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化学电源

发布时间:2017-07-20 影响了:

化学电源篇一:化学电源的应用

化学电源的应用

学院:化学化工学院

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化学电源的应用

在各种能源装置中,化学电源的主要特点是机动、使用方便、无噪声、对环境适应性强,十分之一克直至吨级的电池有基本相同的转换效率,广泛用于通讯、国防以及人们日常生活等各个领域。

随着信息技术的发展,通讯技术产品开发的日新月异,高能化学电源成为电子产品的原动力. 化学电源即化学电池,通称电池. 早在远古时代,就有了类似今天的电池装置,但人们公认的第一个电池还是Volta 在1800 年利用不同金属与电解质接触所构成的“Votal 堆”,电池技术取得实质性进展始于19 世纪. 1860 年,法国人Plante 首次发明了实用的铅蓄电池,并于1882 年商品化,这种电池至今仍是蓄电池的主导产品之一; 1868 年,法国工程师Gleclanche 发明了采用NH4 Cl 水溶液作电解质溶液的锌/ 二氧化锰电池,而成为当今使用最广泛的锌锰电池的雏形(又称lecclanche) ,这种电池于1888 年商品化;19 世纪末20 世纪初,镉镍、铁镍等碱性蓄电池系列相继问世;20 世纪90 年代,电子技术、移动通讯事业的进步推动了电池产业和技术的高速发展,金属氢化物镍电池、锂离子等新型蓄电池系列不断商品化. 电动车的发展促进了锌空气、锌镍、燃料等系列取得突破性进展[1 ] . 随着科学技术的不断进步,新的电池系列越来越多. 因而,化学电源是一门古老而又年轻的科学[2 ] .

1 化学电源发展的基础[18]

历史发展来看,化学电源是依赖于汽车、电器、电力、电讯的发展而发展,随着社会的进步,人们生活水平的提高,电器产品及电讯工具和人们密不可分,因而为电器的发展奠定了基础.

1. 1 电池随社会的需求而出现,随着科技的进步而发展

电池虽然经历了两个世纪,然而在20 世纪前几十年,电池理论和技术还处于停滞时期,直到上个世纪50 年代,家庭电器化特别是半导体收音机的出现才带动了干电池的发展. 60 年代半导体的普及,促进了纸板电池的发展.70 年代L ED、LCD 和CMOSIC 计算机的出现,促进了电池的微型化. 90 年代随着移动电话的出现出现了高能量密度锂离子电池以及MH/ Ni 电池的商品化. 同样,电池随着航空航天的要求使以往设想的燃料电池达到实用化.

1. 2 电池的进步,很大程度上取决于材料的进展

碱锰电池的兴起,得益于电解二氧化锰,这的确是为了电池的需要引起的. 但MH/ Ni 电池的兴起,吸氢材料的研究开始并非为了电池的需要. 锂离子电池的开发有赖于碳素的研究,而导电聚合物材料的研究有可能改变固态电解质电池的面貌[3 ] .

1. 3 电池的需用量是受使用电池器具的消费量所左右

90 年代的4C 工业(计算机、移动电话、摄像机以及无绳工具) 的普及,日常生活对电池的需要已到了须臾不可分离的地步. 据报道,世界人口年均电池消耗量已达6~8 只,而发达国家的年人均消费量超过20 只. 因此电池的发展必须能赶上电器用具的发展. 形状或方或圆,厚度或薄或厚,功率密度与能量密度或高或低,体积或大或小,质量或轻或重,用途可军可民,温度适应或高或低,承受冲击力可大可小,总之在20 世纪的标准化有可能向非标准化迈进.

