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使用次数:247
更新时间:2021-01-19
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1.

我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是( 

A.放电时,ClO4向负极移动

B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2

C.放电时,正极反应为:3CO24e=2CO32C

D.充电时,正极反应为:Nae=Na

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题型:选择题
知识点:化学电源
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【答案】

D

【分析】

原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的还原反应,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,充电可以看作是放电的逆反应,据此解答。

【详解】

A. 放电时是原电池,阴离子ClO4向负极移动,A正确;

B. 电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C,因此充电时释放CO2,放电时吸收CO2B正确;

C. 放电时是原电池,正极是二氧化碳得到电子转化为碳,反应为:3CO2+4e2CO32+CC正确;

D. 充电时是电解,正极与电源的正极相连,作阳极,发生失去电子的氧化反应,反应为2CO32+C4e3CO2D错误。答案选D

【点睛】

本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理,掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键,注意充电与放电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神,落实了立德树人的教育根本任务。

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 一次电池 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 一次电池的定义

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。

◎ 一次电池的知识扩展
一次电池又叫干电池。
普通锌锰干电池的简称,在一般手电筒中使用锌锰干电池,是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器,中央插一根碳棒作正极,碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物,并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜,隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液;电池顶端用蜡和火漆封口。在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2作去极化剂,吸收正极放出的H2,防止产生极化现象,即作去极剂,淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
电极反应为:负极Zn-2e-=Zn2+ 正极2NH4++2e-=2NH3+H2 H2+2MnO2=Mn2O3+H2O
正极产生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+
干电池的总反应式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+Mn2O3+H2O 或2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O
正极生成的氨被电解质溶液吸收,生成的氢气被二氧化锰氧化成水。干电池的电压15V—16V。在使用中锌皮腐蚀,电压逐渐下降,不能重新充电复原,因而不宜长时间连续使用。这种电池的电量小,在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积小,性能好的碱性锌—锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性,负极也由锌片改为锌粉,反应面积成倍增加,使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。
◎ 一次电池的考试要求
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