第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储氢合金;汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态)。镍氢电池充放电原理的示意图如下:
其总反应式为。根据所给信息判断,下列说法错误的是
A.混合动力汽车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为:NiOOH+H2O+eˉ==Ni(OH)2+OHˉ
B.混合动力汽车上坡或加速时,电解液中OHˉ向甲电极移动
C.混合动力汽车下坡或刹车时,甲电极周围溶液的pH减小
D.混合动力汽车下坡或刹车时,电流的方向为:甲电极→发动机→乙电极
C
【解析】
汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态,则混合动力车上坡或加速时,电池处于放电状态。充电相当于电解池,放电相当于原电池。A和B相当于原电池,原电池中负极失去电子,经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,则阴离子向负极移动。根据题意可知氢气是负极,即甲是负极,乙是正极,A、混合动力汽车上坡或加速时,乙电极为正极,电极反应式为:NiOOH+H2O+eˉ==Ni(OH)2+OHˉ,符合图示中的转化,故A正确;
B、混合动力汽车上坡或加速时,电解液中OHˉ向负极移动,即向甲电极移动,故B正确;C和D相当于电解池。此时甲是阴极,乙是阳极,电极反应式分别为2H 2 O +2e - = H 2+2OH - 、2Ni(OH) 2 +2OH - -2e - =2NiOOH+2H 2 O;C、混合动力汽车下坡或刹车时,甲电极周围溶液的pH增大,故C错误;D、混合动力汽车下坡或刹车时,电流的方向为:阴极到阳极,即为:甲电极→发动机→乙电极,故D正确;故选C。
点睛:本题综合性很强,将原电池电解池放到一起考查,做题的时候一定要分清楚,如:汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态,则混合动力车上坡或加速时,电池处于放电状态。充电相当于电解池,放电相当于原电池。在书写电极反应式时,特别要注意电解质的酸碱性,小心犯了常识性的错误。
电源:
化学电源化学电源是能够实际应用的原电池,化学电池是将化学能转变成电能的装置,它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
一次电池:
(1)普通锌锰干电池构造简单,价格便宜,但放电时间短,放电后电压下降较快。
负极: Zn-2e- === Zn2+
正极: 2NH4 + + 2e- +2MnO2 ===Mn2O3 +2NH3 + H2O
总反应式: Zn+2NH4++2MnO2===Mn2O3+2NH3 +Zn2+ +H2O
(2)碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性能优越,比能量和可储存时间均有提高,适用于大电流和连续放电。负极是Zn,正极是MnO2,电解质是KOH。
负极:Zn-2e-+ 2OH- === Zn(OH)2
正极: 2MnO2 +2e- +2H2O === 2MnOOH+2OH
总反应式: Zn + 2MnO2+2H2O === 2MnOOH + Zn(OH)2
(3)锂电池
用金属锂作负极,石墨作止极,电解质溶液由四氯化铝锂 (LiAlCl4) 溶解在亚硫酰氯( SOCl2)组成。
负极: 8Li-8e- === 8Li+
正极: 3SOCl2 +8e-=== SO32- +2S + 6Cl-
总反应式: 8Li +3SOCl2=== 6LiCl +Li2SO3 +2S
(4)锌银电池
负极是Zn,正极是, Ag2O,电解质是KOH。
负极: Zn -2c- +2OH- === Zn (OH)2
正极: Ag2O +2e- +H2O === 2Ag +2OH-
总反应式: Zn +Ag2O +H2O === 2Ag + Zn(OH)2
这种电池比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电,常制成纽扣式微型电池,广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。
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