2 化学电源的种类

2. 1 锌- 二氧化锰电池

锌- 二氧化锰电池(简称锌锰电池) 采用二氧化锰作正极,锌作负极,氯化铵和氯化锌的水溶液作电解质溶液,面糊粉或浆层纸作隔离层. 锌锰电池的电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其他载体上,而成不流动状态,所以又称“干电池”. 锌锰电池常按用电器具的要求制成圆柱形和方形;按使用隔离层的区别分为糊式电池和纸板电池(包括铵型纸板电池和锌型纸板电池) . 锌锰电池适合小电流间歇放电,如收音机、手电筒等,是历史最悠久的电池产品[4 ] . 目前,该产品仍然是民用电池的主导产品之一.碱性锌- 二氧化锰是20 世纪中期在锌锰电池的基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型. 它采用活性高的专用电解二氧化锰作正极活性物质,氢氧化钾水溶液作电解质溶液,锌膏作负极,电池采用反极结构,使电化学反应面积成倍增长,大电流连续放电,其容量是普通锌锰电池的5 倍左右.

碱性锌锰电池分为一次碱性锌锰电池和可充碱性锌锰电池,该电池也可根据用电器具的需要制成圆柱形和纽扣型. 20 世纪90 年代初,碱性锌锰电池无汞化技术的突破和可充电的实现,使该产品的竞争力进一步加强,在20- 30 年之内,有着不可完全取代的原电池地位. 目前,“南孚”、“双鹿”、“白象”等品牌达到国际标准,生产速率最高200 只/ min [5 ] .

2. 2 铅蓄电池

铅蓄电池具有价格低廉,原料易得,使用可靠,又可大电流放电等优点,因此,一直是化学电源中产量大、应用广的产品. 由正极板、负极板、电解液、隔板和容器(电解槽)等5 个部分组成. 采用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙稀、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板. 按用途可分为起动用、牵引用、铁路客车用、内燃机车用、船舶用、航空用、潜艇用、鱼雷用、坦克用等种类;接极板结构可分为涂膏式、管式和形成式等;按荷电状态等可分为干放电态、干荷电态、湿荷电态和免维护等;按电池的外形结构可分为开口式、阀控密闭式、防酸隔爆式和消氢式等[6 ] . 该电池具有工作电压高、高倍率放电性能和高低温性能好、无记忆效应等优点,但其比能量较低,废弃电池对环境污染严重,随着各种新系列蓄电池的不断问世,其应用领域将不断减少.

2. 3 镍镉电池金属氢化物镍电池

镉镍电池是1898 年瑞典科学家Jungner 发明,已有100 年历史. 它的负极是金属镉(Cd) ,正极是二氧化镍(NiO2 ) ,电解液是氢氧化钾(KOH) 溶液. 镉镍电池的性能特点:电池结构紧凑,耐冲击振动,自放电小,性能稳定,可大电流放电,循环寿命长,使用温度范围- 20~65 ℃. 但电流效率及能量效率欠佳,活性物质利用率较低,有记忆效应.为了解决金属镉对环境的污染问题,人们找到了一种可替代金属镉的气态氢化物,制成氢化物镍电池. 该电池是镉镍电池的换代产品,是以金属氢化物作负极,氧化镍作正极的碱性蓄电池. 它具有以下特点:比能量高,是Cd- Ni 电池的1. 5~2 倍;工作电压为1. 2~3V ,与Cd - Ni电池有互换性;可快速充放电,耐过充、过放性能优良,无记忆效应,贮氢材料来源广泛;不产生镉污染,被誉为“绿色电池”. 开发“绿色电池”已越来越成为电池产企业关注的焦点,我国稀土资源十分丰富,开发我国无污染的“绿色电池”大有前途[7 ] .上述两种电池按封口的方法可分为开口式、密封式、全密封式;按照电极的制作分为袋式、粘结式、烧结式和泡沫式等.

