百科
常见的化学电源
化学电源
1、一次电池(1)锌锰电池—干电池
2、蓄电池:可以多次反复使用,放电后可以充电复原,又称二次电池。
3、燃料电池:又称连续电池,一般以天然燃料或其它可燃物质如H2、CH4等作为负极反应物质,以O2作为正极反应物质而形成的。
相关试题
燃料电池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气起反应,将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是强碱溶液。下面关于甲烷燃料电池的说法中正确的是 [ ] A.负极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.负极反应:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
C.随着放电的进行,溶液的pH不变
D.放电时溶液中的阴离子向负极移动氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:
2H2+4OH--4e-==4H2O,2H2O+O2+4e-==4OH- 据此判断,下列说法错误的是[ ] A.H2在负极发生氧化反应
B.供电时总反应为:2H2+O2==2H2O
C.燃料电池的能量转化率为100%
D.产物为无污染的水,属环境友好电池关于化学电源的叙述,错误的是 [ ] A.化学电源均是根据原电池的工作原理设计的
B.在干电池中,碳棒只起导电作用,并不参加化学反应
C.镍镉电池不能随意丢弃的原因是镍、镉的资源有限,价格昂贵
D.燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它的原理是原电池原理,可进行能量的转换。以CH4为燃料时,另一极通入氧气,以KOH为电解质溶液,产物为碳酸钾和水,二氧化碳的排放量比常规发电减少
40%以上。下列有关燃料电池的说法正确的是[ ] A.通入甲烷的一极是燃料电池的负极
B.燃料电池是将热能转换为电能的装置
C.通入氧气的一极是燃料电池的负极
D.该燃料电池使用一段时间后,溶液的pH值增大为体现绿色世博、低碳世博、科技世博,上海世博会已经开始使用中国自己生产的燃料电池汽车,该车以氢气和空气中的氧气为燃料,KOH为电解质溶液,真正实现了“零排放”。该电池的负极反应式为
_____________________,从能量角度分析氢气用作燃料电池与直接燃烧相比主要优点是__________________________。化学电池在通迅、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)上图是锌锰干电池的基本构造图。
①MnO2的作用是除去正极上的产物H2,本身生成Mn2O3,该反应的化学方程式是__________________。
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
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为:
Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难于溶水但能溶于酸,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
(3)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,其构造如图所示:a、b两个电极均由多孔的碳块组成,通人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。①其电极分别为a是____________极 (填正或负),
②若为飞行员提供了360kg的水,则电路中通过了_____________mol电子。“阿波罗号飞船”所用的氢氧燃料电池的电极应为:负极:2H2+4OH--4e-=4H2O
正极:O2+2H2O+4e-=4OH-,该电池工作时,下列叙述正确的是[ ] A.氢气发生还原反应
B.每转移4摩电子,电池内增加4摩水
C.负极附近溶液的PH值降低
D.正极附近[H+]增大据报道,氢燃料电池公交汽车已经驶上北京街头。下列说法正确的是 [ ] A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法
B.发展氢燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术
C.氢燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染
D.氢燃料电池把氢气和氧气燃烧放出的热能转化为电能下列说法正确的是 [ ] A.化学电池的放电过程就是电能转化为化学能的过程
B.化学电池中电子由正极流出,经外电路流向负极
C.燃料电池两极板均发生氧化还原反应
D.燃料电池工作时,通常是将空气通向正极电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 [ ] A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,附气体的能力强,性质稳定,请回答 (1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_______________,在导线中电子流动方向为__________(用a、b表示)。
(2)负极反应式为__________________。
(3)电极表面镀铂粉的原因为_______________________
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H22LIH
Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑ 反应Ⅰ中的还原剂是_____________,反应Ⅱ中的氧化剂是_______________。使用氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现。某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池在使用时的电极反应如下:2H2+4OH--4e-==4H2O;O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-。 下列有关该氢氧燃料电池的说法中,正确的是 [ ] A.H2在正极发生氧化反应
B.供电时的总反应为:2H2 + O2 == 2H2O
C.氢氧燃料电池中H2和O2燃烧放出的热量转变为电能
