【创新设计】（四川专用）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）

特色训练5新型电池的开发与利用1(2013成都名校联考)Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan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S24H2O8e=SO8H。有关该电池的下列说法中正确的是 ()。A若有1.12 L氧气参与反应，则有0.2 mol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S22O2=SOD正极的电极反应式为2O28e4H2O=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2O28H8e=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4NH35O2=4NO6H2OB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2NH33O26e=N23H2OD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4NH33O2=2N26H2O，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：2NH33O26e=N23H2O，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 ()。A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al3OH3e=Al(OH)3C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Al(OH)4，B错误；生成的Al(OH)3与NaOH反应生成NaAl(OH)4，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(2013川东四市联考)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3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列叙述不正确的是 ()。A放电时负极反应为Zn2e2OH=Zn(OH)2B充电时阳极反应为Fe(OH)33e5OH=FeO4H2OC放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4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)3K2FeO4，Fe的化合价升高，发生氧化反应，B正确；放电时每转移3 mol电子，正极应有1 mol K2FeO4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B通入氢气的电极为正极C总反应式为O22H22H2OD正极的电极反应式为：O24H4e=2H2O解析质子交换膜燃料电池中，H2作负极，发生氧化反应，电极反应式为H22e=2H；O2作正极，发生还原反应，电极反应式为O24e4H=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CxHyxH2OxCO(x)H2B移位反应器中CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，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O24H4e=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=Li1xCoO2xLi。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xLixe=xLiC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：Li1xCoO2xLi=LiCoO2，则正极反应为：Li1xCoO2xexLi=LiCoO2，负极反应为：xLixe=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xLixe=xLi，锂元素被还原，D错误。答案D8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：2C4H1026CO52e=34CO210H2O。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：写出反应的离子方程式_。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51，且生成两种酸。该反应的化学方程式为_。若电解后得到200 mL 3.25 molL1 NaOH溶液，则消耗C4H10的体积在标准状况下为_mL。答案(1)2C4H1013O2=8CO210H2O(2)13O226CO252e=26CO(3)CO2负极产物(4)2Cl2H2OCl2H22OH5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3560 5