2. 4 锂电池

以金属锂或锂的化合物作活性物质的电池通称锂电池. 锂电池有卷式圆柱形、电芯式圆柱形、扣式和矩形等多种结构,可分为一次锂电池和二次锂电池,一次锂电池通常以金属锂作负极,采用的电解质溶液都为非水电解质溶液,在有机溶

剂中加入无机盐使之导电. 一次锂电池存在安全性较差、功率低、成本高等不足. 一般用于小电流放电的微型电器,如电子手表、计算器、电子照相机.锂离子电池是在锂电池基础上发展起来的新型电池.该电池用能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极,LiCoO2 、LiNiO2 、LiMn2 O4 等作正极, 混和电解液如LiPF6的碳酸乙酯/ 碳酸甲乙酯溶液等作电解质溶液,既保持了高电压、高容量的优点,又具有比能量大、循环寿命长、安全性能好、无记忆效应等特点,已广泛应用于手机、便携式视听设备、笔记本电脑等高档电器中,是目前最具有发展前途的小型二次电池[8 ] .锂聚合物电池是采用固态聚合物作电解质的锂离子电池,具有比能量大、超薄、超轻、柔软等特性,可实现电池的自由切割,又能以大电流放电. 可用于通讯、便携式电子设备、电动车、军事、航天、航海设备[9 ] ,随着该电池一些技术问题的解决,其应用范围将更加广泛,发展前景将更加广阔.

2. 5 锌银电池

以锌作负极活性物质、AgO/ Ag2 O 作正极活性物质的电池称为锌银电池. 锌银电池亦分为一次锌银电池和锌银蓄电池两类. 锌银一次电池适用于小电流连续放电的微型器具,广泛用于电子手表、照相机、微型电子仪器等小型电子器具. 锌银蓄电池主要用于军事、国防、尖端科技领域[10 ] ,如卫星电源、航天起动电源、导弹用电源、鱼雷动力电源[11 ] 、军用歼击机随航应急电源等. 3 化学电源发展的方向

3. 1 未来小型电池的前景十分乐观

据有关统计2003 年美国人均年耗电池21 只,日本人均16 只,欧洲为11 只,我国仅为6 只,而美洲3 只不到.随着科技日益发展,对生活水平提高,将有多种形式的电器开拓而进入千家万户,这将促进小型电池的大量发展,人均将增加0. 5~4 只不等,即需增产电池数十亿只,电池前景十分乐观.

3. 2 大型电池和中型电池的前景十分诱人

由于人类环境意识的增强及石油的短缺,未来的汽车势必采用电动汽车. 当前汽车所用的电池,其用途只作为起动、点火、照明,需用量已在2 亿只以上. 如作为汽车动力用途,至少每辆车用8 只以上,将形成供不应求的局面,前景十分诱人[12 ] .

3. 3 动力电池

动力电池是指具有较大电能容量和输出功率,可用作电动汽车、电动设备及工具驱动电源的电池, 通常也包括军事及企事业单位使用的蓄能电池设备、通信指挥系统的常备电源等[16]。目前, 正在研究和已经使用的动力电池可分为五类铅酸蓄电池、镍福电池、镍氢电池、铿离子电池和燃料电池。动力电池之所以成为当今世界的研究热点, 主要是因为汽车大量增加, 城市大气污染日益加剧同时, 可开采利用的石油资源越来越少, 迫使各国在寻找新能源, 发展新的交通工具方面加快步伐,动力电池和电动汽车的发展被放在越来越重要的位置。

3. 4 核电池

核电池是利用射线能量发电, 大体上可分为直接和间接两种, 也可按能量转换过程分为热转换机制和非热转换机制两大类。其工作原理基本上有以下几种直接充电机制接触势方法辐射伏特效应能量转换磁约束下粒子电磁辐射收集机制射线致荧光伏特效应温差发电机制热离子发射机制热机转换机制等。俄罗斯与美国等已将核电池用于心脏起搏器、无人气象站和无线电话等更为广泛的领域, 并且开发出大功率热机制核电源, 用于火箭的动力和航天器的电源[17] 。此外, 钠硫电池工作温度350℃左右、钠氯化镍电池工作温度300一350℃之间、锉铝二

