新編高考化學備考 專題28 可充電電池 燃料電池 含解析

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1、新編高考化學備考資料 （滿分42分 時間20分鐘） 姓名： 班級： 得分： 1．下列電池工作時，O2在正極放電的是 【答案】A 考點：本題考查化學電源。 2．高鐵電池是電動汽車首選的電池之一，該電池的工作原理為： 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH， 下列關(guān)于該電池放電時的說法中正確的是( ) A．高鐵電池產(chǎn)生的電流從負極經(jīng)外電路到達正極 B．正極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e - =Zn(OH)2 C．負極pH減小，

2、正極pH增大，電解液pH增大 D．每氧化1mol高鐵酸鉀轉(zhuǎn)移3mol電子 【答案】C 【解析】 試題分析：A．放電時，Zn作負極，高鐵電池產(chǎn)生的電流從正極經(jīng)外電路到達負極，故A錯誤；B．正極上電極反應(yīng)式為FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，故B錯誤；C．負極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2，正極反應(yīng)式為FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，所以負極pH減小、正極pH增大，根據(jù)電池反應(yīng)式知，電解液pH增大，故C正確；D．高鐵酸鉀中Fe元素化合價由+6價變?yōu)?3價，所以高鐵酸鉀在反應(yīng)中被還原，故D錯誤；故選C。 【考點定位】考查原電

3、池和電解池的工作原理 【名師點晴】本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)電池反應(yīng)式知，Zn元素化合價由0價變?yōu)?2價，所以Zn作負極，放電時，負極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2，正極反應(yīng)式為FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，充電時陽極、陰極電極反應(yīng)式與正負極電極反應(yīng)式正好相反，放電時，電流方向與電子流動方向相反。根據(jù)元素化合價與電池電極的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，書寫電極反應(yīng)式是學習難點，也是考試熱點，要熟練掌握書寫方法。 3．用氟硼酸（HBF4，屬于強酸）代替硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時的性能更優(yōu)良，反應(yīng)方程式為：Pb＋PbO2＋4H

4、BF42Pb（BF4）2＋2H2O；Pb（BF4）2為可溶于水的強電解質(zhì)，下列說法正確的是 A．放電時的負極反應(yīng)為：PbO2＋4H＋＋2e－＝Pb2＋+2H2O B．充電時，當陽極質(zhì)量增加23.9g時，溶液中有0.2 mol電子通過 C．放電時，正極區(qū)pH增大 D．充電時，Pb電極與電源的正極相連 【答案】C 考點：考查原電池與電解池的綜合知識。 4．某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液。下列說法正確的是 A．Zn為電池的負極 B．正極反應(yīng)式為2FeO42? + 10H+ + 6e? = Fe2O3 + 5H2O C．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液

5、濃度不變 D．電池工作時K+ 向負極遷移 【答案】A 【考點定位】考查原電池原理及化學電源 【名師點睛】原電池原理是建立在氧化還原和電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)上，借助氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化，是高考命題重點，題目主要以選擇題為主，主要圍繞原電池的工作原理、電池電極反應(yīng)的書寫與判斷、新型電池的開發(fā)與應(yīng)用等進行命題。，掌握原電池的工作原理是解答的關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫。 5. 金屬(M)—空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點，有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)

6、量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是 A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面 B．比較Mg、Al、Zn三種金屬—空氣電池，Al—空氣電池的理論比能量最高 C．M—空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne－=4M(OH)n D．在M—空氣電池中，為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜 【答案】C 【解析】 試題分析：A．反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面，從而提高反應(yīng)速率，故A正確；B

7、．電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能，則單位質(zhì)量的電極材料失去電子的物質(zhì)的量越多則得到的電能越多，假設(shè)質(zhì)量都是1g時，這三種金屬轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量分別為×2=mol、×3=mol、×2=mol，所以Al-空氣電池的理論比能量最高，故B正確；C．正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成OH-，因為是陰離子交換膜，所以陽離子不能進入正極區(qū)域，則正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，故C錯誤；D．負極上Mg失電子生成Mg2+，為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2，則陰極區(qū)溶液不能含有大量OH-，所以宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜，故D正確；故選C。 【考點定位】考查原電池和電解池

8、的工作原理 【名師點晴】本題考查原電池原理，為高頻考點，側(cè)重考查學生分析判斷、獲取信息解答問題及計算能力，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)、離子交換膜作用、反應(yīng)速率影響因素、氧化還原反應(yīng)計算是解本題關(guān)鍵，易錯選項是C。 6．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O2-。下列對該燃料電池說法正確的是 A．在熔融電解質(zhì)中，O2-由負極移向正極 B．電池的總反應(yīng)是：2C4H10＋13O2 ? 8CO2＋10H2O C．通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：O2＋4e-＋2H2O＝4OH- D．通入丁烷的一極是正極

9、，電極反應(yīng)為：2C4H10＋26e-＋13O2-＝4CO2＋5H2O 【答案】B 考點：本題考查燃料電池。 7. 燃料電池是利用燃料（如H2、CO、CH4等）跟氧氣反應(yīng)從而將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。下列關(guān)于甲烷燃料電池（NaOH溶液作電解質(zhì)溶液）的說法中正確的是 A．負極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－= 4OH－ B．放電時正極發(fā)生氧化反應(yīng)，外電路中電子從正極流向負極 C．負極反應(yīng)為CH4＋10OH－－8e－= CO32－＋7H2O D．隨著放電的進行，溶液的pH增大 【答案】C 考點：本題考查燃料電池。 8．固體氧化物燃料電池是由美國西屋 (Westinghouse