D.氢氧燃料电池不仅能量转化率高,而且产物是水,属于环境友好电池氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如下图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 [ ] A.该电池工作时电能转化为化学能
B.该电池中电极a是负极,发生还原反应
C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极a
D.该电池的总反应是2H2+O2=2H2O下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是 [ ] A.a电极是负极
B.b电极的电极反应为:4OH--4e-=2H2O +O2↑
C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置燃料电池是目前正在探索的一种新型电池,现在已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是:
x 极:O2(g) + 2H2O(l) + 4e- → 4OH- y极:2H2(g) + 4OH-- 4e-→ 4H2O(l) 判断下列说法中正确的是[ ] A.x极发生氧化反应
B.x极是负极
C.y极发生氧化反应
D.电子由x极流向y极2006年12月28日,韩国三星电子集团,正式向外界公布了Q35笔记本电脑的燃料电池,这款可装载1公升甲醇的碱性燃料电池,可供笔记本电脑160小时的电池续航力。如果每周用5次,每次用八小时,可以使用将近一个月,这款燃料电池输出最大功率为20瓦。下列有关该电池的描述错误的是 [ ] A.该电池的负极反应为甲醇失去电子被氧化
B.该电池工作时正极区的PH降低
C.该电池放电的总反应为:2CH3OH + 3O2 + 4OH- === 2CO32- + 6H2O
D.电池工作时,电解质中的OH-向负极移动氢氧燃料电池已用于航天飞机,以30%KOH溶液为电解质溶液。电极反应如下:
2H2 +4OH--4e- = 4H2O,O2+2H2O+4e- = 4OH- 。据此作出判断,下列说法中不正确的是[ ] A.O2在正极发生还原反应
B.电池总反应为2H2 + O2 = 2H2O
C.反应时负极附近pH增大
D.氢氧燃料电池属于环境友好电池氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质的这种电池在使用时的电极反应如下:
2H2+4OH--4e-==4H2O O2+2H2O+4e-==4OH-,下列说法错误的是[ ] A.氢气通入正极,氧气通入负极
B.燃料电池的能量转化率不能达到100%
C.供电时的总反应为:2H2+O2==2H2O
D.产物为无污染的水,属于环境友好电池氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质的这种电池在使用时的电极反应如下:
2H2+4OH--4e-==4H2O O2+2H2O+4e-==4OH-。下列说法错误的是[ ] A.氢气通入正极,氧气通入负极
B.燃料电池的能量转化率不能达到100%
C.供电时的总反应为:2H2+O2 == 2H2O
D.产物为无污染的水,属于环境友好电池一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极上通乙烷(C2H6)和氧气,其电极反应式为:C2H6+18OH--14e-=2CO32-+12H2O,2H2O+O2+4e-=4OH-,有关此电池的推断不正确的是 [ ] A.正极发生还原反应
B.正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2∶9
C.通乙烷的电极为负极
D.电池工作过程中,溶液的pH值逐渐减小有人设计将两根Pt丝做电极插入KOH溶液中,然后在两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃烧电池。该电池中反应的化学方程式为:CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O,则关于此燃料电池的下列说法错误的是(1个电子所带电量为1.6×10-19C) [ ] A.通过甲烷的电极为电池的负极,通过氧气的电极为正极
B.在标准状况下,每消耗5.6LO2,可向外提供约9.6×104C的电量
C.通过甲烷电极的电极反应为:CH4+10OH--8e-====CO32- +7H2O
D.放电一段时间后,溶液的pH值升高航天飞机常用新型燃料电池作为电能来源,燃料电池一般指采用H2、CH4等可燃物质与O2-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-==CO32-+3H2O。
(1)负极上的电极反应为_________________________。
(2)消耗16.8 L(标准状况下)O2时,有_________mol电子发生转移。
(3)开始放电时,正极附近溶液的氢氧根离子浓度_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:
2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH-据此判断,下列说法正确的是[ ] A.此燃料电池工作时会产生蓝色火焰
B.O2在正极发生还原反应
C.此电池对环境无污染
D.此电池的能量转化率为100%下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是 [ ] A.a极是负极
B.正极的电极反应是:O2+2H2O+4e-==4OH-
C.电子由b通过灯泡流向a
D.氢氧燃料电池是环保电池被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。下图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.试回答下列问题 (1)图中通过负载的电子流动方向________(填“向左”或“向右)
(2)写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式
正极:_____________________负极:____________________总反应:____________________
(3)为了获得氢气,除了充分利用太阳能外,工业上利用石油产品与水在高温、催化剂作用下制取氢气。写出丙烷和H2O反应生成H2和CO的化学方程式: __________________________________
