2022高考化學 難點剖析 專題43 燃料電池練習

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1、2022高考化學 難點剖析 專題43 燃料電池練習 1.(2017-2018學年浙江省溫州六校協(xié)作體第一學期期末聯(lián)考)甲醇燃料電池由于結構簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關注,其工作示意圖如下,其總反應為 2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。下列說法不正確的是( ) A. 電極 A 是負極,物質(zhì) a 為甲醇 B. 電池工作時,電解液中的 H+通過質(zhì)子交換膜向 B 電極遷移 C. 放電前后電解質(zhì)溶液的 pH 增大 D. b 物質(zhì)在電極上發(fā)生的電極反應式為: O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ 【答案】D 2.(2018屆湖南省衡陽市高

2、三下學期第三次聯(lián)考)微生物燃料電池(?MPC)處理技術是通過微生物的作用去除污染物,該技術可廣泛應用于去除土壤中有機污染物。一種土壤微生物燃料電池的縱截面如圖所示,下列說法不正確的是 A. 電流從活性炭電極經(jīng)工作站流向碳纖維布電極 B. 有機污染物在電池負極上氧化為對環(huán)境無害的物質(zhì) C. 活性炭能有效吸附空氣,提高電池的工作效率 D. 該電池的正極反應式為O2+4e?-↓+2H2O==4OH- 【答案】D 3.(2018年廣東省揭陽市高三第二次模擬考試)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)生還原反應 B. 電池

3、的總反應式為Mg+ClO-+H2O===Mg(OH)2↓+Cl- C. 放電過程中OH-移向負極 D. 酸性電解質(zhì)的鎂--過氧化氫燃料電池正極反應為:H2O2+2H++2e-===2H2O 【答案】A 【解析】該原電池中,鎂作負極,負極上鎂失電子發(fā)生氧化反應,正極上次氯酸根離子得電子發(fā)生還原反應,電池反應式為:Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-,原電池放電時,電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動,陰離子向負極移動。A.負極發(fā)生氧化反應,A錯誤;B.負極上鎂失電子,正極上次氯酸根離子得電子,所以電池反應為Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-,B正確;C.原電池中,陰離子

4、向負極移動,陽離子向正極移動,C正確;D. 酸性電解質(zhì)的鎂--過氧化氫燃料電池中,正極上過氧化氫得到電子,反應是生成水,電極反應為:H2O2+2H++2e-=2H2O,D正確。 4.(2018屆福建省莆田市高三下學期第二次(5月)質(zhì)量測試)硼化釩(VB2)-空氣電池是目前儲電能力最高的電池,電池示意圖如下。該電池工作時的反應為4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5。下列說法正確的是 A. 電極a為電池負極 B. 反應過程中溶液的pH升高 C. 電池連續(xù)反應過程中,選擇性透過膜采用陽離子選擇性膜 D. VB2極的電極反應式為:2VB2?+ 22OH?-22e?=V2O5+ 2B

5、2O3+ 11H2O 【答案】D 5.(2018屆河北省石家莊市高中畢業(yè)班模擬考試二)微型直接甲醇燃料電池能量密度高,可應用于各類便攜式電子產(chǎn)品,其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是 A. 多孔擴散層可起到傳導電子的作用 B. 負極上直接通入無水甲醇可提高電池的比能量 C. 當電路中通過3mol e- 時,內(nèi)電路中有3mol H+ 透過質(zhì)子交換膜 D. 電池工作時,H+ 向陰極催化層遷移 【答案】B 【解析】交換膜為質(zhì)子交換膜,所以電解質(zhì)溶液呈酸性,燃料電池中負極上加入燃料、正極上通入氧化劑,所以該燃料電池中,a為負極、b為正極,負極反應式為CH3OH(l)+H2O(l)

6、-6e-=CO2(g)↑+6H+、正極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O,陽離子向正極移動。A、多孔擴散層可起到傳導電子的作用,H+陽離子向正極移動,A正確;B. 單位質(zhì)量的甲醇氧化放出的能量是一定的,負極上直接通入無水甲醇,比能量不變,B錯誤;C.負極反應式為CH3OH(l)+H2O(l)-6e-=CO2(g)↑+6H+,當電路中通過3mol e- 時,內(nèi)電路中有3mol H+ 透過質(zhì)子交換膜,C正確;D. 電池工作時,H+ 向陰極催化層遷移,進入正極區(qū),D正確。 6.(2018屆青海省西寧市高三下學期復習檢測二)鎂-空氣電池的工作原理如圖所示,電池反應方程式為:2Mg+O2+2H2O

