【创新设计】（四川专用）2014高考化学一轮复习 特色训练5 新型电池的开发与利用（含解析）

1 特色训练特色训练 5 5 新型电池的开发与利用新型电池的开发与利用 1 2013 成都名校联考 Harbermann 等设计出利用 Desulfovibrio desulfurcan 菌种生 成的硫化物作为介体的微生物燃料电池 电池内部有质子通过 该系统不经任何维护可 连续运行 5 年 该电池的负极反应式为 S2 4H2O 8e SO 8H 有关该电池的 2 4 下列说法中正确的是 A 若有 1 12 L 氧气参与反应 则有 0 2 mol 电子发生转移 B 质子由正极移向负极 C 该电池的总反应为 S2 2O2 SO2 4 D 正极的电极反应式为 2O2 8e 4H2O 8OH 解析 A 项没有注明标准状况 错误 质子应由负极移向正极 B 错误 正极的电极反 应式为 2O2 8H 8e 4H2O D 错误 答案 C 2 以氨作为燃料的固体氧化物 含有 O2 燃料电池 具有全固态结构 能量效率高的特点 另外氨气含氢量高 不含碳 易液化 方便运输和贮存 是很好的氢源载体 其工作原 理如图所示 下列关于氨固体氧化物燃料电池的说法正确的是 A 该电池工作时的总反应为 4NH3 5O2 4NO 6H2O B 固体氧化物作为电池工作的电解质 其作用是让电子在电池内移动 C 电池工作时 在接触面上发生的电极反应为 2NH3 3O2 6e N2 3H2O D 外电路的电流方向为从电极 a 流向电极 b 解析 A 项 电池的总反应为 4NH3 3O2 2N2 6H2O 错 B 项 电子在外线路中移动 在电池内部进行定向移动的是离子 错 C 项 电极 a 为电池的负极 发生氧化反应 2NH3 3O2 6e N2 3H2O 正确 D 项 a 是负极 b 是正极 外电路中的电流方向 应该是从 b 流向 a 错 答案 C 2 3 可用于电动汽车的铝 空气燃料电池 通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液 铝合金 为负极 空气电极为正极 下列说法正确的是 A 以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时 正极反应都为 O2 2H2O 4e 4OH B 以 NaOH 溶液为电解液时 负极反应为 Al 3OH 3e Al OH 3 C 以 NaOH 溶液为电解液时 电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变 D 电池工作时 电子通过外电路从正极流向负极 解析 无论是 NaOH 溶液还是 NaCl 溶液 在正极上都是 O2得到电子被还原结合 H2O 生 成 OH A 正确 生成的 Al OH 3是两性氢氧化物 在碱溶液中发生反应生成 Al OH 4 B 错误 生成的 Al OH 3与 NaOH 反应生成 Na Al OH 4 消耗电解质中的 NaOH 使 电解液 pH 降低 C 错误 原电池中 电子在外电路从负极流向正极 D 错误 答案 A 4 2013 川东四市联考 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 能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 放电 充电 A 放电时负极反应为 Zn 2e 2OH Zn OH 2 B 充电时阳极反应为 Fe OH 3 3e 5OH FeO 4H2O 2 4 C 放电时每转移 3 mol 电子 正极有 1 mol K2FeO4被氧化 D 放电时正极附近溶液的碱性增强 解析 由电池总反应式看出 放电时 Zn 失电子 应参与负极反应 A 项正确 充电时 Fe OH 3 K2FeO4 Fe 的化合价升高 发生氧化反应 B 正确 放电时每转移 3 mol 电子 正极应有 1 mol K2FeO4被还原 C 错 放电时 正极附近有 KOH 生成 D 正确 答案 C 5 大运会期间 深圳新能源汽车上有一种质子交换膜燃料电池 其工作原理如下图所示 下列叙述正确的是 3 A 通入氧气的电极发生氧化反应 B 通入氢气的电极为正极 C 总反应式为 O2 2H22H2O 点燃 D 正极的电极反应式为 O2 4H 4e 2H2O 解析 质子交换膜燃料电池中 H2作负极 发生氧化反应 电极反应式为 H2 2e 2H O2作正极 发生还原反应 电极反应式为 O2 4e 4H 2H2O 燃 料电池是将化学能转化为电能的装置 总反应式不能写 点燃 条件 答案 D 6 磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池 其基本组成和反应原理如下 下列说法不正确的是 A 在改质器中主要发生的反应为 CxHy xH2OxCO x H2 800 y 2 B 移位反应器中 CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 温度越高 CO 转化速率越大 C 负极排出的气体主要是 CO2 D 该电池正极的电极反应为 O2 4H 4e 2H2O 4 解析 由题图可知 CxHy和 H2O 通过改质器后 生成 CO 和 H2 A 正确 触媒在合适温度 下活性最强 高于或低于合适温度 催化活性都会降低或消失 B 错误 由图看出 C D 两项正确 答案 B 7 锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池 某种锂离子电池的 结构示意图如图 其中两极区间的隔膜只允许 Li 通过 电池充电 时的总反应化学方程式为 LiCoO2 Li1 xCoO2 xLi 关于该电池的推论错误的是 A 放电时 Li 主要从负极区通过隔膜移向正极区 B 放电时 负极反应xLi xe xLi C 充电时 将电能转化为化学能 D 充电时 负极 C 上锂元素被氧化 解析 由题知放电时的反应为 Li1 xCoO2 xLi LiCoO2 则正极反应为 Li1 xCoO2 xe xLi LiCoO2 负极反应为 xLi xe xLi Li 主要从负极区 通过隔膜移向正极区 A B 正确 充电过程是电能转化为化学能的过程 C 正确 充电 时负极 C 接的是外接电源的负极 此时 C 为阴极 电极反应应该是 xLi xe xLi 锂元素被还原 D 错误 答案 D 8 熔融盐燃料电池具有较高的发电效率 因而受到重视 某燃料电池以熔融的 K2CO3 其中 不含 O2 和 HCO 为电解质 以丁烷为燃料 以空气为氧化剂 以具有催化作用和导电 3 性能的稀土金属材料为电极 该燃料电池负极电极反应式为 2C4H10 26CO 52e 34CO2 10H2O 2 3 试回答下列问题 1 该燃料电池的化学反应方程式为 2 正极电极反应式为 3 为了使该燃料电池长时间稳定运行 电池的电解质组成应保持稳定 为此 必须在 通入的空气中加入一种物质 加入的物质是 它来自 4 某学生想用该燃料电池和如图所示装置来电解饱和食盐水 5 写出反应的离子方程式 将湿润的淀粉 KI 试纸放在该装置附近 发现试纸变蓝 待一段时间后又发现蓝色褪 去 这是因为过量的 Cl2将生成的 I2氧化 若反应的 Cl2和 I2的物质的量之比为 5 1 且生成两种酸 该反应的化学方程式为 若电解后得到 200 mL 3 25 mol