高考化學(xué) 微測(cè)試系列 專題24 可充電電池 燃料電池（含解析）1

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專題24 可充電電池 燃料電池 （滿分60分 時(shí)間25分鐘） 姓名： 班級(jí)： 得分： 1．下列關(guān)于電池的說(shuō)法正確的是 A．原電池負(fù)極金屬一定比正極金屬的金屬性活潑 B．原電池中電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向負(fù)極移動(dòng) C．堿性鋅錳干電池的負(fù)極反應(yīng)為：Zn―2e―+4OH―=ZnO22―+2H2O D．鉛蓄電池工作時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA時(shí)，負(fù)極材料質(zhì)量減少207g 【答案】D 考點(diǎn)：考查原電池的工作原理。 2．微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A．正極反應(yīng)中有CO2生成 B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 【答案】A 【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)電源新型電池 【名師點(diǎn)晴】本題考查化學(xué)電源新型電池，為高頻考點(diǎn)，正確判斷電解質(zhì)溶液酸堿性是解本題關(guān)鍵，所有原電池中都是負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫。 3．2015年中美專家研制出可在一分鐘內(nèi)完成充電的超常性能鋁離子電池，分別以金屬鋁和石墨為電極，用AlCl4－、A12C17－和有機(jī)陽(yáng)離子組成電解質(zhì)溶液，其放電工作原理如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 A．放電時(shí)，鋁為負(fù)極、石墨為正極 B．充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)為： Cn+ AlCl4－－e－= Cn AlCl4 C．放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為： Al－3e－+7 AlCl4－===4A12C17－ D．放電時(shí)，有機(jī)陽(yáng)離子向鋁電極方向移動(dòng) 【答案】D 【解析】 試題分析：A．放電時(shí)，鋁是活潑的金屬鋁是負(fù)極，被氧化生成Al2Cl7-，不活潑石墨為正極，故A正確；B．陽(yáng)極性氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cn+AlCl4--e-═CnAlCl4]，故B正確；C．放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋁離子，鋁離子與AlCl4-結(jié)合生成Al2Cl7-，所以電極反應(yīng)式為：Al-3e-+7AlCl4-═4Al2Cl7-，故C正確；D．原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以有機(jī)陽(yáng)離子向石墨電極方向移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；故選D。 【考點(diǎn)定位】考查原電池和電解池的工作原理 【名師點(diǎn)晴】本題考查學(xué)生二次電池的工作原理以及原電池和電解池的工作原理知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重學(xué)生的分析能力的考查，屬于綜合知識(shí)的考查，注意把握電極的判斷方法和電極方程式的書寫。由示意圖可知放電時(shí)鋁為負(fù)極，被氧化生成Al2Cl7-，電極方程式為Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-，正極反應(yīng)為3CnAlCl4]+3e-=3Cn+3AlCl4-，電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解方程式為Cn+AlCl4--e-═CnAlCl4]，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-。 4．科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高。一個(gè)電極通入空氣，另一電極通入汽油蒸汽，其中電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3(Y為釔)的ZrO2(Zr為鋯)晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2—離子。若以丁烷(C4H10)代表汽油，總反應(yīng)為2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。有關(guān)該電池說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A．該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2C4H10+26O2——52e—= 8CO2+10H2O B．O2—向負(fù)極移動(dòng) C．該電池正極的電極反應(yīng)式為：O2+ 4e—+ 2H2O＝ 4OH— D．丁烷在放電時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng) 【答案】C 【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)電源新型電池 【名師點(diǎn)晴】本題考查化學(xué)電源新型電池，側(cè)重于電極反應(yīng)方程式的考查，注意從正負(fù)極發(fā)生的變化結(jié)合電解質(zhì)的特點(diǎn)書寫電極反應(yīng)式。該燃料電池中，負(fù)極上丁烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2-4e-=2O2-，所以電池反應(yīng)式為2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。. 5. 新型NaBH4/H2O2燃料電他（DBFC）的結(jié)構(gòu)如下圖．該電池總反應(yīng)方程式：NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O，有關(guān)的說(shuō)法正確是（ ） A．電池正極區(qū)的電極反應(yīng)為：BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O B．電極B為負(fù)極，納米MnO2層的作用是提離原電池的工作效率 C．放電過(guò)程中，Na+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移 D．在電池反應(yīng)中，每消耗1L 6mol/L H2O2溶液，理論上流過(guò)電路中的電子為12NA 【答案】D 考點(diǎn)：考查原電池反應(yīng)原理的知識(shí)。 6．一種新型的乙醇電池，它用磺酸類質(zhì)子溶劑．電池總反應(yīng)為：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O, 電池示意如圖，下列說(shuō)法正確的是( ) A．A處通氧氣，B處通乙醇 B．電池工作時(shí)電子由a極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到b極 C．電池正極的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH- D．若用這種電池作電源保護(hù)金屬鐵，則a電極連接石墨，b連接鐵 【答案】B 【解析】 【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)電源新型電池 【名師點(diǎn)晴】本題考查了原電池原理，根據(jù)質(zhì)子移動(dòng)方向確定正負(fù)極，再結(jié)合正負(fù)極上得失電子書寫電極反應(yīng)式，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，也為易錯(cuò)點(diǎn)。由質(zhì)子的定向移動(dòng)可知a為負(fù)極，b為正極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，乙醇被氧化生成CO2和，電極反應(yīng)式為C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，正極氧氣得到電子被還原，電極反應(yīng)式為4H++O2+4e-=2H2O。 7．根據(jù)下列原電池的裝置圖，回答問(wèn)題： （1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且做負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____________________；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將________（填“升高”“降低”或“基本不變”）。 （2）若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如上圖所示的原電池裝置，則負(fù)極A極材料為 ，正極B極材料為 ，溶液C為 。 （3）用CH4和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下： ①則d電極是________（填“正極”或“負(fù)極”），c電極的反應(yīng)方程式為：_____ 。 ②若線路中轉(zhuǎn)移2 mol電子，則上述燃料電池，消耗的O2在標(biāo)況下的體積為______ L。 【答案】（1） 2H＋＋2e－===H2↑ 升高 （2）Cu石墨（或比銅活潑性弱的金屬） 含F(xiàn)e3+的溶液 （3）①正 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ ②11．2 【解析】 考點(diǎn)：考查原電池的工作原理，燃料電池。 8．鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li+通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉?wèn)題： （1）外電路的電流方向是由_______極流向_______極。（填字母） （2）電池正極反應(yīng)式為________________________________________。 （3）是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？_______（填“是”或“否”）； 原因是____________________________________________________________。 【答案】⑴ b a ⑵ MnO2+e—+Li+＝LiMnO2 ⑶ 否；電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng) （電極反應(yīng)式和原因各2分，其它每空1分，共7分） 【解析】 試題分析：（1）該電池中Li失去電子生成Li+，所以Li作電池的負(fù)極，則a是負(fù)極，b是正極，所以外電路中的電流方向由正極流向負(fù)極，所以從b流向a； （2）正極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)Li＋通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。則MnO2得電子與鋰離子生成LiMnO2，因此電解反應(yīng)式為MnO2＋e－＋Li＋＝LiMnO2； 考點(diǎn)：考查原電池反應(yīng)原理的應(yīng)用