7、=2Mg(OH)2。下列說法錯誤的是 A. 通入氧氣的電極為正極 B. 放電時,溶液中的OH-由正極移向負極 C. 負極的電極反應為Mg-2e-=Mg2+ D. 采用多孔Pt電極有利于氧氣擴散,提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸而積 【答案】C 7.(2018屆河南省洛陽市高三第三次統(tǒng)一考試)乙烯直接氧化法制乙醛的總反應方程式為 2CH2=CH2+O22CH3CHO?,F(xiàn)有人將該反應設計成如圖所示的燃料電池,下列有關說法正確的 A. a為負極,發(fā)生還原反應 B. 電子移動方向:電極a→磷酸溶液→電極b C. 放電時,電路中每轉(zhuǎn)移0.4mol電子,溶液中就有0.4molH+向負

8、極遷移 D. 該電池負極反應式為CH2=CH2+H2O-2eˉ=CH3CHO+2H+ 【答案】D 8.(2018屆重慶市高三第三次診斷性考試)《Nature》期刊曾報道一例CH3OH-O2原電池,其工作示意圖如下。下列說法不正確的是 A. 電極A是負極,發(fā)生氧化反應 B. 電解質(zhì)溶液中H+由A極流向B極 C. 電極B?的電極反應為:?O2+2e-+H+=HO2- D. 外電路中通過6mol電子,生成CO2的體積為22.4L 【答案】D 【解析】甲醇失去電子轉(zhuǎn)化為二氧化碳,因此電極A是負極,發(fā)生氧化反應,A正確;電解質(zhì)溶液中H+向正極移動,即由電極A流向B極,B正確;電極B

9、是正極,得電子發(fā)生還原反應,電極反應為:O2+2e-+H+=HO2-,C正確;二氧化碳所處的狀態(tài)不能確定,不能用氣體摩爾體積進行計算其體積,D錯誤。 9.(2018屆陜西省寶雞市高三質(zhì)量檢測三)硼化釩(VB2)—空氣電池是目前儲電能力最高的電池,電池示意圖如右圖,該電池工作時反應為4VB2+ 11O2=4B2O3+2V2O5。下列說法正確的是 A. VB2極為負極,發(fā)生還原反應 B. 圖中選擇性透過膜只能讓陽離子選擇性透過 C. 電子由VB2極經(jīng)導線、負載流向電極a D. 電極a上發(fā)生反應為O2+2H2O-4e-=4OH- 【答案】C 10.(2018屆四川省

10、樂山市高三第三次調(diào)查研究考試)據(jù)報道,用甲酸提供氫氣的燃料電池由瑞士科技工作者開發(fā)成功。燃料電池包括兩個部分:甲(HYFORM)中使用釕(Ru)基催化劑從甲酸中產(chǎn)生氫氣;乙(PEMFC)是以NaOH為電解質(zhì)的氫氧燃料電池。裝置的原理示意圖如圖。下列有關說法錯誤的是( ?。? A. 該燃料電池使用的甲酸比氫氣更易儲存和運輸 B. Y室的電極反應式:O2+4H++4e-=2H2O C. X室為負極室,Y室為正極室 D. 甲中消耗1mol甲酸,乙中轉(zhuǎn)移2mol電子 【答案】B 【解析】甲酸為液態(tài),氫氣為氣態(tài),且易在空氣中燃燒發(fā)生爆炸,因此該燃料電池使用的甲酸比氫氣更易儲存和運輸,A正確;Y室為原電池的正極,發(fā)生還原反應,電極反應式O2+4e-+2H2O=4OH-,B錯誤;通過裝置圖看出,X室為負極室,Y室為正極室,C正確;甲酸分解產(chǎn)生二氧化碳和氫氣,HCOOH=CO2↑+H2↑;反應轉(zhuǎn)移電子2mol電子,因此甲中消耗1mol甲酸,乙中轉(zhuǎn)移2mol電子,D正確。

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