【新教材】高考化学备考 专题28 可充电电池 燃料电池 含解析

新教材适用高考化学（满分42分 时间20分钟）姓名： 班级： 得分： 1下列电池工作时，O2在正极放电的是【答案】A考点：本题考查化学电源。2高铁电池是电动汽车首选的电池之一，该电池的工作原理为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列关于该电池放电时的说法中正确的是( )A高铁电池产生的电流从负极经外电路到达正极B正极反应式为Zn+2OH-2e - =Zn(OH)2C负极pH减小，正极pH增大，电解液pH增大D每氧化1mol高铁酸钾转移3mol电子【答案】C【解析】试题分析：A放电时，Zn作负极，高铁电池产生的电流从正极经外电路到达负极，故A错误；B正极上电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，故B错误；C负极反应式为Zn+2OH-2e-Zn(OH)2，正极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，所以负极pH减小、正极pH增大，根据电池反应式知，电解液pH增大，故C正确；D高铁酸钾中Fe元素化合价由+6价变为+3价，所以高铁酸钾在反应中被还原，故D错误；故选C。【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理【名师点晴】本题考查了原电池和电解池原理，根据电池反应式知，Zn元素化合价由0价变为+2价，所以Zn作负极，放电时，负极反应式为Zn+2OH-2e-Zn(OH)2，正极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-，充电时阳极、阴极电极反应式与正负极电极反应式正好相反，放电时，电流方向与电子流动方向相反。根据元素化合价与电池电极的关系是解本题关键，书写电极反应式是学习难点，也是考试热点，要熟练掌握书写方法。3用氟硼酸（HBF4，属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：PbPbO24HBF42Pb（BF4）22H2O；Pb（BF4）2为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是A放电时的负极反应为：PbO24H2ePb2+2H2OB充电时，当阳极质量增加23.9g时，溶液中有0.2 mol电子通过C放电时，正极区pH增大D充电时，Pb电极与电源的正极相连【答案】C考点：考查原电池与电解池的综合知识。4某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是AZn为电池的负极B正极反应式为2FeO42 + 10H+ + 6e = Fe2O3 + 5H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时K+ 向负极迁移【答案】A【考点定位】考查原电池原理及化学电源【名师点睛】原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原电池的工作原理、电池电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。，掌握原电池的工作原理是解答的关键，难点是电极反应式的书写。5. 金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4Mn+nO2+2nH2O+4ne=4M(OH)nD在M空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜【答案】C【解析】试题分析：A反应物接触面积越大，反应速率越快，所以采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，从而提高反应速率，故A正确；B电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能，则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多，假设质量都是1g时，这三种金属转移电子物质的量分别为2=mol、3=mol、2=mol，所以Al-空气电池的理论比能量最高，故B正确；C正极上氧气得电子和水反应生成OH-，因为是阴离子交换膜，所以阳离子不能进入正极区域，则正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误；D负极上Mg失电子生成Mg2+，为防止负极区沉积Mg(OH)2，则阴极区溶液不能含有大量OH-，所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜，故D正确；故选C。【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理【名师点晴】本题考查原电池原理，为高频考点，侧重考查学生分析判断、获取信息解答问题及计算能力，明确各个电极上发生的反应、离子交换膜作用、反应速率影响因素、氧化还原反应计算是解本题关键，易错选项是C。6一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是A在熔融电解质中，O2-由负极移向正极B电池的总反应是：2C4H1013O2 8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为：O24e-2H2O4OH-D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H1026e-13O2-4CO25H2O【答案】B考点：本题考查燃料电池。7. 