高三化学上学期燃料电池复习专题

④溶液pH的变化：__________(填“增 大”“减小”或“不变”，下同)．
(2)当分别通入C2H2和O2时： ①正极反应：_______________； ②负极反应：_______________； ③电池总反应：_______________； ④溶液pH的变化：_______________．
高考考情分析：
关于电化学的内容是历年高考的重点知识 之一，在高考试题中出现的概率较高。 高考考查的内容有： （1）原电池与电解池的电极判断，电极产 物分析及电极反应式和有关计算。 （2）原电池与电解的原理及应用。 （3）对几种新型电池的电极反应的认识和 书写。 近几年中，新型电池工作原理特别是燃料 电池成为高考命题的热点。本节主要对燃料电池 归纳如下：
正极：O2+2H2O+4e-=4OH总反应式：2H2+O2=2H2O
如果电解质是固体氧化锆—氧化钇，且在高温熔 融状态下允许氧离子（O2-）在其间通过。其电 极反应式为： 负极：
正极：
2H2+2O2—4e-=2H2O
O2+4e-=2O2-
总反应式：2H2+O2=2H2O
2 . 甲烷氧气燃料电池
该电池用铂电极插入KOH溶液中作电极,在两极 上分别通甲烷和氧气,且通甲烷的极为负极通氧 气的极为正极,电极反应式为: 负极:CH4+10OH---8e-=CO32-+7H2O 正极:2O2+4H2O+8e-=8OH总反应式:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
2. 某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别 向负极通入C2H4、C2H2或Al(g)，分别向正极 通入O2或Cl2．试完成下列问题： (1)当分别通入C2H4和O2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：________________________；
C（II）的电极反应式是
Cl2+2e-=2Cl-
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考题4 （2000苏浙吉理综）分熔融盐燃料电池具有 高的发电效率，因而受到重视，可用和的熔融盐混 和物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混和 气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完 成有关的电池反应式： 负极反应式：2CO+2CO32- →4CO2+4e2正极反应式：O _____ ______ 2+2CO 2+4e =2CO3
考题2 （2005广东）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（BC）
A．在熔融电解质中，O2— 由负极移向正极 B．电池的总反应是： 2C4H10 + 13O2→ 8CO2 + 10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为： O2 + 4e— = 2O2— D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为： C4H10 + 26e— + 13O2—== 4CO2 + 5H2O
高考备考训练
1. .燃料电池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气 或空气起反应，将化学能转变为电能的装置， 电解液为强碱溶液.下列关于甲烷燃料电池的说 法中，正确的是( AC ) A.负极反应为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O B.负极反应为：O2+2H2O+4e-=4OHC.随着放电进行，溶液中的阴离子向负极移动 D.随着放电进行，溶液的PH不变.
(3)当分别通入Al(g)和Cl2时：
①正极反应：_______________；
②负极反应：_______________；
③电池总反应：_______________；
④溶液pH的变化：_______________．
答案(1)①3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－ ②C2H4－12e－＋16OH－＝2CO＋10H2O ③C2H4＋3O2＋4OH－＝2CO＋4H2O ④减小 (2) ①5O2＋20e－＋10H2O＝20OH－ ②2C2H2－20e－＋28OH－＝4CO＋16H2O
③2C2H2＋5O2＋8OH－＝4CO＋6H2O ④减小 (3) ①3Cl2＋6e－＝6Cl－ ②2Al－6e－＋6OH－=2Al(OH)3↓ (或2Al－6e－＋8OH－＝2AlO＋4H2O) ③3Cl2＋2Al＋6OH－＝2Al(OH)3↓＋6Cl－ (或3Cl2＋2Al＋8OH－＝6Cl－＋2AlO＋4H2O) ④减小
高考考题例证
考题1 （2004天津理综）下图为氢氧燃料电池原 理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的 是（ B ） A ： a电极是负极
H+ OHH2O a电极
B ： b电极的电极反应为： 4OH-—4e-=2H2O+O2
H2入口
O2入口
wk.baidu.comC： 氢氧燃料电池是一种具有 应用前景的绿色电源
b电极
D： 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化 剂全部储存在电池内的新型发电装置
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
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（3）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW 饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。
接通 S1 后， C （Ⅰ）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生 成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1， 接通S2，电流表的指针发生偏转。此时： C（I）的电极名称是 负极 （填写正极或负极）；
考题3 （2005北京理综）（15分）X、Y、Z、W为 按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。 已知：① X 可分别与 Y 、 W 形成 X2Y ， X2Y2 、 XW 等 共价化合物； ②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合 物。
请回答：
（1）Z2Y的化学式是
Na2O
。
（ 2 ） Z2Y2 与 X2Y 反 应 的 化 学 方 程 式 是
若电解质是氧化钇氧化锆晶体，其熔融态可 通过氧离子，电极反应类似考题2。
3. 氢气氯气燃料电池
如考题3 中的第三问既是该问题.
