四川省高考化学 专题五《新型电池的开发与利用》训练提升

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S2－＋4H2O－8e－===SO2－4＋8H＋。

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S2－＋2O2===SO2－4
D．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 C
2．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4NH3＋5O2===4NO＋6H2O
B．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＋
3H2O
D．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 C
3．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[Al(OH)4]－，B 错误；生成的Al(OH)3与NaOH反应生成Na[Al(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 A
4．(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
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 放电
充电3Zn(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)2
B．充电时阳极反应为Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO2－4＋4H2O
C．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)3→K2FeO4，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 C
5．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O 2＋2H 2=====点燃
2H 2O
D ．正极的电极反应式为：O 2＋4H ＋＋4e －
===2H 2O
解析 质子交换膜燃料电池中，H 2作负极，发生氧化反应，电极反应式为H 2－2e －===2H ＋；O 2作正极，发生还原反应，电极反应式为O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O ；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 D
6．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C x H y ＋x H 2O ――→800 ℃x CO ＋(x ＋y 2
)H 2
B．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CO2
D．该电池正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
解析由题图可知，C x H y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 B
7．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－x CoO2＋x Li。

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x Li－x e－===x Li＋
C．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－x CoO2＋x Li===LiCoO2，则正极反应为：Li1－x CoO2＋x e －＋x Li＋===LiCoO
x Li－x e－===x Li＋，Li＋主要从负极区通过隔膜移向正2，负极反应为：
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x Li＋＋x e－===x Li，锂元素被还原，D错误。

答案 D
8．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－3)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＋26CO2－3－52e－===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Cl 2将生成的I 2氧化。

若反应的Cl 2和I 2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200 mL 3.25 mol·L －1
NaOH 溶液，则消耗C 4H 10的体积在标准状况下为________mL 。

答案 (1)2C 4H 10＋13O 2===8CO 2＋10H 2O
(2)13O 2＋26CO 2＋52e －===26CO 2－3
(3)CO 2 负极产物
(4)①2Cl －＋2H 2O=====通电
Cl 2↑＋H 2↑＋2OH － ②5Cl 2＋I 2＋6H 2O===10HCl ＋2HIO 3 ③560。