Question

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．Ⅰ．（1）图1是锌锰一干电池的基本构造图．锌锰干电池

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．Ⅰ．（1）图1是锌锰一干电池的基本构造图．锌锰干电池工作时，电路中每通过0.2mol e-，负极质量减少______g；工作时NH4+离子在正极放电产生两种气体，其中一种气体分子是含10e-的微粒，正极的电极反应式是______．（2）关于该电池的使用和性能，说法正确的是______．A．该电池可充电后反复使用B．该电池可用于闹钟、收音机、照相机等C．该电池使用后能投入火中，也可投入池塘中D．该电池长时间不用时，应当从电器中取出．Ⅱ．（3）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可表示为：Cd+2NiO（OH）+2H2O放电充电2Ni（OH）2+Cd（OH）2已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸．以下说法正确的是______．A．以上反应是可逆反应 B．反应环境为碱性C．电池放电时Cd做负极 D．是一种二次电池Ⅲ．（4）另一种常用的电池锂电池（锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7），由于它的比容量（单位质量电极材料所能转换的电能）特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达10年．它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：Li+MnO2→LiMnO2．试回答：锂电池因为锂的摩尔质量小而比容量特别大，但是锂电池中的电解质溶液需用非水溶液配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因：______．Ⅳ．美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图2所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸出，并在电极表面发生电极反应而放电．（5）A电极反应式为______．（6）若为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了______mol电子．

Answer 1

（1）锌锰干电池的负极是锌，正极为石墨棒，电解质溶液为二氧化锰和氯化铵，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，根据电极反应式可知，电路中每通过0.2mole^-，消耗0.1molZn，质量为0.1mol×65g/mol=6.5g，正极发生还原反应，工作时NH₄⁺离子在正放电，产生两种气体，其中一种气体分子是含10e^-的微粒，应为NH₃，电极反应式为2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑，
故答案为：6.5；2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑；
（2）A．该电池是一次电池，不能反复使用，故A错误；
B．该电池可将化学能转化为电能，能用于闹钟、收音机、照相机等，故B正确；
C．该电池使用后不能投入火中、池塘中，防止造成二次污染，要集中处理，故C错误；
D．该电池长时间不用时，应当从电器中取出，防止电池在电器中腐烂，使电器线路中断，故D正确．
故选BD；
（3）A．可逆反应的正逆反应条件是相等的，但是原电池和电解池的条件不一样，即以上反应不是可逆反应，故A错误；
 B．根据电池产物是氢氧化物，知道反应环境为碱性，故B正确；
C．电池放电时是原电池的工作原理，失电子的极是负极，即Cd做负极，故C正确；
D．该电池是能连续充放电使用的电池，是一种二次电池，故D正确．
故选BCD．
（4）金属锂可以和水之间发生化学反应生成氢氧化锂和氢气：2Li+2H₂O=2LiOH+H₂↑，所以不能用含有水的电解质，故答案为：2Li+2H₂O=2LiOH+H₂↑；
（5）①氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O），故答案为：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）；
②氢氧燃料电池的总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式相同，生成物为水，即2H₂+O₂=2H₂O，在2H₂+O₂=2H₂O中，化合价升高值=化合价降低值=4，即当转移电子4mol时，会有2mol即36g的水生成，当为飞行员提供了360kg即2×10⁴mol的水时，会转移电子4×10⁴mol，故答案为：4×10⁴．