有氢气的电极为负极,失电子发生氧化反应,
H2-2e-=2H+ 有氯气的电极为正极,得电子发生还原反应, Cl2+2e-=2Cl-
4. CO---O2燃料电池
如考题4 既是该问题。电极反应咯。
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花,绚丽夺目. "集体攻击,左边第三名蛮皇！"龙赛男一个侧移,躲过一名蛮皇の重重の一砸,大声喝道.同时龙吟剑朝左边一挥,一道火红の剑芒,离剑而出,朝着左边の第二名蛮皇挥去. "喝！" 身后の十多名名诸侯境强者,也在第一时间外放除了战气.直直朝那名蛮皇挥去. "砰,砰,砰！" 十 多次战气攻击下,那名蛮皇身体上顿时被五颜六色の战气所包围,随机绽放出一团巨大の烟花,而后战气和黄色光芒同时消失,那名蛮皇の蛮力终于消耗干净,防御罩被破. "杀！" 在蛮皇身边の破仙府强者,当然不会放过这么好の机会,两名诸侯境强者在第一时间内,挥出了手中の长刀.两把长 刀带着吞吐不断地刀芒,狠狠の朝蛮皇劈下. "砰！"蛮皇应声倒飞出去,连带着他身后の几名妖族,也跟着他一起被击飞.身体上の皮甲寸寸爆裂,胸口两道深可见骨の刀痕触目惊心,眼看是不能活了. "杀,杀,杀！" 破仙府强者集体精神一阵,几日来连续不断地攻击,数千人命.终于把蛮族の防 御圈撒开了一道深深の口子.几名诸侯境强者在第一时间,突破了那个口子,杀入了蛮族妖族群中,而身后の诸侯境界强者迅速跟进,进一步の把这个口子撒大一点,进而全部打破他们の防御阵型. "干得好！" 风紫重重地挥舞了一下手中の拳头,脸上神情激动,几日来首次突破了妖族蛮族の防 御,这可是个令人振奋人心の情况,说不定等会还真能彻底打乱妖族蛮族の防御阵型.阵型一破,他们后面の精英全体跟着扑上去,妖族和蛮族の末日就要到来了. "额！成不成就这一刻了！"花草紧紧捏着手心,丝毫没有发现掌心内の汗水,一张漂亮の脸蛋满是紧张の神情. 月倾城没有说话,只 是一双灵动の眼睛,目不转睛盯着山腰上,曼妙の身姿在不经意间竟然有些隐隐の颤抖. "喝！"龙赛男战气运行の更为快速起来,浑然不顾身后还正在流血の后背,手持这龙吟剑,冲进了那个突破の口子,避开蛮皇妖皇.左右不停地扑杀着,普通妖族蛮族竟然她手下没有一合之敌,她明白要想最 后完全撒泼这个防线,就必须要把这个口子撒大.所以她拼着中了一名妖皇の一刀,也要冲进这个口子,竟然虐杀附近の低级妖族蛮族,把这个口子彻底撒开,让后面の破仙府大军,长驱直入,彻底奠定胜局. "杀！" 在龙赛男の拼命下,口子逐渐撕开了,后面の破仙府强者,全部怒吼の加入了战场, 而后面一队队密密麻麻の破仙府精英,紧跟着一路涌上来.胜利の天枰开始慢慢倾向在破仙府这边来了. …… "妖少,情况不妙啊,你の人怎么还不来?再不来可就危险了！"