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【创新设计】(浙江专用)2022高考化学一轮复习 特色训练5 新型电池的开发与利用(含解析)

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特色训练5 新型电池的开发与利用1.(2022·浙南名校联考)Harbermann等设计出利用Desulfovibriodesulfurcan菌种生成的硫化物作为介体的微生物燃料电池,电池内部有质子通过,该系统不经任何维护可连续运行5年。该电池的负极反应式为S2-+4H2O-8e-===SO+8H+。有关该电池的下列说法中正确的是(  )。A.若有1.12L氧气参与反应,则有0.2mol电子发生转移B.质子由正极移向负极C.该电池的总反应为S2-+2O2===SOD.正极的电极反应式为2O2+8e-+4H2O===8OH-解析 A项没有注明标准状况,错误;质子应由负极移向正极,B错误;正极的电极反应式为2O2+8H++8e-===4H2O,D错误。答案 C2.以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2-)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高的特点,另外氨气含氢量高,不含碳,易液化,方便运输和贮存,是很好的氢源载体。其工作原理如图所示,下列关于直接氨固体氧化物燃料电池的说法正确的是(  )。A.该电池工作时的总反应为4NH3+5O2===4NO+6H2OB.固体氧化物作为电池工作的电解质,其作用是让电子在电池内移动C.电池工作时,在接触面上发生的电极反应为2NH3+3O2--6e-===N2+3H2OD.外电路的电流方向为从电极a流向电极b解析 A项,电池的总反应为4NH3+3O2===2N2+6H2O,错;B项,电子在外线路中移动,在电池内部进行定向移动的是离子,错;C项,电极a为电池的负极,发生氧化反应:2NH3+3O2--6e-===N2+3H2O,正确;D项,a是负极,b是正极,外电路中的电流方向应该是从b流向a,错。答案 C3.可用于电动汽车的铝空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是(  )。5\nA.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为O2+2H2O+4e-===4OH-B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为Al+3OH--3e-===Al(OH)3↓C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极解析 无论是NaOH溶液还是NaCl溶液,在正极上都是O2得到电子被还原结合H2O生成OH-,A正确;生成的Al(OH)3是两性氢氧化物,在碱溶液中发生反应生成AlO,B错误;生成的Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,消耗电解质中的NaOH,使电解液pH降低,C错误;原电池中,电子在外电路从负极流向正极,D错误。答案 A4.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是(  )。A.放电时负极反应为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2B.充电时阳极反应为Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO+4H2OC.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强解析 由电池总反应式看出,放电时Zn失电子,应参与负极反应,A项正确;充电时,Fe(OH)3→K2FeO4,Fe的化合价升高,发生氧化反应,B正确;放电时每转移3mol电子,正极应有1molK2FeO4被还原,C错;放电时,正极附近有KOH生成,D正确。答案 C5.大运会期间,深圳新能源汽车上有一种质子交换膜燃料电池,其工作原理如下图所示,下列叙述正确的是(  )。A.通入氧气的电极发生氧化反应5\nB.通入氢气的电极为正极C.总反应式为O2+2H22H2OD.正极的电极反应式为:O2+4H++4e-===2H2O解析 质子交换膜燃料电池中,通入H2的一极作负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-===2H+;通入O2的一极作正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O;燃料电池是将化学能转化为电能的装置,总反应式不能写“点燃”条件。答案 D6.(2022·杭州四校联考)磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池,其基本组成和反应原理如下:下列说法不正确的是(  )。A.在改质器中主要发生的反应为CxHy+xH2OxCO+(x+)H2B.移位反应器中CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH>0,温度越高,CO转化速率越大C.负极排出的气体主要是CO2D.该电池正极的电极反应为O2+4H++4e-===2H2O解析 由题图可知,CxHy和H2O通过改质器后,生成CO和H2,A正确;触媒在合适温度下活性最强,高于或低于合适温度,催化活性都会降低或消失,B错误;由图看出C、D两项正确。答案 B7.锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。某种锂离子电池的结构示意图如图,其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。电池充电时的总反应化学方程式为:LiCoO2===Li1-xCoO2+xLi。关于该电池的推论错误的是(  )。A.放电时,Li+主要从负极区通过隔膜移向正极区B.放电时,负极反应xLi-xe-===xLi+5\nC.充电时,将电能转化为化学能D.充电时,负极(C)上锂元素被氧化解析 由题知放电时的反应为:Li1-xCoO2+xLi===LiCoO2,则正极反应为:Li1-xCoO2+xe-+xLi+===LiCoO2,负极反应为:xLi-xe-===xLi+,Li+主要从负极区通过隔膜移向正极区,A、B正确;充电过程是电能转化为化学能的过程,C正确;充电时负极(C)接的是外接电源的负极,此时C为阴极,电极反应应该是xLi++xe-===xLi,锂元素被还原,D错误。答案 D8.(2022·金华统考)熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO-52e-===34CO2+10H2O。试回答下列问题:(1)该燃料电池的化学反应方程式为________________________________________________________________________;(2)正极电极反应式为_________________________________________。(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是________,它来自_______________________________________________________________________。(4)某学生想用该燃料电池和如图所示装置来电解饱和食盐水:①写出反应的离子方程式_______________________________________。②将湿润的淀粉KI试纸放在该装置附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去,这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且生成两种酸。该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。③若电解后得到200mL3.25mol·L-1NaOH溶液,则消耗C4H10的体积在标准状况下为________mL。答案 (1)2C4H10+13O2===8CO2+10H2O(2)13O2+26CO2+52e-===26CO5\n(3)CO2 负极产物(4)①2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-②5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3③5605

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发布时间:2022-08-25 15:17:33 页数:5
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文章作者:U-336598

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