Question

5．化學(xué)電源在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用．
（1）目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池，其電池總反應(yīng)可以表示為：
Cd+2NiO（OH）+2H₂O$?_{充電}^{放電}$2Ni（OH）₂+Cd（OH）₂，
已知Ni（OH）₂和Cd（OH）₂均難溶于水但能溶于酸，以下說法中正確的是①⑤（填序號）
①以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)
②電解質(zhì)溶液為硫酸
③充電時化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br />④放電時鎘（Cd）為負極，發(fā)生還原反應(yīng)
⑤放電時正極區(qū)pH升高
（2）氫氧燃料電池突出優(yōu)點是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，而不經(jīng)過熱能中間形成，發(fā)生的反應(yīng)為：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;KOH\;}}{\;}$2H₂O則負極反應(yīng)式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O．一段時間后，KOH溶液的濃度變小 （“變大”、“變小”或“不變”）
（3）在用惰性電極電解水制取H₂和O₂時，為了增強導(dǎo)電性，常常要加入一些電解質(zhì)，下列物質(zhì)中不能選用的是D（填序號）
A．NaOH　　　  B．H₂SO₄    C．Na₂SO₄　　　D．CuSO₄．

Answer 1

分析 （1）該蓄電池放電時為原電池、充電時為電解池，負極反應(yīng)為Cd-2e^-+2OH^-=Cd（OH）₂，正極上反應(yīng)式為：NiOOH+e^-+H₂O═Ni（OH）₂+OH^-，充電時陽極、陰極反應(yīng)式與放電時正負極電極反應(yīng)式相反，據(jù)此分析解答；
（2）該燃料堿性電池中，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，根據(jù)電池反應(yīng)式確定KOH溶液濃度變化；
（3）電解水制取H₂和O₂時，陽極OH^-放電，陰極H⁺放電，為了增強導(dǎo)電性，加入的電解質(zhì)電離產(chǎn)生的離子不能放電，以此來解答．

解答 解：（1）①該蓄電池反應(yīng)條件不同，所以以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，故正確；
②Ni（OH）₂和Cd（OH）₂均難溶于水但能溶于酸，所以電解質(zhì)溶液不能是硫酸，故錯誤；
③充電時電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，故錯誤；
④鎘（Cd）為負極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故錯誤；
⑤放電時，正極上反應(yīng)式為：NiOOH+e^-+H₂O═Ni（OH）₂+OH^-，所以正極區(qū)pH升高，故正確；
故選①⑤；
（2）該燃料堿性電池中，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為 H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為 O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電池反應(yīng)式為2H₂+O₂$\frac{\underline{\;KOH\;}}{\;}$2H₂O，有水生成導(dǎo)致溶液濃度變小，
故答案為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；變��；
（3）用惰性電極電解水制取H₂和O₂時，為了增強導(dǎo)電性，加入A．NaOHB．H₂SO₄ C．Na₂SO₄時，在陰極上析出氫氣，陽極上析出氧氣，能起到增強導(dǎo)電性的作用，但是加入D、CuSO₄，則陰極上析出的是金屬銅，不合題意，不能選用；故選：D．

點評 本題考查化學(xué)電源新型電池，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，題目難度中等．