硫化铁电池工作温度约为400℃ ‘ , 这些高温电池性能虽好, 但由于需要加温、保温和控温等附加设备, 使其体积比能量下降同时, 高温工作电池的安全性总不能令人放心, 因此还在进一步研制之中。

3. 5 燃料电池

燃料电池像发电厂一样只要供应燃料氢就能发电, 化学能转化成电能的效率约为一, 比发电厂的转化率高得多。二十世纪六十年代阿波罗飞船使用了燃料电池, 生成对的水供宇航员喝。燃料电池电站的规模已达到一兆瓦。但至今燃料电池还处在研究阶段, 投入的资金非常多。研究集中于然料电池电站和嫩料电池开车两个方面。但由于氢的安全和价格太贵还未实现产业化。研究甲醇、氨作为燃料, 裂解成氢或用贮氢材料贮氢来解决氢的安全性问题, 在燃料电池中使用的催化剂为铂和钉贵金属, 价格高。研究减少催化剂的用量及其它催化剂的工作正在进行。江苏南师大与双灯合作, 研究低温燃料电池。

4 结论

总之,(转 载于:www.hnNscy.CoM 博文学习网:化学电源) 无论是最有发展前景的新型绿色二次电池和燃料电池, 还是具有巨大市场容量的传统产品的改进, 都存在广阔的研发和创新空间。由于电子技术、通讯事业、信息产业的飞速发展及国际上对环境和资源保护的日益重视, 促使化学电源产品向高容量、高性能、低消耗、无公害、体积小和重量轻的方向发展。小型二次高能电池朝着这个方向飞速前进, 将成为世纪世界科技中一颗璀璨的明珠。我国自改革开放以来, 电池工业和技术, 各类新型电池的研究和开发, 都取得长足进步, 打下了一定的基础。相信我国的电池科技工作者一定能抓住加入的机遇, 迎接挑战, 锐意创新, 在不久的将来创造出具有我国自有知识产权的新产品,新技术, 新材料以及新的生产装备。

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化学电源篇二:化学电源的基本组成及各部作用

化学电源的基本组成及各部作用

1.电极(包括正极和负极)是电池的核心部件,它是由活性物质和导电骨架组成的。活性物质决定了电池的基本特性,导电骨架的作用是能把活性物质与外线路接通并使电流分布均匀,另外还起到支撑活性物质的作用。2.电解质,保证正负极间的离子导电作用。3.隔离物,又称隔膜,隔板,置于电池两级之间,主要作用是防止正极与负极接触而导致短路。4.外壳,是电池容器

燃料电池与常规电池的异同点

1.相似性:燃料电池和常规电池都是电化学装置;都通过电化学反应将反应物质的化学能直接转化为电能;电池结构类似,都由阴阳极和电解质的基本结构组成。2.常规电池本质上是一种能量存储装置,所能获得的最大能量取决于电池本身所含的活性物质数量,当反应物质被全部消耗时,电池就不再产生电能;工作过程中电池的活性物质不断消耗变化,因此电极不稳定,无论单次放电寿命或循环寿命都有限。燃料电池本质上是一种能量转换装置,只要外部不断供给燃料和氧化剂并将反应物移除,燃料电池就可以不断产生电能,所以其电极稳定,原则上寿命是无限的,事实上,由于电池部件的老化和失效,燃料电池的使用寿命也有一定限制,但仍比常规电池长。

影响蓄电池循环寿命的因素

1.活性表面积在充放电过程中不断减少,使工作电流密度上升,极化增大;2.电极上活性物质脱落或转移;3.在电池工作过程中,某些电极材料发生腐蚀;4.在循环过程中电极上产生支晶,造成电池内部短路;5.隔离物的损坏;6.活性物质晶形在充放电过程中发生改变,因而使活性降低

锂电池电解液对有机溶剂的要求

1.有机溶剂对锂电极应是惰性的,在电池放电时不与正负极发生电化学反应;2.有机溶剂应具有较高的介电常数和较小的黏度;3.要求有机溶剂的沸点要高,例如在150以上,而熔点要低,例如在--40以下,这样可以使锂电池有较宽的工作温度范围

