2019高考化学 难点剖析 专题43 燃料电池练习.doc

专题43 燃料电池1（2017-2018学年浙江省温州六校协作体第一学期期末联考）甲醇燃料电池由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注，其工作示意图如下，其总反应为 2CH3OH3O2=2CO24H2O。下列说法不正确的是( )A 电极 A 是负极，物质 a 为甲醇B 电池工作时，电解液中的 H通过质子交换膜向 B 电极迁移C 放电前后电解质溶液的 pH 增大D b 物质在电极上发生的电极反应式为： O2+4e+2H2O4OH【答案】D2（2018届湖南省衡阳市高三下学期第三次联考）微生物燃料电池(MPC)处理技术是通过微生物的作用去除污染物，该技术可广泛应用于去除土壤中有机污染物。一种土壤微生物燃料电池的纵截面如图所示，下列说法不正确的是A 电流从活性炭电极经工作站流向碳纤维布电极B 有机污染物在电池负极上氧化为对环境无害的物质C 活性炭能有效吸附空气，提高电池的工作效率D 该电池的正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-【答案】D3（2018年广东省揭阳市高三第二次模拟考试）如图为镁-次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是A 该燃料电池中镁为负极，发生还原反应B 电池的总反应式为MgClOH2O=Mg(OH)2ClC 放电过程中OH移向负极D 酸性电解质的镁-过氧化氢燃料电池正极反应为：H2O22H2e=2H2O【答案】A【解析】该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，电池反应式为：Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。A负极发生氧化反应，A错误；B负极上镁失电子，正极上次氯酸根离子得电子，所以电池反应为Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-，B正确；C原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，C正确；D. 酸性电解质的镁-过氧化氢燃料电池中，正极上过氧化氢得到电子，反应是生成水，电极反应为：H2O22H2e=2H2O，D正确。4（2018届福建省莆田市高三下学期第二次（5月）质量测试）硼化钒（VB2）-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如下。该电池工作时的反应为4VB211O2=4B2O32V2O5。下列说法正确的是A 电极a为电池负极B 反应过程中溶液的pH升高C 电池连续反应过程中，选择性透过膜采用阳离子选择性膜D VB2极的电极反应式为：2VB2+ 22OH-22e=V2O5+ 2B2O3+ 11H2O【答案】D5（2018届河北省石家庄市高中毕业班模拟考试二）微型直接甲醇燃料电池能量密度高，可应用于各类便携式电子产品，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A 多孔扩散层可起到传导电子的作用B 负极上直接通入无水甲醇可提高电池的比能量C 当电路中通过3mol e- 时，内电路中有3mol H+ 透过质子交换膜D 电池工作时，H+ 向阴极催化层迁移【答案】B【解析】交换膜为质子交换膜，所以电解质溶液呈酸性，燃料电池中负极上加入燃料、正极上通入氧化剂，所以该燃料电池中，a为负极、b为正极，负极反应式为CH3OH（l）+H2O（l）-6e=CO2（g）+6H、正极反应式为O2+4e+4H=2H2O，阳离子向正极移动。A、多孔扩散层可起到传导电子的作用，H阳离子向正极移动，A正确；B. 单位质量的甲醇氧化放出的能量是一定的，负极上直接通入无水甲醇，比能量不变，B错误；C.负极反应式为CH3OH（l）+H2O（l）-6e=CO2（g）+6H，当电路中通过3mol e- 时，内电路中有3mol H+ 透过质子交换膜，C正确；D. 电池工作时，H+ 向阴极催化层迁移，进入正极区，D正确。6（2018届青海省西宁市高三下学期复习检测二）镁-空气电池的工作原理如图所示，电池反应方程式为:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。下列说法错误的是A 通入氧气的电极为正极B 放电时，溶液中的OH-由正极移向负极C 负极的电极反应为Mg-2e-=Mg2+D 采用多孔Pt电极有利于氧气扩散，提高电极与电解质溶液的接触而积【答案】C7（2018届河南省洛阳市高三第三次统一考试）乙烯直接氧化法制乙醛的总反应方程式为2CH2=CH2+O22CH3CHO。现有人将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的A a为负极，发生还原反应B 电子移动方向：电极a磷酸溶液电极bC 放电时，电路中每转移0.4mol电子，溶液中就有0.4molH+向负极迁移D 该电池负极反应式为CH2=CH2+H2O2e=CH3CHO+2H+【答案】D8（2018届重庆市高三第三次诊断性考试）Nature期刊曾报道一例CH3OH-O2原电池，其工作示意图如下。下列说法不正确的是A 电极A是负极，发生氧化反应B 电解质溶液中H+由A极流向B极C 电极B的电极反应为:O2+2e-+H+=HO2-D 外电路中通过6mol电子，生成CO2的体积为22.4L【答案】D【解析】甲醇失去电子转化为二氧化碳，因此电极A是负极，发生氧化反应，A正确；电解质溶液中H+向正极移动，即由电极A流向B极，B正确；电极B是正极，得电子发生还原反应，电极反应为：O2+2e-+H+=HO2-，C正确；二氧化碳所处的状态不能确定，不能用气体摩尔体积进行计算其体积，D错误。9（2018届陕西省宝鸡市高三质量检测三）硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如右图，该电池工作时反应为4VB2+ 11O2=4B2O3+2V2O5。下列说法正确的是A VB2极为负极，发生还原反应 B 图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C 电子由VB2极经导线、负载流向电极a D 电极a上发生反应为O2+2H2O-4e-=4OH-【答案】C10（2018届四川省乐山市高三第三次调查研究考试）据报道，用甲酸提供氢气的燃料电池由瑞士科技工作者开发成功。燃料电池包括两个部分：甲(HYFORM)中使用钌(Ru)基催化剂从甲酸中产生氢气；乙(PEMFC)是以NaOH为电解质的氢氧燃料电池。装置的原理示意图如图。下列有关说法错误的是（）A 该燃料电池使用的甲酸比氢气更易储存和运输B Y室的电极反应式：O2+4H+4e-=2H2OC X室为负极室，Y室为正极室D 甲中消耗1mol甲酸，乙中转移2mol电子【答案】B【解析】甲酸为液态，氢气为气态，且易在空气中燃烧发生爆炸，因此该燃料电池使用的甲酸比氢气更易储存和运输，A正确；Y室为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误；通过装置图看出，X室为负极室，Y室为正极室，C正确；甲酸分解产生二氧化碳和氢气，HCOOH=CO2+H2；反应转移电子2mol电子，因此甲中消耗1mol甲酸，乙中转移2mol电子，D正确。