江苏专用2023_2024学年新教材高中化学专题1第二单元第3课时燃料电池分层作业苏教版选择性必修1

A级 必备知识基础练
1.氢氧燃料电池已用于航天飞机，它以铂作电极，以 溶液作电解质溶液，下列叙述不正确的是( )
B
A. 在负极发生氧化反应 B.燃料电池的化学能可以全部转化为电能C.产物为无污染的水，属于环境友好电池 D.供电时的总反应：
2.将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫做燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达 （一般柴油发电机只有 左右），产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是( )
电池总反应式为 ，有水生成，使溶液逐渐变稀，为了保持碱溶液的浓度不变，所以要补充
[解析] 正极发生还原反应，碱性环境下，电极反应式为 。
11.（1）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示：
① 在硫氧化菌作用下转化为 的电极反应式是_ _______________________________。
[解析] 酸性环境中反应物为 ，产物为 ，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式为 。
[解析] 极通入可燃性气体氢气，发生失去电子的氧化反应， 极为负极，A正确；正极发生得到电子的还原反应，根据装置图可知电解质中含有氢离子，正极电极反应式为 ，B错误； 极是负极， 极是正极，则电流由 通过灯泡流向 ，C正确；氢氧燃料电池的生成物是水，属于环保电池，D正确。
B级 关键能力提升练
C
A.上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C.乙醇燃料电池的电解质常用 ，该电池的负极反应式为 D.以 溶液作为电解质溶液，甲烷燃料电池的正极反应式为
3.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点，一种以液态肼 为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂， 溶液作为电解质液。下列关于该电池的叙述正确的是( )
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是_________________________________________________________________________________________。
、 的浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环地把有机物氧化成 放电
下列有关 燃料电池的说法正确的是( )
B
A.电池工作时，电能主要转化为化学能B. 电极上的反应为 C.放电过程中 电极区的溶液 下降D.放电过程中 参与反应时，失去约 个电子
[解析] 燃料电池工作时，将化学能主要转化为电能，故A错误；由图示分析可知， 电极为负极，失去电子，发生氧化反应，则其电极反应式为 ，故B正确；放电过程中 电极为正极，其电极反应式为 ，则放电过程中 电极区的溶液 上升，故C错误；放电过程中 ，所以放电过程中 参与反应时，得到约 个电子，故D错误。
5.[2022江苏扬州期中]锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌电池的工作原理如图所示（凝胶中允许离子生成或迁移）。下列说法正确的是( )
B
A.放电过程中， 电极的电极反应式为 B.放电过程中，转移 时， 电极消耗 C.充电过程中， 电极接外接电源的正极D.充电过程中， 电极反应式为
（2）氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。
① 电极的电极反应式是_ _______________________________；
[解析] 电极是通入 的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是 。
②一段时间后，需向装置中补充 ，请依据反应原理解释原因：______________________________________________________________________________________________________________。
D
A. 电极发生氧化反应B. 电极为该电池的正极C.放电时，电流从 电极经过负载流向 电极D. 电极的电极反应式：
4.[2022江苏江阴四校期中联考]如图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是( )
B
A. 极是负极B.正极的电极反应式是 C.电流由 通过灯泡流向 D.氢氧燃料电池是环保电池
[解析] 空气中的 能和氨水反应，所以滤去的气体是 。
（3）氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的总反应式是_ _________________________，正极的电极反应式是____________________________。
C级 学科素养创新练
10.氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，如图是供氨水式燃料电池工作原理：
（1）氨气燃料电池的电解质溶液最好选择______（填“酸性”“碱性”或“中性”）溶液。
碱性
[解析] 氨气是碱性气体，所以电解液最好选择碱性溶液。
（2）空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是_ ____。
8. 燃料电池应用前景非常广阔，该电池示意图如图所示。下列说法正确的是( )
C
A.电极 是正极B. 由电极 移向电极 C.电极 的反应式为 D.当通入 时，转移电子数为 （设 为阿伏加德罗常数的值）
[解析] 根据原电池原理及图示电池构造分析，电池总反应为 ，则负极 失电子发生氧化反应，正极 得电子发生还原反应，电极 为电池的负极，故A错误；原电池中阴离子向负极移动，则 由电极 移向电极 ，故B错误；电极 为电池的负极，发生氧化反应，反应式为 ，故C正确；未注明是否为标准状况，无法确定 的物质的量，故D错误。
[解析] 放电时 电极作正极，发生还原反应，而不是失电子的氧化反应，A错误；放电时 电极作负极，充电时 电极作阴极，外接电源的负极，C错误； 电极环境为碱性溶液，锌离子无法稳定存在，D错误。
6.[2022江苏徐州沛县第二次调研] 燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如题图所示。
7.某种燃料电池，燃料为 ，电解质为熔融的 ，工作温度为 。已知该电池的总反应为 ，负极反应为 。下列推断正确的是( )
B
A.正极反应为 B.放电时， 向负极移动C.电池供应 水蒸气，转移电子的物质的量为 D.通入 的一极为正极，发生氧化反应
[解析] 该电池的正极反应为 ，A项错误；原电池工作时，阴离子向负极移动，B项正确；电池提供 水蒸气时，转移电子的物质的量为 ，C项错误；通入 的一极为正极，发生还原反应，D项错误。
9.[2022江苏盐城期末]用微生物燃料电池处理酸性废水的原理如图所示。下列说法正确是( )
C
A.电子经电解质溶液从 极移向 极B.为加快电池的放电速率，该电池可在高温下工作C.放电过程中， 极附近溶液的 变小D. 极发生的反应为
该原电池中，还原剂 在负极失去电子发生氧化反应转变为 ，正极上 作氧化剂，得到电子发生还原反应生成 。电子通过导线，不能通过电解质溶液，故A错误；高温条件下，微生物会失活，故B错误；放电过程中，氢离子移向正极，故 极附近溶液的 变小，故C正确；溶液为酸性环境， 极发生失电子的反应： ，故D错误。