Question

2011年7月19日，美国能源部西北太平洋国家实验室的科学家和来自中国武汉大学访问学者组成的研究小组合作开发钠离子充电电池，研究人员采用廉价的钠离子同时使用纳米二氧化锰和锂材料作电极制作出了钠离子充电电池，其工作示意图如图所示．
回答：
（1）Na⁺向

 

极移动（填A或B），A极作

 

极（填正或负），充电时外加直流电源的正极和该原电池的

 

极相连（填A或B）．
（2）为体现节能减排的理念，中国研制出了新型燃料电池汽车，该车装有“绿色心脏”--质子交换膜燃料电池．右图是某种质子交换膜燃料电池原理示意图．该电池的正极是

 

（填“a”或“b”，下同）极，写出该电池的负极反应式为：

 

（3）最近，德州市开工建设大型太阳能电池板材料生产基地，这种材料主要是高纯度的硅，下面关于硅的叙述中，正确的是

 

．
A．硅单质用于制造光导纤维       
B．SiO₂是酸性氧化物，它不溶于任何酸
C．SiO₂与碳酸钠固体高温条件下反应，说明硅酸的酸性强于碳酸
D．硅的化学性质不活泼，地壳中含量在所有的元素中居第二位，在自然界中以化合态存在

Answer 1

考点：化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：（1）原电池中电子从负极流向正极，溶液中阳离子向正极移动；充电时外加直流电源的正极和该原电池的正极相连；
（2）燃料电池中通入氧气的一极为正极，通燃料的一极为负极；氢气在负极失电子生成氢离子；
（3）A．硅单质是半导体材料；
B．SiO₂能与氢氟酸反应；
C．硅酸的酸性弱于碳酸；
D．硅属于亲氧元素，在自然界中以化合态存在．

解答： 解：（1）原电池中电子从负极流向正极，由图中电子流向可知，A为负极，B为正极；溶液中阳离子向正极移动，则Na⁺向B极移动；充电时外加直流电源的正极和该原电池的正极相连，即与B相连；
故答案为：B；负；B；
（2）燃料电池中通入氧气的一极为正极，通燃料的一极为负极，则该电池的正极是b极；氢气在负极失电子生成氢离子，则负极的电极反应式为：H₂-2e^-=2H⁺；
故答案为：b；H₂-2e^-=2H⁺；
（3）A．硅单质是半导体材料，二氧化硅晶体能用于制造光导纤维，故A错误；
B．SiO₂是酸性氧化物，但是能与氢氟酸反应，故B错误；
C．碳酸与硅酸钠反应生成硅酸，则硅酸的酸性弱于碳酸，故C错误；
D．硅的化学性质不活泼，地壳中含量在所有的元素中居第二位，硅属于亲氧元素，在自然界中以化合态存在，故D正确；
故答案为：D．

点评：本题考查了原电池和电解池原理、硅及其化合物的性质和用途等知识点，明确原电池正负极的判断方法、电极反应式是解本题关键，难度中等．