(14分)金属氢化物-镍(MH—Ni)电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜,已成为目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一,电池总反应为MH+NiO
题型:不详难度:来源:
(14分)金属氢化物-镍(MH—Ni)电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜,已成为目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一,电池总反应为MH+NiOOH M+Ni(OH)2,M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金。电解质溶液为浓KOH溶液。 (1)写出放电时的负极反应_________________ (2)充电时,阳极的电极反应为__________________ 镍氢电池正极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+ ②某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如下表所示:
M(OH)x
| Ksp
| pH
| 开始沉淀
| 沉淀完全
| Al(OH)3
| 1.9×10-23
| 3.43
| 4.19
| Fe(OH)3
| 3.8×10-38
| 2.53
| 2.94
| Ni(OH)2
| 1.6×10-14
| 7.60
| 9.75
| 回答下列问题: (3)根据上表数据判断步骤②先析出的沉淀Ⅱ为 ,后析出的沉淀为Ⅲ为__________________(填化学式),则pH1 pH2(填填“>”、“=”或“<”), (4)已知溶解度:NiC2O4 > NiC2O4·H2O > NiC2O4·2H2O,则③的化学方程式是 。 (5)④中阳极的电极反应为 ,验证阳极产物的试剂为 。 (6)试写出⑥的离子方程式 。 |
答案
(1) MH-e-+OH-=H2O+M (2)Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O (3)Fe(OH)3 Al(OH)3 < (4)NiCl2 + Na2C2O4 + 2H2O = NiC2O4. 2H2O↓ + 2NaCl (5)2Cl—2e-=Cl2↑;淀粉碘化钾溶液(或其它合理答案)。 (6)2Ni(OH)2 + 2OH- + Cl2 = 2Ni(OH)3+ 2Cl- |
解析
试题分析:(1)放电时,负极发生氧化反应,所以电极反应为:MH-e-+OH-=H2O+M。 (2)充电时,阳极发生氧化反应,所以电极反应为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O (3)根据Ksp可以看出当pH增大时,Fe(OH)3最先沉淀,然后是Al(OH)3最后是Ni(OH)2。所以步骤②先析出的沉淀II是Fe(OH)3后析出的沉淀III是Al(OH)3。pH1< pH2。 (4)根据溶解度可知NiC2O4·2H2O的溶解度最小,所以③的化学方程式为NiCl2 + Na2C2O4 + 2H2O = NiC2O4. 2H2O↓ + 2NaCl。 (5)根据框图可知D为NaCl溶液,所以电解时阳极反应为2Cl—2e-=Cl2↑。检验阳极产物用淀粉碘化钾溶液。 (6)根据框图可知C为Ni(OH)2,所以⑥的离子方程式为:2Ni(OH)2+2OH-+Cl2=2Ni(OH)3+ 2Cl-。 点评:本题综合性强,难度较大,主要考查学生的分析能力和解题能力,是高考的热点习题。 |
举一反三
(14分)铅蓄电池是可充电型电池,它的正负极极板是惰性材料,电池总反应式为: Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原): (1) 该蓄电池放电工作时的负极材料是 ,用其电解氯化钠溶液,当阳极上收集到11.2L氯气时(标况下),理论上负极板的质量增加 g。 充电时,上图中A极应接直流电源的 (填“正极”或“负极”)。充电时A极的电极反应式是 ; (2) MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式 。现以铅蓄电池为电源电解,当蓄电池中有0.4mol H+被消耗时,则电路中通过的电子的物质的量为 ,MnO2的理论产量为 g。 |
高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下:
下列叙述不正确的是A.该电池放电时的正极和充电时的阴极均发生还原反应 | B.放电时负极反应为:MH+OH——e—=M+H2O | C.充电时阳极反应为:NiOOH+H2O+e—=Ni(OH)2+OH— | D.放电时每转移1mol电子,正极有1molNiOOH被还原 |
|
锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其他材料电池,电池总反应式为:V2O5+xLi→LixV2O5,下列说法不正确的是A.向外供电时,锂离子向负极移动 | B.负极上反应的物质是锂,正极上反应的物质是V2O5 | C.正极的电极反应为:V2O5+xe-+xLi+→LixV2O5 | D.负极的电极反应为:xLi-xe-→ xLi+ |
|
(5分)化学电池分为 ① ,②,③,其中碱性锌锰电池属于④ ,铅蓄电池属于⑤ 。 |
高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH,下列叙述不正确的是A.放电时K+ 向负极移动 | B.放电时负极区域的pH会增大 | C.充电时锌极与外电源负极相连 | D.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e- + 5OH-="===" FeO42- + 4H2O |
|
最新试题
热门考点