储氢合金应满足的条件

1.有效析氢量大,较宽温度范围内,电化学容量稳定;2.平台压力合适;3.抗阳极氧化;4.在碱性电解质溶液中,合金化学性能稳定;5.充放电过程中,电极不变形,不脱落。 记忆效应及其消除方法

1.记忆效应:电池长期进行深放电时,表现出明显的容量损失和放电电压下降,经数次全充放电循环后,电性能还可以恢复,这种现象称为记忆效应。2.消除方法(再调节法):可以用2~3小时率放电至电池电压为1.0,然后进行全充放电,电池放电电压放电容量可以提高。如果定期通过一个电阻以100小时率或更小电流放电至较低的终止电压,则几乎可以恢复到全容量。

锂离子负极材料应满足的要求

1.锂储氢量高;2.锂在碳中的嵌入脱嵌反应快,即锂离子在固相内扩散系数大,在电极/电解液界面的移动阻力小;3.锂离子在电极材料中的存在状态稳定;4.在电池的充放电循环中,碳负极材料体积变化小;5.电子导电性高;6.碳材料在电解液中不溶解。

减小锌负极自放电的措施

1.提高氢析出的过电势,较低自放电速度;2.保证原材料的质量达到要求;3.对电液进行净化,除去危害较大的杂质;4.储存电池的温度低于25;5.电池要严格密封。

锂电池能不能用水作电解液,为什么?

不能。锂电压是3.9远大于水的分解电压1.6,锂会与水剧烈反应发生爆炸。

化学电源按电解液分类,并举例

1.电解液为酸性水溶液的称为酸性电池,铅酸蓄电池;2.电解液为碱性水溶液的电池称为碱

性电池,碱锰电池;3.电解液为中性水溶液的电池称为中性电池,中性锌锰电池;4.电解液为有机电解质溶液的电池称为有机电解质电池,锂电池;5.采用固体电解质的电池称为固体电解质电池,固体氧化物燃料电池;6.采用熔融盐电解质的电池称为熔融盐电解质电池,熔融碳酸盐燃料电池。

铅酸蓄电池板栅的作用

一是活性物质的载体;二是传导电流和使电流分布均匀。

铅酸蓄电池极板制造的基本步骤

对于涂膏式极板,生极板的制造大致包括涂添,淋圈(浸酸),压板,表面干燥,固化等工序。

影响铅酸蓄电池循环寿命的因素

1.放电深度;2.过充电程度;3.电解液的浓度及温度。

什么是早期容量损失

当用低锑或铅钙为板栅合金时,电池的循环寿命明显缩短,尤其在深循环时,在蓄电池使用的初期(大约20个循环)出现容量明显下降的现象,使电池失效。

多孔电极在化学电源中使用的优点

减小电极的真实电流密度;提高活性物质的利用率;降低电池的能量损失。

自放电及产生自放电的原因

电池储存性能是指电池开路时,在一定的条件下(如温度,湿度等)储存一段时间后,容量自行降低的性能,也叫自放电。其产生的原因是由于电极在电解液中处于热力学不稳定性,电池的两个电极自行发生了氧化还原反应的结果。

(1)一次电池:也称原电池,是指放电后不能用充电方法使其恢复到放电前状态的一类电池。导致不能再充电的原因可能是电池反应本身不可逆,或是条件限制使可逆反应很难进行。