燃料电池是利用燃料（如H2、CO、CH4等）跟氧气反应从而将化学能转化成电能的装置。下列关于甲烷燃料电池（NaOH溶液作电解质溶液）的说法中正确的是A负极反应为O22H2O4e= 4OHB放电时正极发生氧化反应，外电路中电子从正极流向负极C负极反应为CH410OH8e= CO327H2OD随着放电的进行，溶液的pH增大【答案】C考点：本题考查燃料电池。8固体氧化物燃料电池是由美国西屋 (Westinghouse)公司研制开发的，它以固体氧化锆一氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应，下列判断正确的是A有O2放电的a极为电池的负极BO2-移向电池的正极Cb极对应的电极反应为2H2- 4e-+2O2-=2H2ODa极对应的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-【答案】C【解析】试题分析：A、在燃料电池中，有O2放电的a极为原电池的正极，A错误；B、原电池中阴离子移向负极，B错误；C、b极氢气放电，是负极，对应的电极反应为2H2-4e-+2O2-2H2O，C正确；D、a极是氧气放电，对应的电极反应为：O2+4e-2O2-，D错误，答案选C。考点：考查原电池的工作原理的相关知识9铅蓄电池是常见的二次电池，目前汽车上使用的电瓶大多数是铅蓄电池。已知铅蓄电池的电解质溶液为硫酸溶液，其充、放电按下式进行：Pb（s）+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O（1），下列有关该电池的说法正确的是A放电时，溶液中H向PbO2电极迁移B放电时，电路中转移0.2mol电子时Pb电极质量减小20.7gC充电时，电解质溶液的pH增大D充电时，阴极的电极反应式为：PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H+SO42-【答案】A【解析】试题分析：A放电时相当于原电池，溶液中H向正极PbO2电极迁移，A正确；B放电时，电路中转移0.2mol电子时Pb电极质量增加，B错误；C充电时有硫酸产生，电解质溶液的pH减小，C错误；D充电时，阴极得到电子，其电极反应式为：PbSO4+2e-Pb+SO42-，D错误，答案选A。考点：考查铅蓄电池的有关判断10微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O；Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是（ ）A在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大B使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极CZn是正极，Ag2O是负极DZn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应【答案】C【考点定位】考查原电池的工作原理【名师点晴】本题考查原电池的工作原理，银锌电池的电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn+2OH-2e=ZnO+H2O；Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-，则Zn为负极，发生氧化反应，Ag2O为正极，发生还原反应，电子由负极流向正极。明确电极反应、正负极的判断、电子的流向即可解答。11铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是( )A电池的电解质溶液为碱性溶液，阳离子向正极移动B电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e=Ni2O3+3H2O【答案】C考点：考查原电池、电解池的工作原理。12科学家尝试用微生物电池除去废水中的有害的有机物，其原理如图所示。下列有关说法错误的是（ ）A.A极电极反应式为：BB极电极反应式为：C溶液中的阴离子由A极向B极移动D该微生物电池在高温条件下无法正常工作【答案】C【解析】试题分析：A、质子有B极移向A极，根据原电池的工作原理，阳离子从负极移向正极，即B极为负极，A极为正极，根据工作原理生成Cl和苯酚，电极反应式为：，故说法正确；B、根据工作原理，B极反应式为CH3COO4H2O8e=2HCO39H，故说法正确；C、根据选项A的分析，得出阴离子由负极向正极移动，故说法错误；D、D、高温下，使蛋白质变性，杀菌，故说法正确。考点：考查原电池的工作原理、电极反应式的书写等知识。13以N2和H2为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制成能固氮的新型燃料电池，原理如右图所示。下列说法不正确的是（ ）Ab电极为负极，发生氧化反应Ba电极发生的反应为N2+8H+6e2NH4+CA溶液中所含溶质为NH4ClD当反应消耗1molN2时，则消耗的H2为67.2L【答案】D考点：考查原电池基础知识等知识。14一种锂钒氧化物热电池装置如图所示。其电池总反应为xLi+LiVO8=Li1+xV3O8，工作时需先引发铁和氯酸钾反应使共晶盐融化。下列说法正确的是（ ）ALiSi合金为该热电池的正极B电池放电时Cl-移向LiV308电极CLiCl-KCl共晶盐可用LiCl和KCl的混合水溶液代替D放电时，正极反应式为LiV3O8+xLi+xe-=Li1+xV3O8【答案】D【考点定位】本题主要是考查原电池工作原理的应用【名师点晴】该题题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，知道正负极与阴阳极电极反应式之间的关系，难点是电极反应式的书写，注意电解质溶液的酸碱性、是否有交换膜以及是否是熔融体。