Question

9．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．
（1）锌锰干电池是应用最普遍的电池之一（如图1所示），锌锰干电池的负极材料是锌，负极发生的电极反应方程式为：Zn-2e^-=Zn²⁺．若反应消耗32.5g 负极材料，则电池中转移电子的数目为N_A或6.02×10²³．
（2）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池其电池总反应式可以表示为：Cd+2NiO（OH）+2H₂O$?_{充电}^{放电}$2Ni（OH）₂+Cd（OH）₂，已知Ni（OH）₂和Cd（OH）₂均难溶于水，但能溶于酸，以下说法中正确的是B．
①以上反应是可逆反应           ②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能       ④放电时化学能转变为电能
A．①③B．②④C．①④D．②③
（3）图2为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是KOH．则X极为电池的负（填“正”或“负”）极，X极的电极反应方程式为CH₄+10OH^--8e^-=7H₂O+CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）负极发生氧化反应，锌失电子；根据1mol的锌失去2mol的电子进行计算；
（2）该电池放电时为原电池，充电时为电解池，根据反应条件是否相同判断是否为可逆反应；
（3）甲烷燃料电池中，负极上投放燃料甲烷，发生失电子发生氧化反应，正极上投放氧气，发生得电子的还原反应．

解答 解：（1）负极发生氧化反应，锌失电子，电极反应式为：Zn-2e^-=Zn²⁺，32.5g 锌是0.5mol，而1mol的锌失去2mol的电子，所以转移电子的物质的量为1mol，数目为N_A 或6.02×10²³，
故答案为：锌；Zn-2e^-=Zn²⁺；N_A 或6.02×10²³；
（2）①因为电池冲放电在不同条件下进行，所以该电池反应不是可逆反应，故错误；
②因为电池冲放电在不同条件下进行，所以该电池反应不是可逆反应，故正确；
③该电池充电时，电能转变为化学能，故错误；
④该电池放电时，是将化学能转化为电能，故正确；
故选B；
（3）电解质溶液为KOH溶液，X电极失去电子，为负极，甲烷被氧化，发生失电子发生氧化反应：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：负； CH₄+10OH^--8e^-=7 H₂O+CO₃^2-．

点评 本题考查原电池以及氢氧燃料电池的工作原理，注意电解质溶液的酸碱性不同，则电极反应不同，根据得失电子判断正负极，难点是电极反应式的书写，难度不大．