2019年高考化學 備考百強校微測試系列 專題24 可充電電池 燃料電池.doc
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專題24 可充電電池 燃料電池 (滿分60分 時間25分鐘) 姓名:_______________ 班級:_______________ 得分:_______________ 1.鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來源豐富、成本低、燃料易于貯運及污染小等特點。如圖為鎂——次氯酸鹽燃料電池的工作原理圖,下列有關說法不正確的是( ) A. 該燃料電池中鎂為負極,發(fā)生氧化反應 B. 正極反應式為ClO―+H2O+2e―= Cl―+2OH― C. 放電過程中OH―移向正極移動. D. 電池總反應式為Mg+ClO―+H2O=Mg(OH)2↓+Cl― 【答案】C 【解析】 故答案選C。 【點睛】本題考查化學電源新型電池,明確原電池中正負極判斷方法、離子移動方向及電子移動分析是解本題關鍵,難點是電極反應式的書寫,注意:放電時電子不進入電解質(zhì)溶液,電解質(zhì)溶液中陰陽離子定向移動形成電流。 2.新型電池的開發(fā)與使用在現(xiàn)代社會中已很普遍,一種水煤氣燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達90%以上。下列說法正確的是 A. 總反應為2CO+O2==2CO2 B. 負極反應為H2-2e—==2H+、CO-2e—+H2O==CO2+2H+ C. 電路中通過4 mol電子,正極消耗22.4 L(標準狀況)空氣 D. 有機固體中的H+在放電時向正極移動,造成正極pH減小 【答案】B 【解析】 3.燃料電池作為安全性能較好的一類化學電源得到了更快的發(fā)展,一種以聯(lián)氨(N2H4)為燃料的環(huán)保電池工作原理如圖所示,工作時產(chǎn)生穩(wěn)定無污染的物質(zhì)。下列說法正確的是 A. M極生成氮氣且電極附近pH降低 B. 負極上每消耗1 mol N2H4,會有2 molH+通過質(zhì)子交換膜 C. 正極的電極反應式為:O2+2H2O+4e-=4OH- D. 電極M是原電池的正極 【答案】A 【解析】 4.利用反應6NO2+8NH3 =7N2+12H2O構(gòu)成電池的裝置如圖所示。下列說法正確的是 A. 電子從右側(cè)B電極經(jīng)過負載后流向左側(cè)A電極 B. 當有2.24 L NO2被處理時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4NA C. 電極A極反應式為2NH3-6e-= N2+6H+ D. 為使電池持續(xù)放電,離子交換膜需選用陰離子交換膜 【答案】D 【解析】 【詳解】 5.2017年9月我國科學家對于可充放電式鋅一空氣電池研究取得重大進展。電池裝置如圖所示,該電池的核心是驅(qū)動氧化還原反應(ORR)和析氧反應(OER),KOH溶液為電解質(zhì)溶液,放電的總反應方程式為2Zn+O2+40H-+2H2O=2Zn(OH)2。下列有關說法正確的是( ) A. 可逆鋅一空氣電池實際上是二次電池,放電時電解質(zhì)溶液中K+向負極移動 B. 在電池產(chǎn)生電力的過程中,空氣進入電池,發(fā)生ORR反應,并釋放OH- C. 發(fā)生OER反應的電極反應式為2H2O-4e-=O2+4H+ D. 放電時,電路中通過2mol電子,消耗氧氣22.4L(標準狀況) 【答案】B 【解析】 分析:根據(jù)2Zn+O2+40H-+2H2O=2Zn(OH)2可知,O2中元素的化合價降低,被還原,應為原電池正極,電極反應為:O2+4e-+2H2O=4OH-,Zn元素化合價升高,被氧化,應為原電池負極,電極反應為:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,放電時陽離子向正極移動,充電與放電過程相反。 詳解:A、放電時,為原電池,溶液中陽離子向正極移動,即K+向正極移動,故A錯誤;B、O2中元素的化合價降低,被還原,應為原電池正極,電極反應為:O2+4e-+2H2O=4OH-,在電池產(chǎn)生電力的過程中,空氣進入電池,發(fā)生ORR反應,并釋放OH-,故B正確;C、發(fā)生OER反應的電極反應式為4OH--4e-=O2+2H20,故C錯誤;D. 放電時,電路中通過2mol電子,消耗氧氣11.2L(標準狀況),故D錯誤;故選B。 6.LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點,可用于電動汽車。電池反應為:FePO4+LiLiFePO4,電池的正極材料是LiFePO4,負極材料是石墨和鋰,含Li+導電固體為電解質(zhì)。下列有關LiFePO4電池說法正確的是( ) A. 放電時電池正極反應為:FePO4+Li++e-=LiFePO4 B. 放電時電池內(nèi)部Li+向負極移動 C. 充電過程中,電池正極材料的質(zhì)量增加 D. 可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導電性 【答案】A 【解析】 7.用固體氧化物作電解質(zhì)的甲醇氧氣燃料電池電解Na2SO4溶液制備白色的Fe(OH)2。其原理如右圖所示。下列說法正確的是 A. 固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過 B. 碳棒Y上的電極反應式為O2+4e-== 2O2- C. 碳棒X上的電極反應式為CH3OH+6e-+3O2-== CO2↑+2H2O D. 碳棒表面觀察到Fe(OH)2白色沉淀 【答案】B 【解析】 【分析】本題主要考查了電解池和原電池綜合應用,包括電子在電路中的移動方向和電極反應書寫,注意燃料電池正極。 8.I.被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池。 右圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電極材料為疏松多孔石墨棒.當氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負兩極通入燃料電池時,便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流. 試回答下列問題: (1)燃料電池的優(yōu)點是________;電解質(zhì)溶液中的OH-移向______極(填“負”或“正”). (2)寫出氫氧燃料電池工作時正極反應式:_______________________。 (3)若將此燃料電池改進為直接以甲烷和氧氣為原料進行工作時,負極反應式為___________. (4)利用該裝置可以處理氮的氧化物和NH3尾氣,總反應為:6NO2+8NH3=7N2+12H2O,負極反應式為__________。 II.將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,若該電池中兩電極的總質(zhì)量為80 g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重,總質(zhì)量為41g,試計算: (1)產(chǎn)生氫氣的體積(標準狀況)為________________; (2)通過導線的電子數(shù)為__________(用NA表示). 【答案】能量利用率,綠色無污染負2H2O+O2+4e-=4OH-CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O13.44L1.2NA 【解析】 點睛:根據(jù)燃料電池的工作原理:負極上失電子,正極得電子,離子在電池內(nèi)部的移動方向是:陽離子向正極移動,陰離子向負極移動,由此進行判斷。另外在燃料電池中,負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應,正極上發(fā)生得電子的還原反應,結(jié)合電解質(zhì)環(huán)境來書寫電極反應式。如果反應后正負極生成的產(chǎn)物和電解質(zhì)中的離子發(fā)生反應,在寫電極反應式的時候一定把參加反應的離子寫入電極反應式。- 配套講稿:
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