(2)二次电池:也称蓄电池,电池放电后可用充电方法使活性物质恢复到放电以前状态,从而能够再次放电,充放电过程能反复进行。

(3)储备电池:也称激活电池,在储存期间,电解质和电极活性物质分离或电解质处于惰性状态,使用前注入电解质或通过其他方式使电池激活,电池立即开始工作。

(4)燃料电池:将反应物(包括燃料和氧化剂)的化学能直接转化为电能的一种高效,清洁的电化学发电装置。

(5)液流电池:电池的正负极都是液态形成的氧化还原电对的一类电池的总称。

(6)化学电源:将化学反应产生的能量直接转化为电能的装置称为化学电源。

(7)电动势:在外电路开路时,即没有电流流过时,正负电极间的平衡电极电势之差。

(8)开路电压:两极间所连接的外电路处于断路时两极间的电势差。

(9)内阻:指电流流过电池时所受到的阻力,包括欧姆电阻和电化学反应中电极极化所相当的极化电阻。

(10)工作电压:指有电流流过外电路时电池两极之间的电势差,又称负载电压,放电电压,总小于开路电压。

(11)容量:指在一定的放电条件下可以从电池获得的电能

比容量:单位质量或单位体积所给出的容量

(12)能量:指电池在一定放电条件下对外做功所能输出的电能

比能量:指单位质量或单位体积电池所放出的能量

(13)功率:指在一定放电制度下,单位时间内电池所输出的能量

比功率:单位质量或单位体积电池输出的功率

(14)循环寿命:在一定的充放电制度下,电池容量降至某一规定值之前,电池所能承受的

循环次数称为蓄电池的循环寿命,或称使用周期。

(15)活性物质:是指电池放电时,通过化学反应能产生电能的电极材料,活性物质决定了电池电极的基本特性。

(16)极板的化成:是活性物质制备的最后一步,就是用通入直流电的方法使正极板上的活性物质发生电化学氧化,生成二氧化铅,同时在负极板上发生电化学还原,生成海绵状铅,极板的化成。化成分槽式化成,电池化成。

(17)不可逆硫酸盐化:所谓不可逆硫酸盐化是负极活性物质在一定条件下生成坚硬而粗大的硫酸铅,踏不同于铅在正常放电时产生的硫酸铅,几乎不溶解,所以在充电时很难或不能转化为活性物质--海绵铅,使电池容量大大降低。(这是使用和维护不当造成的)

简单的方法:及时充电,不要过放电,将电解液的浓度调低,用比正常电流小很多的电流进行充电,然后放电,再充电,如此反复数次,达到恢复电池容量的目的。

化学电源篇三:化学电源练习题答案

第二节 化学电源练习题

一、选择题

1.下列有关电池的说法不正确的是( )

A.手机上用的锂离子电池属于二次电池

B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D.锌锰干电池中,锌电极是负极

答案:B

点拨:二次电池,即可充电电池,所以A项对。B中,在原电池中,活泼金属Zn是负极,负极失电子发生氧化反应,因此电子的流向是由负极(锌电极)流向正极(铜电极),B项错。

2.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

答案:C

点拨:因为锌锰干电池中锌棒为负极,锌棒变细,碳棒不变,A错;原电池是将化学能直接转变为电能,B错;氢氧燃料电池负极反应为H2-2e-===2H+,C正确;太阳能电池采用硅材料制作,D错。

3.利用生活中常见的材料可以制作出一些有实际应用价值的装置来,如废铝罐和碳棒、食盐水等材料制作用于驱动玩具的电池。上述电池工作时,有关说法正确的是( )

A.铝罐将逐渐被腐蚀

B.碳棒上发生的反应为:O2+4e-===2O2-

C.碳棒应与玩具电机的负极相连

D.该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻

答案:A

点拨:该电池的负极是Al,工作时铝将被腐蚀,A对;正极上O2得电子,但不会形成O2-,B错;碳棒是该电池的正极,与玩具电机正极相连,C错;碳棒不参与反应,质量不会减轻,D错。

4.(2012·三明一中高二检测)氢镍电池的总反应式是H2+放电

2NiO(OH)

是( )

