2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題44 非水電池講解

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1、2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題44 非水電池講解 一、高考題再現(xiàn) 1．（2015江蘇）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（ ） A．反應(yīng)CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol 電子 B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為：H2＋2OH－－2e－=2H2O C．電池工作時(shí)，CO32－向電極B移動(dòng) D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－ 【答案】D 二、考點(diǎn)突破 1、固態(tài)金屬氧化物燃料電池 典例1（2018廣東省揭陽市高三高考第一次模擬考試）在固態(tài)金屬氧化物燃料電池中，以H2—CO混合氣

2、體為燃料，基本原理如右圖所示。下列說法不正確的是 A． Y極是原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng) B． 負(fù)極的電極反應(yīng)式是：H2－2eˉ＋O2ˉ＝H2O CO－2eˉ＋O2ˉ＝ CO2 C． 總反應(yīng)可表示為：H2＋CO＋O2 ＝ H2O＋CO2 D． 同溫同壓下兩極消耗的氣體的體積之比是1︰1 【答案】D 典例2（2018屆河南省濮陽市高三第二次模擬考試）氫氧熔融碳酸鹽燃料電池是一種高溫電池(600~700℃)，具有效率高、噪音低、無污染、燃料多樣、余熱利用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。氫氧熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)該電池的說法正確的是 A． 電池工作時(shí)，熔融碳酸鹽只起到

3、導(dǎo)電的作用 B． 負(fù)極反應(yīng)式為H2 -2e- +CO32-==CO2+H2O C． 該電池可利用工廠中排出的CO2，減少溫室氣體的排放 D． 電池工作時(shí)，外電路中流過0.2 mol電子，消耗3.2 g O2 【答案】B 【解析】根據(jù)圖示，在氫氧熔融碳酸鹽燃料電池中，通入氫氣的電極為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2 -2e- +CO32-==CO2+H2O，通入氧氣的電極為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-= 2CO32-，總反應(yīng)為：2 H2＋O2= 2H2O。A. 根據(jù)上述分析，電池工作時(shí)，熔融碳酸鹽參與了電極反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B. 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極

4、反應(yīng)式為H2 -2e- +CO32-==CO2+H2O，故B正確；C. 根據(jù)總反應(yīng)，該電池工作時(shí)沒有消耗二氧化碳，不能減少溫室氣體的排放，C錯(cuò)誤；D. 電池工作時(shí)，外電路中流過0.2 mol電子，消耗0.5mol氧氣，質(zhì)量為16 g O2，D錯(cuò)誤。 3、質(zhì)子膜燃料電池 典例3（2018屆甘肅省蘭州市高三第一次診斷性考試）科學(xué)家設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜H2S燃料電池，實(shí)現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2S燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。下列說法不正確的是 A． 電極a為電池的負(fù)極 B． 電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2 +4H+ + 4e﹣=== 2H2O C． 電路中每流過

5、4 mol電子，在正極消耗44.8 LH2S D． 每17 g H2S參與反應(yīng)，有1 mol H+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū) 【答案】C 4、固體氧化物燃料電池 典例4如圖所示是一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料，氧氣為氧化劑，某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該固體氧化物電解質(zhì)的工作溫度高達(dá)700 -900℃時(shí)，O2-可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動(dòng)，反應(yīng)生成物均為無毒無害的物質(zhì)。下列說法正確的是 A． 電極甲發(fā)生還原反應(yīng) B． 電池內(nèi)的O2-由電極乙移向電極甲 C． 電池總反應(yīng)為N2H4 +2O2= 2NO +2H2O D． 當(dāng)甲電極上有l(wèi)mol N2H4消耗時(shí)，乙電極上有

6、22.4L O2參與反應(yīng) 【答案】B 5、新材料電池 典例5（2018屆廣東省佛山市普通高中教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)二）新型液態(tài)金屬Li-Sb電池具有優(yōu)良的動(dòng)力傳輸特性，工作原理如圖所示，該電池的兩極及電解液被分成3層(熔融Li和Sb可互溶)。下列說法正確的是 A． 電池放電時(shí)Li為正極 B． 將Li換成Na會(huì)提高該電池的比能量 C． 該電池充電時(shí)陽極金屬的總質(zhì)量不變 D． 在Sb電極中常摻入Pb，目的是降低該電池工作溫度 【答案】D 【解析】電池放電時(shí)Li為負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，將Li換成Na會(huì)降低該電池的比能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電池放電時(shí)，上層的鋰金屬失去電子，成為鋰離子，移到中層的鹽層，而鹽層中的鋰離子，則會(huì)吸收電子，漸漸跑到鉛銻混合物所在的最下層，若開始充電，最底層的鋰金屬會(huì)往上熔回鹽層的過程中，熔融Li和Sb可互溶，故該電池充電時(shí)陽極金屬的總質(zhì)量發(fā)生改變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將正極金屬Sb和低熔點(diǎn)金屬進(jìn)行合金化來降低熔點(diǎn)，從而降低電池的工作溫度，D項(xiàng)正確。