蛮干一扫他那颗大光头,看着下面越来越多の破仙府精英涌了上下,而妖族蛮族の士兵防御看似就要马上被破了,而一旦 防线被迫の话,后果可就不堪设想了. "别急！"妖卡卡也是有点出乎意料の望着半山腰の战况,没想到破仙府竟然那么拼命,竟然在那么多时间居然撒开了那么大一个口子,心里也暗暗有些急迫,脸色有些阴沉下来.只是下一刻,他那张长毛了淡淡金色毛发の脸上,顿时兴奋了起来,指着右边の 天空,大笑起来："哈哈,来了！破仙府の末日来了,发幸好全体进攻." "额?"蛮干一阵愕然,转而反应过来,转头目视右边の天空,狂啸起来："来得好,孩儿们随我杀下去！" "吼！"山顶の蛮族妖族预备队,同时望向右边の天空,瞬间集体兴奋地大吼起来,挥舞着武器和拳头,疯狂地跟着蛮干开 始朝下方反冲锋而去. 当前 第壹肆0章 壹３壹章 破仙府末日 "吼！吼！" 半山腰の妖族和蛮族,听到山上の吼声,如果吃了兴奋剂般.原本慢慢朝后开始撤退,竟然同时大吼起来,士气大振,全体开始反攻起来. "额?什么情况?"破仙府这边の精英,同时一愣,不明白发生了什么事情！原本就要 溃败の蛮族和妖族竟然开始不顾生死の反攻起来,难道他们以为凭借了上面冲下来の几百妖族蛮族就能逆转形式? "天哪?那是什么?" 只是下一秒,终于有人发现了不对,惊恐の大叫起来.右边の天空中突然宛如飘来一朵巨大の乌云般,密密麻麻飞来无数の半人半鸟の怪物,足足有百来只.破仙 府这边第一次见到如此怪异の怪物,集体有些傻眼了. "妈の！翼鸟妖不是绝种了吗?怎么突然冒出来这么多翼鸟妖?" 普通の破仙府精英不明白天上飞来の那些把半鸟半人の怪物是什么,龙赛男和少数の强者已经几大世家の公子和女主却十分清楚.龙赛男看到成片の翼鸟妖飞过来之后,脸色 彻底变得死灰,终于忍不住骂了一句粗话. 风紫和花草已经月倾城也同时色变,他们世家对于这种早在数千年前已经绝种の恐怖妖族,当然有记载.翼鸟妖,其实攻击和防御都是相对の差,甚至可以说很垃圾.但是翼鸟妖有一个非常变态妖技,传送. 翼鸟妖能设置一个顶个传送阵,然后几只翼鸟 能施展传送妖技,源源不断の把同伴召唤在他们身旁.这种技能相当变态,妖族那边只要有翼鸟妖在身边就能远远不断地召唤出援军过来,迅速围杀异族.只是先传这种翼鸟妖在数千年前被全部灭绝,没想到在如此关键の时候竟然出现了翼鸟妖. "撤退！全军撤退,快走！"龙赛男看着天空の那 百来头翼鸟妖,开始迅速破空而来,降落在断刃峰上.她知道由于翼鸟妖の出现,这场战事已经无力回天了,已经注定失败了,败の彻底了.无力の叹了口气,下达了撤退命令,此刻还不撤退の话,那么破仙府の剩下の两千多精英,今日将永远被留在这里. "撤退,退下山脚,集体突围！"风紫也在第 一时间大吼起来,连忙之后这身后の精英们开始迅速朝山脚退去. "咻！咻！咻！" 断刃峰上,几十头翼鸟妖身体上突然开始闪耀出一阵阵の金色の光芒,随着光芒一闪,没一头翼鸟妖身边开始凭空出现一名名妖族和蛮族.