(4)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,负极反应式为__________________
电池总离子反应方程式为____________________氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:
2H2+4OH--4e-=4H2O和O2+2H2O+4e-=4OH-。据此作出判断,下列说法中错误的是[ ] A.H2在负极发生氧化反应
B.供电时的总反应为:2H2 + O2 = 2H2O
C.产物为无污染的水,属于环境友好电池
D.燃料电池的能量转化率可达100%一种新型燃料电池,以镍板为电极插入KOH溶液中,分别向两极通乙烷和氧气,电极反应为C2H6 + 18OH-→2CO + 12H2O + 14e-;14H2O + 7O2 + 28e-→28OH-,有关推断错误的是 [ ] A.通氧气的电极为正极
B.在电解质溶液中CO向正极移动
C.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度将下降
D.参加反应的氧气和乙烷的物质的量之比为7:2据报道,美国一个海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池,该电池可同时供应电和水蒸气,其工作温度为600℃~700℃,所用燃料为H2,电解质为熔解的K2CO3,已知该电池的总反应为:
2H2+O2==2H2O,负极反应为:H2+CO32-―2e-==H2O+CO2,则下列推断中正确的是[ ] A.正极反应为4OH-==O2+2H2O+4e-
B.该电池的电极没有参加反应
C.电池供应1mol水蒸气,转移的电子数4mol
D.O2从正极通入,发生氧化反应下图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH为电解液,下列有关说法中不正确的是 [ ] A.该能量转化系统中的水也是可以循环的
B.燃料电池系统产生的能量实际上来自于水
C.水电解系统中的阴极反应:4OH-―4e-=2H2O+O2↑
D.燃料电池放电时的负极反应:H2-2e-+2OH-=2H2O一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是 [ ] A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极
B.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:2C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O
C.通入空气的一极是负极,电极反应为:O2+4e-=2O2-
D.电池的总反应是:2C4H10+13O2→8CO2+10H2O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[ ] A.乙醇在电池的负极上参加反应
B.1mol CH3CH2OH被氧化转移6mol电子
C.在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D.电池正极的电极反应为4H++O2+4e-→2H2O生物燃料电池(BFC)是以有机物为燃料,直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池,其能量转化效率高,是一种真正意义上的绿色电池,其工作原理如图所示。已知C1极的电极反应式为:
C2H5OH+3H2O-12e-==2CO2+12H+。下列有关说法不正确的是[ ] A.C1极为电池负极,C2极为电池正极
B.C2极为电极反应式为O2+4H++4e-==2H2O
C.该生物燃料电池的总反应为:C2H5OH+3O2==2CO2+3H2O
D.电子由C2极经外电路导线流向C1极2004年美国圣路易斯大学科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC),它用磺酸类质子溶剂,在200℃左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。电池总反应为:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,电池示意如图。下列说法不正确的是 [ ] A.a极为电池的负极
B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极
C.电池正极的电极反应为:4H++O2+4e-=2H2O
D.设每个电子所带电量为q库仑,则1mol乙醇被氧化产生6NAq库论的电量能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
上述反应符合“原子经济”原则的是__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),
(2)下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)①由表中数据判断ΔH2_______0(填“>”、“<”或“=”),
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______________,
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大
E.按原比例再充入CO和H2
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=
0.2mol·L-1,则CO的转化率为____________,此时的温度为____________(从上表中选择);
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的原电池装置。①该电池工作时,OH-向_______极移动(填“正”或“负”),
②该电池正极的电极反应式为___________________。镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的酸),下列说法正确的是 [ ] A.电池总反应为:Mg+H2O2=Mg(OH)2
B.正极发生的电极反应为:H2O2+2H++2e-=2H2O
C.工作时,正极周围海水的pH增大
D.电池工作时,溶液中的H+向负极移动熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和
HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO32--52e-→ 34CO2+10H2O。
试回答下列问题
