广泛使用，故A正确；
B．电池在不工作时，为了避免电池放电，需要隔离空气，所以将电池的壳体密封，故B正确；
C．该电池的电解液为氢氧化钾溶液，填埋后会对地下水、土壤等造成污染，所以不能直接填埋，应该专门处理，故C错误；
D．该电池的负极锌失去电子，与氢氧根离子反应生成氧化锌，负极反应为：2Zn+4OH-→2ZnO+2H2O+4e-，故D正确；
故选C．
高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O
下列叙述不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．放电时，Zn失去电子，发生Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2，故A正确；
B．放电时Zn元素失去电子，正极K2FeO4中Fe元素得到电子，转移电子数为1mol×（6-3）=3mol，故B正确；
C．充电时，阳极上铁离子失去电子，发生Fe（OH）3转化为FeO42-的反应，电极反应为Fe（OH）3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O，故C正确；
D．放电时正极反应为：FeO42-+4H2O+3e=Fe（OH）3-+5OH-，生成氢氧根离子，所以正极附近溶液的碱性增强，故D错误；
故选D．
最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子．回答如下问题：
（1）以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的方程式是：______．
（2）这个电池的正极发生的反应是：______；负极发生的反应是：______．
（3）固体电解质里的O2-的移动方向是______；向外电路释放电子的电极是：______．
正确答案
2C4H10+13O2=8CO2+10H2O
O2+4e-=2O2-
2C4H10+26O2--52e-=8CO2+10H2O
通汽油蒸气的电极（或移向负极）
通汽油蒸气的电极（或负极）
解析
解：（1）燃料电池的总反应和燃料燃烧的化学方程式一致，电池总反应为2C4H10+13O2═8CO2+10H2O，
故答案为：2C4H10+13O2═8CO2+10H2O；
（2）丁烷燃料电池放电时发生反应2C4H10+13O2═8CO2+10H2O，正极发生还原反应，为氧气得到电子的反应，反应式为O2+4e-=2O2-；负极发生的是燃料丁烷失电子的氧化反应，负极反应=总反应-正极反应，所以负极反应是：2C4H10+26O2--52e-=8CO2+10H2O，
故答案为：O2+4e-=2O2-；2C4H10+26O2--52e-=8CO2+10H2O；
（3）在燃料电池中，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以电解质里O2-向移向通汽油蒸气的电极（或移向负极），通汽油蒸气的电极（或负极）向外电路释放电子，
故答案为：通汽油蒸气的电极（或移向负极）；通汽油蒸气的电极（或负极）；
Ⅰ写出乙醇燃料电池碱性条件下的负极反应式：______
Ⅱ将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为______．
又已知：H2O（g）=H2O（l）△H2=-44.0kJ/mol，
则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是______kJ．
正确答案
C2H6O-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O
B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol
1016.5
解析
解：Ⅰ．乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：C2H6O-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O，
故答案为：C2H6O-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O；
Ⅱ．0.3mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5KJ的热量，则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出2165KJ的热量，反应的热化学方程式为：B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol，
①B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol，
②H2O（l）→H2O（g）；△H=+44kJ/moL，
由盖斯定律可知①+②×3得：B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（g）△H=-2033kJ/mol，
11.2L（标准状况）即0.5mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ×0.5=1016.5kJ，
故答案为：B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol；1016.5．
近年来，科学家研制了一种新型的乙醇电池，它用酸性电解质（H+）作溶剂．电池总反应为：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．由反应的总方程式可知乙醇被氧化，在负极上失去电子，故A正确；
B．负极反应式为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+，1molCH3CH2OH被氧化转移12mol电子，故B错误；
C．电子经外电路流向正极，故C正确；
D．正极氧气得电子生成H2O，电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O，故D正确．
故选B．
人们利用原电池原理，制作了多种电池，如电子计算机所用纽扣电池就是其中一种．它的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：
Zn+2OH--2e-═ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-
下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：根据电池反应式Ag2O+Zn=2Ag+ZnO知，失电子的物质作负极则Zn为负极，得电子的物质作正极，则Ag2O为正极，原电池放电时，溶液中K+向正极移动；
A、锌为负极，Ag2O为正极，故A错误；
B、锌为负极，Ag2O为正极，故B正确；
C、原电池放电时，负极上锌失电子和氢氧根离子反应生成氧化锌和水，导致负极附近氢氧根离子浓度降低，溶液的pH值减小，故C错误；
D、原电池工作时，溶液中K+向正极移动，故D错误．
故选B．
正确答案
解析
解：A、该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，故A错误；
B、a与电源负极相连，所以a是负极阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，故B正确；
C、电池总的方程式为：6CO2+8H2O
D、a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O，故D错误；
故选B．
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