【創(chuàng)新設(shè)計】(浙江專用)2014高考化學一輪復(fù)習 特色訓練5 新型電池的開發(fā)與利用(含解析)

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1、特色訓練5新型電池的開發(fā)與利用1(2013浙南名校聯(lián)考)Harbermann等設(shè)計出利用Desulfovibrio desulfurcan菌種生成的硫化物作為介體的微生物燃料電池,電池內(nèi)部有質(zhì)子通過,該系統(tǒng)不經(jīng)任何維護可連續(xù)運行5年。該電池的負極反應(yīng)式為S24H2O8e=SO8H。有關(guān)該電池的下列說法中正確的是()。A若有1.12 L氧氣參與反應(yīng),則有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移B質(zhì)子由正極移向負極C該電池的總反應(yīng)為S22O2=SOD正極的電極反應(yīng)式為2O28e4H2O=8OH解析A項沒有注明標準狀況,錯誤;質(zhì)子應(yīng)由負極移向正極,B錯誤;正極的電極反應(yīng)式為2O28H8e=4H2O,D錯誤。答案C

2、2以氨作為燃料的固體氧化物(含有O2)燃料電池,具有全固態(tài)結(jié)構(gòu)、能量效率高的特點,另外氨氣含氫量高,不含碳,易液化,方便運輸和貯存,是很好的氫源載體。其工作原理如圖所示,下列關(guān)于直接氨固體氧化物燃料電池的說法正確的是()。A該電池工作時的總反應(yīng)為4NH35O2=4NO6H2OB固體氧化物作為電池工作的電解質(zhì),其作用是讓電子在電池內(nèi)移動C電池工作時,在接觸面上發(fā)生的電極反應(yīng)為2NH33O26e=N23H2OD外電路的電流方向為從電極a流向電極b解析A項,電池的總反應(yīng)為4NH33O2=2N26H2O,錯;B項,電子在外線路中移動,在電池內(nèi)部進行定向移動的是離子,錯;C項,電極a為電池的負極,發(fā)生氧

3、化反應(yīng):2NH33O26e=N23H2O,正確;D項,a是負極,b是正極,外電路中的電流方向應(yīng)該是從b流向a,錯。答案C3可用于電動汽車的鋁空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是()。A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應(yīng)都為O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解液時,負極反應(yīng)為Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極解析無論是NaOH溶液還是NaCl溶液,在正極上都是O2得到電子被還原結(jié)合H2O生成OH,A正確;生

4、成的Al(OH)3是兩性氫氧化物,在堿溶液中發(fā)生反應(yīng)生成AlO,B錯誤;生成的Al(OH)3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2,消耗電解質(zhì)中的NaOH,使電解液pH降低,C錯誤;原電池中,電子在外電路從負極流向正極,D錯誤。答案A4高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH,下列敘述不正確的是()。A放電時負極反應(yīng)為Zn2e2OH=Zn(OH)2B充電時陽極反應(yīng)為Fe(OH)33e5OH=FeO4H2OC放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極有1 mol K2FeO4被氧化D

5、放電時正極附近溶液的堿性增強解析由電池總反應(yīng)式看出,放電時Zn失電子,應(yīng)參與負極反應(yīng),A項正確;充電時,F(xiàn)e(OH)3K2FeO4,F(xiàn)e的化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng),B正確;放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極應(yīng)有1 mol K2FeO4被還原,C錯;放電時,正極附近有KOH生成,D正確。答案C5大運會期間,深圳新能源汽車上有一種質(zhì)子交換膜燃料電池,其工作原理如下圖所示,下列敘述正確的是()。A通入氧氣的電極發(fā)生氧化反應(yīng)B通入氫氣的電極為正極C總反應(yīng)式為O22H22H2OD正極的電極反應(yīng)式為:O24H4e=2H2O解析質(zhì)子交換膜燃料電池中,通入H2的一極作負極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為H22e=2

6、H;通入O2的一極作正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O24e4H=2H2O;燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,總反應(yīng)式不能寫“點燃”條件。答案D6(2013杭州四校聯(lián)考)磷酸燃料電池是目前較為成熟的燃料電池,其基本組成和反應(yīng)原理如下:下列說法不正確的是()。A在改質(zhì)器中主要發(fā)生的反應(yīng)為CxHyxH2OxCO(x)H2B移位反應(yīng)器中CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0,溫度越高,CO轉(zhuǎn)化速率越大C負極排出的氣體主要是CO2D該電池正極的電極反應(yīng)為O24H4e=2H2O解析由題圖可知,CxHy和H2O通過改質(zhì)器后,生成CO和H2,A正確;觸媒在合適溫度下活性最強,高于或低于合適溫度,

7、催化活性都會降低或消失,B錯誤;由圖看出C、D兩項正確。答案B7.鋰離子電池已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的可充電電池。某種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖,其中兩極區(qū)間的隔膜只允許Li通過。電池充電時的總反應(yīng)化學方程式為:LiCoO2=Li1xCoO2xLi。關(guān)于該電池的推論錯誤的是()。A放電時,Li主要從負極區(qū)通過隔膜移向正極區(qū)B放電時,負極反應(yīng)xLixe=xLiC充電時,將電能轉(zhuǎn)化為化學能D充電時,負極(C)上鋰元素被氧化解析由題知放電時的反應(yīng)為:Li1xCoO2xLi=LiCoO2,則正極反應(yīng)為:Li1xCoO2xexLi=LiCoO2,負極反應(yīng)為:xLixe=xLi,Li主要從負極區(qū)通過隔膜移向正極

8、區(qū),A、B正確;充電過程是電能轉(zhuǎn)化為化學能的過程,C正確;充電時負極(C)接的是外接電源的負極,此時C為陰極,電極反應(yīng)應(yīng)該是xLixe=xLi,鋰元素被還原,D錯誤。答案D8(2013金華統(tǒng)考)熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率,因而受到重視。某燃料電池以熔融的K2CO3(其中不含O2和HCO)為電解質(zhì),以丁烷為燃料,以空氣為氧化劑,以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池負極電極反應(yīng)式為:2C4H1026CO52e=34CO210H2O。試回答下列問題:(1)該燃料電池的化學反應(yīng)方程式為_ _;(2)正極電極反應(yīng)式為_。(3)為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保

9、持穩(wěn)定。為此,必須在通入的空氣中加入一種物質(zhì),加入的物質(zhì)是_,它來自_ _。(4)某學生想用該燃料電池和如圖所示裝置來電解飽和食鹽水:寫出反應(yīng)的離子方程式_。將濕潤的淀粉KI試紙放在該裝置附近,發(fā)現(xiàn)試紙變藍,待一段時間后又發(fā)現(xiàn)藍色褪去,這是因為過量的Cl2將生成的I2氧化。若反應(yīng)的Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為51,且生成兩種酸。該反應(yīng)的化學方程式為_ _。若電解后得到200 mL 3.25 molL1 NaOH溶液,則消耗C4H10的體積在標準狀況下為_mL。答案(1)2C4H1013O2=8CO210H2O(2)13O226CO252e=26CO(3)CO2負極產(chǎn)物(4)2Cl2H2OCl2H22OH5Cl2I26H2O=10HCl2HIO35605

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