高考化學 微測試系列 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 時間25分鐘） 姓名： 班級： 得分： 1．下列關于電池的說法正確的是 A．原電池負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)溶液中的陽離子向負極移動 C．堿性鋅錳干電池的負極反應為：Zn―2e―+4OH―=ZnO22―+2H2O D．鉛蓄電池工作時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA時，負極材料質(zhì)量減少207g 【答案】D 考點：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能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是 A．正極反應中有CO2生成 B．微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移 C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū) D．電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 【答案】A 【考點定位】考查化學電源新型電池 【名師點晴】本題考查化學電源新型電池，為高頻考點，正確判斷電解質(zhì)溶液酸堿性是解本題關鍵，所有原電池中都是負極上失電子發(fā)生氧化反應、正極上得電子發(fā)生還原反應，難點是電極反應式的書寫。 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－和有機陽離子組成電解質(zhì)溶液，其放電工作原理如下圖所示。下列說法不正確的是 A．放電時，鋁為負極、石墨為正極 B．充電時的陽極反應為： Cn+ AlCl4－－e－= Cn AlCl4 C．放電時的負極反應為： Al－3e－+7 AlCl4－===4A12C17－ D．放電時，有機陽離子向鋁電極方向移動 【答案】D 【解析】 試題分析：A．放電時，鋁是活潑的金屬鋁是負極，被氧化生成Al2Cl7-，不活潑石墨為正極，故A正確；B．陽極性氧化反應，電極反應式為：Cn+AlCl4--e-═CnAlCl4]，故B正確；C．放電時負極發(fā)生氧化反應生成鋁離子，鋁離子與AlCl4-結(jié)合生成Al2Cl7-，所以電極反應式為：Al-3e-+7AlCl4-═4Al2Cl7-，故C正確；D．原電池中陽離子向正極移動，所以有機陽離子向石墨電極方向移動，故D錯誤；故選D。 【考點定位】考查原電池和電解池的工作原理 【名師點晴】本題考查學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，為高頻考點，側(cè)重學生的分析能力的考查，屬于綜合知識的考查，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鋁為負極，被氧化生成Al2Cl7-，電極方程式為Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-，正極反應為3CnAlCl4]+3e-=3Cn+3AlCl4-，電解時陽極發(fā)生氧化反應，電解方程式為Cn+AlCl4--e-═CnAlCl4]，陰極發(fā)生還原反應，電極方程式為4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-。 4．科學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O2—離子。若以丁烷(C4H10)代表汽油，總反應為2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。有關該電池說法錯誤的是 A．該電池負極的電極反應式為：2C4H10+26O2——52e—= 8CO2+10H2O B．O2—向負極移動 C．該電池正極的電極反應式為：O2+ 4e—+ 2H2O＝ 4OH— D．丁烷在放電時發(fā)生氧化反應 【答案】C 【考點定位】考查化學電源新型電池 【名師點晴】本題考查化學電源新型電池，側(cè)重于電極反應方程式的考查，注意從正負極發(fā)生的變化結(jié)合電解質(zhì)的特點書寫電極反應式。該燃料電池中，負極上丁烷失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正極上得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為O2-4e-=2O2-，所以電池反應式為2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。. 5. 新型NaBH4/H2O2燃料電他（DBFC）的結(jié)構如下圖．該電池總反應方程式：NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O，有關的說法正確是（ ） A．電池正極區(qū)的電極反應為：BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O B．電極B為負極，納米MnO2層的作用是提離原電池的工作效率 C．放電過程中，Na+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移 D．在電池反應中，每消耗1L 6mol/L H2O2溶液，理論上流過電路中的電子為12NA 【答案】D 考點：考查原電池反應原理的知識。 6．一種新型的乙醇電池，它用磺酸類質(zhì)子溶劑．電池總反應為：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O, 電池示意如圖，下列說法正確的是( ) A．A處通氧氣，B處通乙醇 B．電池工作時電子由a極沿導線經(jīng)燈泡再到b極 C．電池正極的電極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH- D．若用這種電池作電源保護金屬鐵，則a電極連接石墨，b連接鐵 【答案】B 【解析】 【考點定位】考查化學電源新型電池 【名師點晴】本題考查了原電池原理，根據(jù)質(zhì)子移動方向確定正負極，再結(jié)合正負極上得失電子書寫電極反應式，難點是電極反應式的書寫，也為易錯點。由質(zhì)子的定向移動可知a為負極，b為正極，負極發(fā)生氧化反應，乙醇被氧化生成CO2和，電極反應式為C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，正極氧氣得到電子被還原，電極反應式為4H++O2+4e-=2H2O。 7．根據(jù)下列原電池的裝置圖，回答問題： （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且做負極，則A電極上發(fā)生的電極反應式為____________________；反應進行一段時間后溶液C的pH將________（填“升高”“降低”或“基本不變”）。 （2）若需將反應：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設計成如上圖所示的原電池裝置，則負極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)構示意圖如下： ①則d電極是________（填“正極”或“負極”），c電極的反應方程式為：_____ 。 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：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。該電池反應原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機溶劑中，Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}： （1）外電路的電流方向是由_______極流向_______極。（填字母） （2）電池正極反應式為________________________________________。 （3）是否可用水代替電池中的混合有機溶劑？_______（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 （電極反應式和原因各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作電池的負極，則a是負極，b是正極，所以外電路中的電流方向由正極流向負極，所以從b流向a； （2）正極發(fā)生還原反應，根據(jù)Li＋通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。則MnO2得電子與鋰離子生成LiMnO2，因此電解反應式為MnO2＋e－＋Li＋＝LiMnO2； 考點：考查原電池反應原理的應用