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文档简介

专题43 燃料电池一、高考题再现1(2016课标)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是( )A充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B充电时,电解质溶液中逐渐减小C放电时,负极反应为:Zn+4OH-2e=Zn(OH)D放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)【答案】C2(2015江苏)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )A反应CH4H2O3H2CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子B电极A上H2参与的电极反应为:H22OH2e=2H2OC电池工作时,CO32向电极B移动 D电极B上发生的电极反应为:O22CO24e=2CO32【答案】D【解析】A、1molCH4CO,化合价由-4价+2上升6价,1molCH4参加反应共转移6mol电子,故错误;B、环境不是碱性,否则不会产生CO2,其电极反应式:COH22CO324e=3CO2H2O,故B错误;C、根据原电池工作原理,电极A是负极,电极B是正极,阴离子向负极移动,故C错误;D、根据电池原理,O2、CO2共同参加反应,其电极反应式:O22CO24e=2CO32,故D正确。二、考点突破1、固体电解质典例1(2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第二次模拟考试)已知:2H2S(g)+O2(g) = S2(s)+2H2O(l) H= -632 kJmol-1,如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是A 电极a上发生的电极反应式为:H2S - 2e- = S+2H+B 电池工作时,电流从电极b经过负载流向电极aC 电路中每流过1 mol电子,电池内部释放158 kJ的热能D 每11.2 LH2S参与反应,有1 mol H+经固体电解质膜进入正极区【答案】B2、电解质水溶液典例2(2018届广西北海市高三第一次模拟考试)第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时。电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极。碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图所示,其总反应式为H2+2NiOOH2Ni(OH)2以下说法正确的是A 混合动力车上坡或加速时,乙电极为负极B 混合动力车在刹车或下坡时,乙电极的电极反应式为Ni(OH)2+OH-e-=NiOOH+H2OC 混合动力车上坡或加速时,电解质溶液中的OH-向乙电极周围移动D 混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH减小【答案】B典例3(2018届福建省南平市高三第一次综合质量检查)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有X的稀盐酸为电解质溶液,制造出新型燃料电池,装置如图所示。下列说法正确的是A 放电时H+向左移动,生成的物质X是NH4ClB 通入H2的一极为正极C 通入N2的电极反应为:N2+6H+-6e-=2NH3D 放电过程右边区域溶液pH逐渐增大【答案】A【解析】以N2、H2为原料,以溶有X的稀盐酸为电解质溶液构成新型燃料电池,正极发生还原反应,即氮气被还原生成NH4+,电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+;负极是氢气失电子生成氢离子,电极方程式为H2-2e-=2H+,总反应为:N2+ 3H2+2HCl=2NH4Cl。A. 放电时H+向正极移动,即向左移动,生成的物质X是NH4Cl,A正确;B. 通入H2的一极为负极,B错误;C. 通入N2的电极为正极,发生还原反应,N2+6e-+8H+=2NH4+,C错误;D. 放电过程右边区域为负极区,H2-2e-=2H+,溶液pH逐渐减小,D错误。典例4(2018届天津市六校(静海一中、杨村一中、宝坻一中等)高三上学期期末联考)我国科学家设计了一种双室微生物燃料电池,以苯酚(C6H6O)为燃料,同时可除去酸性废水中的硝酸盐。下列说法正确的是A a极的电极反应式为C6H6O+11H2O + 28e6CO2 + 28H+B 外电路电子移动方向由b极到a极C 若正极产生5.6L气体(标况下),则转移电子2.5molD 电池工作一段时间后,左池溶液的pH增大【答案】C典例5(2018届山东省枣庄第八中学东校区高三3月月考)2017年9月亮相、2018年上市的奔驰燃料电池汽车GLCF-Cell,其电池采用的是质子交换膜燃料电池,工作原理如下图所示,则下列叙述正确的是A H2 作正极B 正极反应式为O2+4OH-+4e-=2H2OC 导电微粒在电池内部由负极定向移动至正极D 总反应式为2H2+O22H2O【答案】C典例6(2018届重庆市綦江区高三年级第一学期期中考试)液体燃料电池相对于气体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂,H2SO4作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述正确的是 ( )A 电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极B 该燃料电池正极发生的电极反应式为N2H4-4e-N2+4H+C 利用该燃料电池工业上可以电解熔融MgCl2 制备MgD 该燃料电池持续放电时,右侧电池区中因电极反应消耗H+,故c(H+)逐渐减小【答案】C【解析】A. 由题中信息可知,通入肼的电极为负极,通入氧气的电极为正极,所以电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极, A不正确;B. 该燃料电池负极发生氧化反应,电极反应式为N2H4-4e-N2+4H+,正极发生还原反应,B不正确;C. 利用该燃料电池工业上可以电解熔融MgCl2 制备Mg,理论上是可行的,C正确;D. 该燃料电池持续放电时,右侧电池区中电极反应消耗H+,同时有等量H+的从左侧经质子交换膜迁移到右侧,由于电极反应生成水,硫酸的浓度变小,所以 c(H+)逐渐减小,D不正确。典例7(2018届贵州省黔东南州高三第一次模拟考试)二甲醚(CH3OCH3)燃料电池的工

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