A.电池放电时,镍元素被氧化

B.电池充电时,氢元素被还原

C.电池放电时,镍元素被还原

D.电池放电时,H2在负极放电

答案:A

点拨:电池放电时,Ni元素化合价降低被还原,A错,C对;充电时,H元素化合价从+1→0,化合价降低,被还原,B对;放电时,H元素化合价升高,在负极被氧化,D对。

5.微型锂碘电池可用于植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。这种电池中的电解质是固体电解质LiI,其中的导电离子是I-。下列有关说法正确的是( )

A.正极反应:2Li-2e-===2Li+

B.负极反应:I2+2e-===2I- 充电2Ni(OH)2。根据此反应判断,下列叙述中不正确的

C.总反应是:2Li+I2===2LiI

D.金属锂作正极

答案:C

点拨:该电池中Li的活泼性强,作负极,其反应为:2Li-2e-===2Li+,B、D均错。正极反应为:I2+2e-===2I-,A错。总反应为2Li+I2===2LiI,C正确。

6.一种新型燃料电池,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不正确的是( )

A.在熔融电解质中,O2-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+13O2--26e-===4CO2↑+5H2O

答案:BC

点拨:该燃料电池中,O2在正极得到电子变成O2-,所以O2-应由正极移向负极,A项错;丁烷是还原剂,所以通入丁烷的一极应是负极,D项错。

7.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,使水蒸发,则下列叙述中正确的是( )

A.此电池能发出蓝色火焰

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-

答案:D

点拨:氢氧燃料电池在放电时,氢气和氧气在铂的催化下反应,并不燃烧;根据氢气和氧气在反应中化合价的变化,可以确定氢气在负极上反应,而氧气在正极上反应;电极反应式为:负极2H2+4OH--4e-===4H2O,正极O2+2H2O+4e-===4OH-,总反应2H2+O2===2H2O;因为反应生成的水蒸发,所以KOH溶液的浓度保持不变,故整个溶液的pH保持不变。

8.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解液为H2SO4溶液,工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列结论正确的是( )

A.Pb为正极,被氧化

B.溶液的pH不断减小

-C.SO24离子浓度不变

D.电解质溶液密度不断减小

答案:D

点拨:蓄电池工作时相当于原电池,Pb作负极,被氧化,A错。

-H2SO4不断被消耗,pH增大,B错。SO2负极上生成PbSO4,4在正、

-SO24离子浓度减小,C错。消耗H2SO4,密度不断减小,D正确。

9.将两个铂电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,即可构成CH4燃料电池。已知通入CH4一极的电极反应式是:

2-CH4+10OH-===CO3+7H2O+8e-;通入O2一极的电极反应式是:

O2+2H2O+4e-===4OH-。下列有关叙述中,不正确的是( )

A.通入CH4的电极为负极

B.正极发生氧化反应

C.溶液中的OH-向负极移动

D.工作一段时间后应补充KOH

答案:B

点拨:该燃料电池正极发生还原反应,B不正确。根据题中电极反应式知CH4发生氧化反应,通入CH4的电极为负极,A正确;原电池工作时,电解质溶液中阴离子移向负极,C正确;该电池总反应

-为CH4+2O2+2OH-===CO2 3+3H2O,工作时消耗KOH,D正确。

10.(2012·经典习题选萃)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁电池放电时电压高而平稳,越来越成为人们研制绿色电池的

充电

关注焦点。其中一种镁充电电池的反应。为:MgxMo3S4

+Mo3S4

下列关于镁充电电池的说法错误的是( )

A.放电时,Mg2+向正极迁移

-x-B.放电时的正极反应为:Mo3S2-2xe===Mo3S4 4放电xMg

C.充电时,电池的负极接外电源的负极

D.放电时,负极反应为:Mg-2e-===Mg2+

答案:B

点拨:放电时正极得电子,发生还原反应,电极反应式为Mo3S4

x-+2xe-===Mo3S24,B项错。原电池工作时,电池内部阳离子移向正

极,A正确。负极放电时失电子被氧化,D正确。充电时得电子被还原,应与外接电源负极相连,C正确。

11.关于下图所示的原电池,下列说法正确的是( )

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