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题组三 燃料电池
7.如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是( )
A.a电极是负极
B.b电极的电极反应为4OH－4e===2H2O＋O2↑ C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置 答案 B
解析 从图中可看出a电极处通入的是H2，b电极处通入的是O2，该电池的总反应是2H2＋O2===2H2O，故a电极处H2失e被氧化，a为负极；相对应的b极为正极，b极的电极反应是2H2O＋O2＋4e===4OH，故选项中只有B项不正确。 考点 燃料电池
题点 氢氧燃料电池(中性电解质)
8.将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CO和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是( ) ①通入CO的电极为正极；
②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e===4OH； ③通入CO的电极反应式是2CO＋O2－4e===2CO2； ④负极的电极反应式是CO＋4OH－2e===CO3＋2H2O； ⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动； ⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动 A.①③⑤ B.②④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③ 答案 B
解析 据题意知，发生的反应为2CO＋O2===2CO2，反应产生的CO2处于KOH溶液中，又会转化为CO3，④正确，③错误。O2得e被还原，在正极反应，①错误，②正确。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，⑤错误，⑥正确。 考点 燃料电池
题点 无机物燃料电池(碱性电解质)
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9.下图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是( )
＋
A.左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇 B.正极反应式为O2＋2H2O＋4e===4OH C.负极反应式为CH3OH＋H2O－6e===CO2＋6H D.该电池提供1 mol e，消耗氧气0.25 mol 答案 B
解析 负极反应式为2CH3OH－12e＋2H2O===2CO2＋12H，正极反应式为3O2＋12e＋12H===6H2O；3
根据电子流向，可以判断a处通甲醇，b处通O2；当电池提供 1 mol 电子时，消耗O2为1× 12mol＝0.25 mol。 考点 燃料电池
题点 有机物燃料电池(隔膜、酸性电解质)
10.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )
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＋
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催化剂
A.反应CH4＋H2O=====△3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子 B.电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－2e===2H2O C.电池工作时，CO2－3向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e===2CO2－3 答案 D
解析 A项，由化合价变化可知，每消耗1 mol CH4转移6 mol电子；B项，电极A为负极，电极反应式为H2＋CO＋2CO2－3－4e===H2O＋3CO2；C项，电池工作时，CO3向电极A移动；D项，电极B是正极，电极反应为O2＋2CO2＋4e===2CO3。 考点 燃料电池
题点 有机物燃料电池(熔融电解质)
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题组四 新型电池
11.研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”电池的海水中放电时的有关说法正确的是( ) A.正极反应式：Ag＋Cl－e===AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C.Na不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl是还原产物 答案 B
解析 根据总反应中化合价的升降和正极、负极的反应原理，正极反应为5MnO2＋2e
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＋
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===Mn5O10，负极反应为2Ag＋2Cl－2e===2AgCl，A项错误，B项正确；C项，阳离子向正极移动，错误；D项，AgCl是氧化产物，错误。 考点 化学电池的综合 题点 新型电池原理分析
12.以氨气代替氢气来研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，氨燃料电池使用的电解质溶液是KOH溶液，电池反应为4NH3＋3O2
2N2＋6H2O。下列有关说法错误的是( )
A.氨燃料电池在充电时，在阴极N2得电子被氧化
B.氨燃料电池在放电时，负极反应为2NH3－6e＋6OH===N2＋6H2O C.以氨气代替氢气的主要原因是氨气易液化、易储存 D.燃料电池的能量转化率一般比普通的电池高 答案 A
解析 充电时N2在阴极得电子被还原，A错误；氨燃料电池在放电时，负极反应为4NH3－12e
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＋12OH===2N2＋12H2O，正极反应为3O2＋12e＋6H2O===12OH，B正确；燃料电池的能量转
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化率超过80%，比普通的电池高，D正确。 考点 化学电池的综合 题点 新型电池原理分析
13.最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
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A.氧化银电极上的反应为Ag2O＋2e===2Ag＋O
B.石墨电极上的反应为C6H12O6＋6H2O＋24e===6CO2↑＋24H C.每转移4 mol电子，氧化银电极产生22.4 L CO2气体(标准状况) D.每30 g C6H12O6参与反应，有4 mol H经质子交换膜进入正极区 答案 D
解析 C6H12O6在微生物作用下转化为CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨电极为负极，氧化银电极为正极，Ag2O发生得电子的还原反应，电极反应式为Ag2O＋2H＋2e===2Ag＋H2O，故A错误；石墨电极为负极，C6H12O6在负极发生失电子的氧化反应：C6H12O6＋6H2O－24e===6CO2↑＋24H，故B错误；根据负极的电极反应式可知，每转移4 mol电子，石墨电极产生22.4 L CO2(标准状况)，故C错误；30 g C6H12O6的物质的量为
＋
＋
－
＋
－
＋
－
＋
－
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30 g1
＝ mol，根据负极的电－1180 g·mol6
极反应式可知，有4 mol H经质子交换膜进入正极区，故D正确。 考点 化学电池的综合 题点 新型电池原理分析
[综合强化]
14.“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。 (1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将________能转化为________能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为
Cd＋2NiOOH＋2H2O
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
充电时，阳极的电极反应式为__________________________________________________； 当飞船运行到阴影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn＋Ag2O＋H2O
2Ag＋Zn(OH)2，其负
极的电极反应式为_______________________________________________________。 答案 (1)太阳 电 Ni(OH)2－e＋OH===NiOOH＋H2O 减小 (2)Zn－2e＋2OH===Zn(OH)2
解析 阳极是失电子发生氧化反应的一极，Ni(OH)2为阳极；放电时负极反应为Cd－2e＋2OH
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===Cd(OH)2，溶液的碱性减小。
考点 一次电池和二次电池 题点 二次电池
15.燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。 (1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
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①A为生物燃料电池的________(填“正”或“负”)极。
②正极反应式为______________________________________________________________。 ③放电过程中，H由________极区向________极区迁移(填“正”或“负”)。
④在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是________。 (2)一氧化碳无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中一氧化碳的含量越高。请回答：
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＋
①a极电极反应式为___________________________________________________________； ②工作时，O由电极________向电极________移动(填“a”或“b”)； ③电子由电极________通过传感器流向电极________(填“a”或“b”)。 答案 (1)①正 ②O2＋4H＋4e===2H2O ③负 正 ④22.4 L
(2)①CO＋O－2e===CO2 ②b a ③a b
解析 (1)由图可知A为燃料电池的正极，电极反应为O2＋4H＋4e===2H2O；B为燃料电池的负极，电极反应为C6H12O6＋6H2O－24e===6CO2↑＋24H。放电过程中，H由负极区向正极区移动。葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，即1 mol O2～1 mol CO2，每消耗1 mol O2，理论上生成标准状况下CO2气体22.4 L。
(2)由元素价态变化可知，a电极为负极，电极反应式为CO＋O－2e===CO2，b电极为正极，电极反应式为O2＋4e===2O，总反应为2CO＋O2===2CO2。工作时电子由电极a通过传感器流向电极b，O由电极b向电极a移动。 考点 燃料电池 题点 燃料电池的综合
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