形形色色的新型电池(有详解)

形形色色的电池（一）新型电池一、碱性锌锰电池(一次电池)1、碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)下列说法错误的是()A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－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0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5g解析：从电池总反应式Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)可以确定Zn为负极，电子从负极流出经外电路流向正极。当外电路中通过0.2mol电子，参加反应的锌理论上为0.1mol，即质量减少6.5g。答案：C2、(2011·石家庄市模拟)被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。总反应的化学方程式为：Zn＋2MnO2＋H2O===Zn(OH)2＋Mn2O3下列说法错误的是()A．电池工作时，锌失去电子B．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5gC．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．电池正极的电极反应式为：2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－解析：由总反应的化学方程式可知锌为负极，放电时锌失去电子，外电路中每通过2mol电子，锌的质量在理论上减少65g，故A、B项均正确。电池工作时电流是从正极通过外电路流向负极，而电子恰好相反，C项错误。正极的电极反应式可能不太容易直接写出，此时可先写出负极的电极反应式：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，再用总方程式减去负极的，即得正极的电极反应式，D项正确。二、二次电池1、铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极极板是惰性材料，电池总反应式为：放电Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：充电(1)放电时：正极的电极反应式是____________________________________；电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________、B电极上生成______，此时铅蓄电池的正、负极的极性将____。解析：(1)铅蓄电池放电时起原电池作用，其正极应是PbO2得电子生成Pb2＋，在硫酸存在条件下生成难溶的PbSO4，所以电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2O。由电池总反应式可以看出，硫酸参加反应后其浓度将变小。当外电路通过1mol电子时，根据Pb――→－2e－PbSO4，则负极增重303g·mol－1－207g·mol－12×1mol＝48g。(2)按题图连接后，变为电解池，A极上发生的反应为PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4，而B极上发生的反应为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4，故A、B两极上将分别生成Pb和PbO2，此时铅蓄电池的正、负极的极性已对换。答案：(1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2O小48(2)PbPbO2对换三、新型电池1、锂电池放电锂离子电池的总反应为Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4，你能写出该电池的正极反应吗？充电答案：加减法：①写出总反应。如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。②写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)。如Li－e－===Li＋(负极)。③利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。2、镍电池(2013·全国课标Ⅱ·11)“ZEBRA”蓄电池的结构如下图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()A．电池反应中有NaCl生成B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动[解析]结合蓄电池装置图，利用原电池原理分析相关问题。A项，在负极Na失电子生成Na＋，正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有NaCl生成；B项，电池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C项，正极上NiCl2发生还原反应，电极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D项，钠在负极失电子，被氧化生成Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移动。[答案]B3、储氢电池(2013·海南模拟)高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni(OH)2＋M充电放电NiO(OH)＋MH，下列叙述正确的是()A．放电时正极附近溶液的碱性增强B．放电时负极反应为：M＋H2O＋e－===MH＋OH－C．充电时阳极反应为：NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－D．放电时每转移1mol电子，正极有1molNiO(OH)被氧化解析：放电时正极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正极附近c(OH－)增大，溶液碱性增强，A对；放电时负极反应为MH＋OH－－e－===M＋H2O，B错；充电时阳极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，C错；放电时正极发生还原反应，放电时每转移1mol电子，正极上有1molNiO(OH)被还原，D错。答案：A4、热激活电池(2013·安徽卷·10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是()A．正极反应式：Ca＋2Cl－＋2e－===CaCl2B．放电过程中，Li＋向负极移动C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPbD．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转解析：仔细分析题给信息，结合原电池工作原理进行分析判断。A．分析电池总反应，Ca在反应中失电子，所以Ca应作负极；PbSO4中的Pb2＋得电子生成单质铅，所以正极反应物应是PbSO4，所以A项错误。B.放电过程中，负极失电子，电子通过导线流向正极，所以正极表面聚集大量电子，能够吸引电解质中的阳离子向正极移动，所以B项错误。C．根据方程式知，每转移0.1mol电子，生成0.05mol铅，其质量为10.35g，所以C项错误。D.根据题给信息，该电池为热激活电池，常温下，无水LiCl－KCl为固态，没有自由移动的离子，该装置不能形成闭合回路，处于非工作状态，所以没有电流产生，即电流表或检流计的指针不会发生偏转。答案：D点拨：知识：原电池工作原理、电极反应方程式的书写、物质的量的计算。能力：考查考生是否能够从试题提供的新信息中，准确地提取有效信息，并结合已有知识进行分析判断的能力。试题难度：较大。5、光化学电池一种光化学电池的结构如右图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl(s)光Ag(s)+Cl(AgCl)，[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，电池会立即回复至初始状态。下列说法正确的是（）A．光照时，电流由Y流向XB．光照时，Pt电极发生的反应为：2Cl－+2e－=Cl2C．光照时，Cl－向Ag电极移动D．光照时，电池总反应为：AgCl(s)+Cu+(aq)光Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl－6、新型环保电池一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)，家庭常用的漂白水，食盐，氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应方程式为2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2AlO－2＋H2O。下列说法不正确的是()A．该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B．该电池发生氧化反应的是金属铝C．电极的正极反应式为3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－D．当有0.1molAl完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.806×1023解析：该电池所用材料都是生活中常见的，电极材料和电解质用完后可以更换，A项正确；金属铝是原电池的负极，发生氧化反应，B正确；在正极上，发生还原反应，电极反应式为：3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－，C正确；电子只能流经导线，不能流经电解液，D不正确。答案：D7、锌溴电池锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置（如右图所示），电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是A．充电时电极a连接电源的负极B．放电时负极的电极反应式为Zn—2e－=Zn2+C．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大D．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应8、储能电池钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：下列说法正确的是（）A．放电时，电极B为负极，钠离子由A向B移动B．放电时，负极反应式为2Na-xe-=2Na+C.充电时，电极A接电源的正极D．充电时，电极B的反应式为Sx2--2e-=xS钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在范围内（填字母序号）。物质NaSAl2O3熔点/℃97．81152050沸点/℃892444．62980a．100℃以下b．100℃～300℃c．300℃～350℃d．350℃～2050℃②放电时，电极A为极。③放电时，内电路中Na+的移动方向为（填“从A到B”或“从B到A”）。④充电时，总反应为Na2Sx=2Na+xS（3x5），则阳极的电极反应式为。Br—Br2Zn2+Znab循环泵循环泵电解质储罐电解质储罐阳离子交换膜