Question

【題目】化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。

（1）下列相關(guān)說法正確的是 （填序號(hào)）。

A．通過某種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出能量的多少，可以判斷該電池的優(yōu)劣

B．二次電池又稱充電電池或蓄電池，這類電池可無限次重復(fù)使用

C．除氫氣外，甲醇、汽油、氧氣等都可用作燃料電池的燃料

D．近年來，廢電池必須進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日程，其首要原因是電池外殼的金屬材料需要回收

(2)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應(yīng)可表示為：

2Ni(OH)2 ＋Cd(OH)2 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O

已知Ni(OH)2 和Cd(OH)2 均難溶于水，但能溶于酸，以下說法正確的是___________。

A．電池放電時(shí)Cd作負(fù)極 B．反應(yīng)環(huán)境為堿性

C． 以上反應(yīng)是可逆反應(yīng) D．該電池是一種二次電池

(3)在宇宙飛船和其他航天器上經(jīng)常使用的氫氧燃料電池是一種新型電源，其構(gòu)造如圖所示：a、b兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成，通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入，并在電極表面發(fā)生反應(yīng)而放電。

①a電極是電源的________極；

②若該電池為飛行員提供了360kg的水，則電路中通過了________mol電子。

③已知H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1，則該燃料電池工作產(chǎn)生36gH2O時(shí)，實(shí)際上產(chǎn)生了468.8kJ的電能，則該燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率是 。（準(zhǔn)確到0.01）（能量轉(zhuǎn)化率是實(shí)際上釋放的電能和理論上反應(yīng)放出的熱能的比率）

Answer 1

【答案】(1)A (2)C (3) 負(fù) 40000 0.82

【解析】（1）A、通過某種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出能量的多少，可以判斷該電池的優(yōu)劣；A正確；B、二次電池可以多次使用，隨著使用，電極和電解質(zhì)溶液消耗，不能無限次重復(fù)使用；B錯(cuò)誤；C、氧氣在燃料電池的正極上發(fā)生還原反應(yīng)，做氧化劑而不是燃料；C錯(cuò)誤；D、廢電池進(jìn)行集中處理的主要原因是電池中含有汞、鎘、鉛等重金屬離子對(duì)土壤水源造成污染；廢電池必須進(jìn)行集中處理，D錯(cuò)誤；答案選A；

（2）A、放電是原電池，失電子的做負(fù)極；電池放電時(shí)Cd失電子作負(fù)極，A正確；B、依據(jù)電池反應(yīng)和生成產(chǎn)物為Ni（OH）2和Cd（OH）2分析，電解質(zhì)溶液為堿性溶液；B正確；C、兩個(gè)反應(yīng)方向的條件不同，充電是電解池，放電是原電池；反應(yīng)條件不同，不是可逆反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D、二次電池又稱為充電電池或蓄電池，是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池；電池是一種二次電池，D正確；答案選C；

（3）①a電極通入氫氣，a是負(fù)極；②a、b兩個(gè)電極均由多孔的碳?jí)K組成，通入的氫氣和氧氣由孔隙中逸入，并在電極表面發(fā)生反應(yīng)而放電．是氫氧燃料電池，燃料氫氣在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，依據(jù)發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式為：2H2+O2=2H2O，計(jì)算電子轉(zhuǎn)移數(shù)；依據(jù)化學(xué)方程式可知生成360000g水轉(zhuǎn)移電子40000mol；

③已知H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1，則該燃料電池工作產(chǎn)生36gH2O即2mol水時(shí)，理論上放出571.6kJ，實(shí)際上產(chǎn)生了468.8kJ的電能，則該燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率是468.8kJ÷571.6kJ＝0.82。