2019高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題43 燃料電池練習(xí).doc
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2019高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題43 燃料電池練習(xí).doc
專題43 燃料電池1(2017-2018學(xué)年浙江省溫州六校協(xié)作體第一學(xué)期期末聯(lián)考)甲醇燃料電池由于結(jié)構(gòu)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(guān)注,其工作示意圖如下,其總反應(yīng)為 2CH3OH3O2=2CO24H2O。下列說法不正確的是( )A 電極 A 是負(fù)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(yīng)式為: O2+4e+2H2O4OH【答案】D2(2018屆湖南省衡陽市高三下學(xué)期第三次聯(lián)考)微生物燃料電池(MPC)處理技術(shù)是通過微生物的作用去除污染物,該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于去除土壤中有機(jī)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(jī)污染物在電池負(fù)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(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-【答案】D3(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(guān)說法不正確的是A 該燃料電池中鎂為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)B 電池的總反應(yīng)式為MgClOH2O=Mg(OH)2ClC 放電過程中OH移向負(fù)極D 酸性電解質(zhì)的鎂-過氧化氫燃料電池正極反應(yīng)為:H2O22H2e=2H2O【答案】A【解析】該原電池中,鎂作負(fù)極,負(fù)極上鎂失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上次氯酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電池反應(yīng)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(fù)極移動。A負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),A錯誤;B負(fù)極上鎂失電子,正極上次氯酸根離子得電子,所以電池反應(yīng)為Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-,B正確;C原電池中,陰離子向負(fù)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(yīng)是生成水,電極反應(yīng)為:H2O22H2e=2H2O,D正確。4(2018屆福建省莆田市高三下學(xué)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(yīng)為4VB211O2=4B2O32V2O5。下列說法正確的是A 電極a為電池負(fù)極B 反應(yīng)過程中溶液的pH升高C 電池連續(xù)反應(yīng)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(yīng)式為:2VB2+ 22OH-22e=V2O5+ 2B2O3+ 11H2O【答案】D5(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(yīng)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(kuò)散層可起到傳導(dǎo)電子的作用B 負(fù)極上直接通入無水甲醇可提高電池的比能量C 當(dāng)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(fù)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(fù)極、b為正極,負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH(l)+H2O(l)-6e=CO2(g)+6H、正極反應(yīng)式為O2+4e+4H=2H2O,陽離子向正極移動。A、多孔擴(kuò)散層可起到傳導(dǎo)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(fù)極上直接通入無水甲醇,比能量不變,B錯誤;C.負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH(l)+H2O(l)-6e=CO2(g)+6H,當(dāng)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(jìn)入正極區(qū),D正確。6(2018屆青海省西寧市高三下學(xué)期復(fù)習(xí)檢測二)鎂-空氣電池的工作原理如圖所示,電池反應(yīng)方程式為:2Mg+O2+2H2O=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(fù)極C 負(fù)極的電極反應(yīng)為Mg-2e-=Mg2+D 采用多孔Pt電極有利于氧氣擴(kuò)散,提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸而積【答案】C7(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(yīng)方程式為2CH2=CH2+O22CH3CHO?,F(xiàn)有人將該反應(yīng)設(shè)計成如圖所示的燃料電池,下列有關(guān)說法正確的A a為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)B 電子移動方向:電極a磷酸溶液電極bC 放電時,電路中每轉(zhuǎn)移0.4mol電子,溶液中就有0.4molH+向負(fù)極遷移D 該電池負(fù)極反應(yīng)式為CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+【答案】D8(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(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)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(yīng)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(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),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是正極,得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)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(jìn)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(yīng)為4VB2+ 11O2=4B2O3+2V2O5。下列說法正確的是A VB2極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng) 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(dǎo)線、負(fù)載流向電極a D 電極a上發(fā)生反應(yīng)為O2+2H2O-4e-=4OH-【答案】C10(2018屆四川省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(guān)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(yùn)輸B Y室的電極反應(yīng)式:O2+4H+4e-=2H2OC X室為負(fù)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(yùn)輸,A正確;Y室為原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式O2+4e-+2H2O=4OH-,B錯誤;通過裝置圖看出,X室為負(fù)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(yīng)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。