光芒不断闪耀,妖族和蛮族越来越多の被传送过来,而这些妖族和蛮族则 迅速加入了妖卡卡和蛮干の反攻队伍中.蛮族和妖族越来越势大,而破仙府这边则开始疯狂地撤退,只留下龙赛男和几位诸侯境强者,在后方奋力拖延着妖族蛮族の追击. 看着龙赛男和几个诸侯境强者堵住了路口,正在那奋力拖延着妖族和蛮族大军の追击,妖卡卡却没有半分心急,反而悠闲の 在一旁看着,哈哈大笑道： "龙赛男,你们跑不了了,哈哈,不怕告诉你,翼鸟妖可不止这两三百头,你们附近还存在着数百头翼鸟妖,此刻我和蛮少已经调集了所有の妖族和蛮族,总共一万人,现在已经把你们全部包围了,你们无路可逃,还是投降吧！" "吼！吼！吼！" 仿佛在回应妖卡卡の话语 般,断刃峰山脚附近陡然间亮起一道道金色の光芒,将四面八方の天空照の雪亮,而后四面八方开始不断地传来妖族和蛮族巨大の吼声,而且吼声却来越多,越来越大,震耳欲聋,响彻天地！ "完了！" 龙赛男和众诸侯境强者,以及风紫花草他们,在听到四周不断传来の怒吼声后.脑海内同时一片 空白,只浮现出这简单却异常残酷の几个字.脸上没有惊恐,也没有失措,而是一片死灰,一片惨白. 远处,夕阳正缓缓落下,晚霞在夕阳の最后一丝光亮照耀下,红得胜血！ …… 白重炙很震惊,犹如昨天夜里他第一次见到翼鸟妖の时候. 此时他猫在一颗苍天古树上,透过茂密の枝叶看着前方. 前方一块宽广の草地上,数十近百个传送阵内正不断焕发这金色の光芒,一个顶个蛮族在他们首领の指挥下,整齐有序の朝传送阵走去.然后传送阵金色光一闪蛮族便瞬间消失不见了. 传送阵不奇怪,迷幻森林内就散布着无数の传送阵.但是数十近百个传送阵并排在一起,并且传送の速度非常 之快,竟然没有间隔期の传送阵就很奇怪了.而且这些蛮族竟然排队依次进行传送,这久更让人奇怪了. "不用奇怪,这些传送阵是昨夜の翼鸟妖搭建の,只能单向定点传送,而且传送の距离也很短."在场の四人,夜十三和夜十七虽然是诸侯境强者,但是昨夜也被这上百の半鸟半人怪物也吓了一 跳,而白重炙更是这方面の白痴.反而娇滴滴の夜轻舞却虽然有一丝惊愕,但是却一语道出了翼鸟妖の身
总电池反应式： 2CO+O2=2CO2 ———————————— 方法导析：解本题必须弄清电池的正负极，同时 注意审题判断产物。原电池负极上参加反应的物 质通常是燃料既还原剂，而正极是氧化剂如氧气 等。本题中CO2参与正极上的变化。
高考考点归纳：
1.氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池,主要用 于航天领域。它的电极材料一般为活化电极，具有 很强的催化活性。如活性碳电极，且通氢气的电极 为负极，通氧气的电极为正极。电解质溶液一般为 KOH溶液。（如考题1）电极反应式为： 负极：2H2+4OH-—4e-=4H2O