Question

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(如图所示)，锌锰干电池的负极材料是______，负极发生的电极反应方程式为_______。若反应消耗16.25 g负极材料，则电池中转移电子的物质的量为________mol。

(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池总反应式可以表示为：Cd＋2NiO(OH)＋2H₂O2Ni(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________。

A．Cd是负极                   B．Ni(OH)₂是正极

C．充电时化学能转变为电能      D．放电时化学能转变为电能

(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知X极为电池的________(填“正”或“负”)极，Y极的电极反应为________(填“氧化”或“还原”)反应。

Answer

锌 Zn-2e-=Zn2+ 0.5 AD 负 还原

【解析】

(1)在原电池中，活动性强的电极为负极，活动性弱的电极为正极，负极失去电子发生氧化反应，结合锌是+2价金属，根据其质量计算物质的量，然后计算转移电子的物质的量；

(2)放电时化学能为电能，充电时电能转化为化学能，结合反应方程式判断电极作用；

(3)在燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧化剂的电极为正极，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子，发生还原反应。

(1)在锌锰干电池中，由于电极活动性Zn＞C，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，16.25 g锌的物质的量是n(Zn)==0.25 mol，则转移电子的物质的量为n(e-)=2×0.25 mol=0.5 mol；

(2)A．根据反应方程式可知：Cd作负极，失去电子发生氧化反应，A正确；

B．Ni(OH)2连接电源正极，在反应中失去电子，发生氧化反应，作电解池的阳极，B错误；

C．充电时在电流作用下发生氧化还原反应，是电能转变为化学能，C错误；

D．放电时发生化学反应，产生电流，化学能转变为电能，D正确；

故合理选项是AD；

(3)根据图示可知X电极失去电子，发生氧化反应，则在该燃料电池中，通入氢气的电极X为负极，H2失去电子，发生氧化反应，X电极反应式为2H2-4e-+4OH-=2H2O，通入氧气的电极Y为正极，得到电子，发生还原反应，正极的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。