10、)公司研制開發(fā)的，它以固體氧化鋯一氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過，該電池的工作原理如圖所示，其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)，下列判斷正確的是 A．有O2放電的a極為電池的負極 B．O2-移向電池的正極 C．b極對應(yīng)的電極反應(yīng)為2H2- 4e-+2O2-=2H2O D．a(chǎn)極對應(yīng)的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH- 【答案】C 【解析】 試題分析：A、在燃料電池中，有O2放電的a極為原電池的正極，A錯誤；B、原電池中陰離子移向負極，B錯誤；C、b極氫氣放電，是負極，對應(yīng)的電極反應(yīng)為2H2-4e-+2O2-＝2H2O，C正確；D、a

11、極是氧氣放電，對應(yīng)的電極反應(yīng)為：O2+4e-＝2O2-，D錯誤，答案選C。 考點：考查原電池的工作原理的相關(guān)知識 9．鉛蓄電池是常見的二次電池，目前汽車上使用的電瓶大多數(shù)是鉛蓄電池。已知鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液為硫酸溶液，其充、放電按下式進行：Pb（s）+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O（1），下列有關(guān)該電池的說法正確的是 A．放電時，溶液中H＋向PbO2電極遷移 B．放電時，電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時Pb電極質(zhì)量減小20.7g C．充電時，電解質(zhì)溶液的pH增大 D．充電時，陰極的電極反應(yīng)式為：PbSO4+2H2O-2e-＝PbO2+4H++SO42-

12、 【答案】A 【解析】 試題分析：A．放電時相當于原電池，溶液中H＋向正極PbO2電極遷移，A正確；B．放電時，電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時Pb電極質(zhì)量增加，B錯誤；C．充電時有硫酸產(chǎn)生，電解質(zhì)溶液的pH減小，C錯誤；D．充電時，陰極得到電子，其電極反應(yīng)式為：PbSO4+2e-＝Pb+SO42-，D錯誤，答案選A。 考點：考查鉛蓄電池的有關(guān)判斷 10．微型鈕扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用．有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH，電極反應(yīng)為：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 根據(jù)上述反應(yīng)式，判斷下列敘述中正確的是

13、（ ） A．在使用過程中，電池負極區(qū)溶液的pH增大 B．使用過程中，電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極 C．Zn是正極，Ag2O是負極 D．Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag2O電極發(fā)生氧化反應(yīng) 【答案】C 【考點定位】考查原電池的工作原理 【名師點晴】本題考查原電池的工作原理，銀鋅電池的電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH，電極反應(yīng)為：Zn+2OH--2e=ZnO+H2O；Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-，則Zn為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag2O為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電子由負極流向正極。明確電極反應(yīng)、正負極的判斷、電子的流向即可解答。 11．鐵鎳蓄電池又稱愛迪生

14、電池，放電時的總反應(yīng)為:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有關(guān)該電池的說法不正確的是( ) A．電池的電解質(zhì)溶液為堿性溶液，陽離子向正極移動 B．電池放電時，負極反應(yīng)為Fe+2OH－-2e－=Fe(OH)2 C．電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低 D．電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH－-2e－=Ni2O3+3H2O 【答案】C 考點：考查原電池、電解池的工作原理。 12．科學家嘗試用微生物電池除去廢水中的有害的有機物，其原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是（ ） A.A極電極反應(yīng)式為： B．B極電極反應(yīng)式為：

15、 C．溶液中的陰離子由A極向B極移動 D．該微生物電池在高溫條件下無法正常工作 【答案】C 【解析】 試題分析：A、質(zhì)子有B極移向A極，根據(jù)原電池的工作原理，陽離子從負極移向正極，即B極為負極，A極為正極，根據(jù)工作原理生成Cl－和苯酚，電極反應(yīng)式為：，故說法正確；B、根據(jù)工作原理，B極反應(yīng)式為CH3COO－＋4H2O－8e－=2HCO3－＋9H＋，故說法正確；C、根據(jù)選項A的分析，得出陰離子由負極向正極移動，故說法錯誤；D、D、高溫下，使蛋白質(zhì)變性，殺菌，故說法正確。 考點：考查原電池的工作原理、電極反應(yīng)式的書寫等知識。 13．以N2和H2為反應(yīng)物、溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制

16、成能固氮的新型燃料電池，原理如右圖所示。下列說法不正確的是（ ） A．b電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．a(chǎn)電極發(fā)生的反應(yīng)為N2+8H++6e﹣＝2NH4+ C．A溶液中所含溶質(zhì)為NH4Cl D．當反應(yīng)消耗1molN2時，則消耗的H2為67.2L 【答案】D 考點：考查原電池基礎(chǔ)知識等知識。 14．一種鋰釩氧化物熱電池裝置如圖所示。其電池總反應(yīng)為xLi+LiVO8=Li1+xV3O8，工作時需先引發(fā)鐵和氯酸鉀反應(yīng)使共晶鹽融化。下列說法正確的是（ ） A．Li—Si合金為該熱電池的正極 B．電池放電時Cl-移向LiV308電極 C．LiCl-KCl共晶鹽可用LiCl和KCl的混合水溶液代替 D．放電時，正極反應(yīng)式為LiV3O8+xLi++xe-=Li1+xV3O8 【答案】D 【考點定位】本題主要是考查原電池工作原理的應(yīng)用 【名師點晴】該題題考查化學電源新型電池，為高頻考點，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，知道正負極與陰陽極電極反應(yīng)式之間的關(guān)系，難點是電極反應(yīng)式的書寫，注意電解質(zhì)溶液的酸堿性、是否有交換膜以及是否是熔融體。