(1)该燃料电池的化学反应方程式为_____________________;
(2)正极电极反应式为___________________________。
(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是____________,它来自____________________。固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质,O2-可以在其内部自由通过。其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是 [ ] A.电极b为电池负极,电极反应式为O2+4e-==2O2-
B.固体氧化物的作用是让电子在电池内通过
C.若H2作为燃料气,则接触面上发生的反应为H2+2OH--4e-==2H++H2O
D.若C2H4作为燃料气,则接触面上发生的反应为C2H4+6O2--12e-==2CO2+2H2O下图是一燃料电池化学原理示意图,该燃料电池总反应化学方程式为:
2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O以下判断不合理的是[ ] A.电极A为电池负极
B.电极B表面上发生还原反应
C.溶液pH保持不变
D.燃料电池工作时不会出现火焰新型 NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图,(已知硼氢化钠中 氢为-1价),有关该电池的说法正确的是 [ ] A.电极B材料中含MnO2层,MnO2可增强导电性
B.电池负极区的电极反应为:BH4-+ 8OH--8e-= BO2-+ 6H2O
C.放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1L 6mol/LH2O2溶液,理论上流过电路中的电子为6NA个燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型的燃料电池,采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。 请根据图示回答下列问题:
(1)图中a电极是____________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。该电极上发生的电极反应式为___________________。
(2)碱性条件下,通入甲醇的一极发生的电极反应式为________________________。
(3)当消耗3.36L 氧气时(已折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是
____________mol。
(4)25℃、101kPa时,燃烧16g甲醇生成CO2和H2O(l),放出的热量为363.26kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式________________________。氢氧燃料电池已用于航天飞机,它是以铂作电极,KOH溶液作电解质,下列叙述不正确的是 [ ] A.H2在负极发生氧化反应
B.燃料电池的能量转化率可达100%
C.产物为无污染的水,属于环境友好电池
D.供电时的总反应为:2H2+ O2= 2H2O一种新燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷(C4H10)气体,电池的总反应是:
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O,电解质溶液是稀H2SO4溶液。下列对该燃料说法正确的是[ ] A.在电解质溶液中,SO42-由负极移向正极
B.丁烷在反应过程中被还原
C.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
D.通入丁烷的一极是负极,电极反应为:C4H10 + 26e- + 8H2O = 4CO2 + 26H+电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 [ ] A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是 [ ] ①每消耗lmolCH4可以向外电路提供8mole
②负极上CH4失去电子,电极反应式
③负极上是O2获得电子,电极反应式为
④电池放电后溶液pH不断升高
A.①②
B.①③
C.①④
D.③④下图是2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子
(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2→2CO2
+4H2O。下列说法正确的是[ ] A.左电极为电池的负极,a处通入的物质是甲醇
B.右电极为电池的负极,b处通入的物质是空气
C.负极反应式为:CH3OH+H2O-6e-→CO2+6H+
D.正极反应式为:O2+2H2O+4e-→4OH-一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆
(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料的说法正确的是[ ] A. 在熔融电解质中,O2-由负极移向正极
B. 电池的总反应是:2C4H10+13O2→8CO2+10H2O
C. 通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-=2O2-
D. 通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10 +26e-+13O2-=4 CO2↑+5H2O阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为:2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH溶液,反应保持在较高温度,使H2O蒸发,则下列叙述中正确的是 [ ] A.此电池能发生蓝色火焰
B.H2为正极,O2为负极
C.工作时,电解质溶液的PH不断减小
D.电极反应为负极:2H2+4OH--4e-=4H2O;正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
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- 10以下行为符合下图要求并切实可行的是[ ]A.多使用一次性塑料袋,少使用纸袋布袋 B.多步行、骑自行车、乘公交,少