【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】（浙江專用）2014高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 特色訓(xùn)練5 新型電池的開(kāi)發(fā)與利用（含解析）

特色訓(xùn)練5新型電池的開(kāi)發(fā)與利用1(2013·浙南名校聯(lián)考)Harbermann等設(shè)計(jì)出利用Desulfovibrio desulfurcan菌種生成的硫化物作為介體的微生物燃料電池，電池內(nèi)部有質(zhì)子通過(guò)，該系統(tǒng)不經(jīng)任何維護(hù)可連續(xù)運(yùn)行5年。該電池的負(fù)極反應(yīng)式為S24H2O8e=SO8H。有關(guān)該電池的下列說(shuō)法中正確的是()。A若有1.12 L氧氣參與反應(yīng)，則有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移B質(zhì)子由正極移向負(fù)極C該電池的總反應(yīng)為S22O2=SOD正極的電極反應(yīng)式為2O28e4H2O=8OH解析A項(xiàng)沒(méi)有注明標(biāo)準(zhǔn)狀況，錯(cuò)誤；質(zhì)子應(yīng)由負(fù)極移向正極，B錯(cuò)誤；正極的電極反應(yīng)式為2O28H8e=4H2O，D錯(cuò)誤。答案C2以氨作為燃料的固體氧化物(含有O2)燃料電池，具有全固態(tài)結(jié)構(gòu)、能量效率高的特點(diǎn)，另外氨氣含氫量高，不含碳，易液化，方便運(yùn)輸和貯存，是很好的氫源載體。其工作原理如圖所示，下列關(guān)于直接氨固體氧化物燃料電池的說(shuō)法正確的是()。A該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為4NH35O2=4NO6H2OB固體氧化物作為電池工作的電解質(zhì)，其作用是讓電子在電池內(nèi)移動(dòng)C電池工作時(shí)，在接觸面上發(fā)生的電極反應(yīng)為2NH33O26e=N23H2OD外電路的電流方向?yàn)閺碾姌Oa流向電極b解析A項(xiàng)，電池的總反應(yīng)為4NH33O2=2N26H2O，錯(cuò)；B項(xiàng)，電子在外線路中移動(dòng)，在電池內(nèi)部進(jìn)行定向移動(dòng)的是離子，錯(cuò)；C項(xiàng)，電極a為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：2NH33O26e=N23H2O，正確；D項(xiàng)，a是負(fù)極，b是正極，外電路中的電流方向應(yīng)該是從b流向a，錯(cuò)。答案C3可用于電動(dòng)汽車的鋁­空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是()。A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為O22H2O4e=4OHB以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Al3OH3e=Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變D電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極解析無(wú)論是NaOH溶液還是NaCl溶液，在正極上都是O2得到電子被還原結(jié)合H2O生成OH，A正確；生成的Al(OH)3是兩性氫氧化物，在堿溶液中發(fā)生反應(yīng)生成AlO，B錯(cuò)誤；生成的Al(OH)3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，消耗電解質(zhì)中的NaOH，使電解液pH降低，C錯(cuò)誤；原電池中，電子在外電路從負(fù)極流向正極，D錯(cuò)誤。答案A4高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列敘述不正確的是()。A放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn2e2OH=Zn(OH)2B充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Fe(OH)33e5OH=FeO4H2OC放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化D放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)解析由電池總反應(yīng)式看出，放電時(shí)Zn失電子，應(yīng)參與負(fù)極反應(yīng)，A項(xiàng)正確；充電時(shí)，F(xiàn)e(OH)3K2FeO4，F(xiàn)e的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，B正確；放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極應(yīng)有1 mol K2FeO4被還原，C錯(cuò)；放電時(shí)，正極附近有KOH生成，D正確。答案C5大運(yùn)會(huì)期間，深圳新能源汽車上有一種質(zhì)子交換膜燃料電池，其工作原理如下圖所示，下列敘述正確的是()。A通入氧氣的電極發(fā)生氧化反應(yīng)B通入氫氣的電極為正極C總反應(yīng)式為O22H22H2OD正極的電極反應(yīng)式為：O24H4e=2H2O解析質(zhì)子交換膜燃料電池中，通入H2的一極作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H22e=2H；通入O2的一極作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O24e4H=2H2O；燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，總反應(yīng)式不能寫“點(diǎn)燃”條件。答案D6(2013·杭州四校聯(lián)考)磷酸燃料電池是目前較為成熟的燃料電池，其基本組成和反應(yīng)原理如下：下列說(shuō)法不正確的是()。A在改質(zhì)器中主要發(fā)生的反應(yīng)為CxHyxH2OxCO(x)H2B移位反應(yīng)器中CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，溫度越高，CO轉(zhuǎn)化速率越大C負(fù)極排出的氣體主要是CO2D該電池正極的電極反應(yīng)為O24H4e=2H2O解析由題圖可知，CxHy和H2O通過(guò)改質(zhì)器后，生成CO和H2，A正確；觸媒在合適溫度下活性最強(qiáng)，高于或低于合適溫度，催化活性都會(huì)降低或消失，B錯(cuò)誤；由圖看出C、D兩項(xiàng)正確。答案B7.鋰離子電池已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的可充電電池。某種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖，其中兩極區(qū)間的隔膜只允許Li通過(guò)。電池充電時(shí)的總反應(yīng)化學(xué)方程式為：LiCoO2=Li1xCoO2xLi。關(guān)于該電池的推論錯(cuò)誤的是()。A放電時(shí)，Li主要從負(fù)極區(qū)通過(guò)隔膜移向正極區(qū)B放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)xLixe=xLiC充電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D充電時(shí)，負(fù)極(C)上鋰元素被氧化解析由題知放電時(shí)的反應(yīng)為：Li1xCoO2xLi=LiCoO2，則正極反應(yīng)為：Li1xCoO2xexLi=LiCoO2，負(fù)極反應(yīng)為：xLixe=xLi，Li主要從負(fù)極區(qū)通過(guò)隔膜移向正極區(qū)，A、B正確；充電過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程，C正確；充電時(shí)負(fù)極(C)接的是外接電源的負(fù)極，此時(shí)C為陰極，電極反應(yīng)應(yīng)該是xLixe=xLi，鋰元素被還原，D錯(cuò)誤。答案D8(2013·金華統(tǒng)考)熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視。某燃料電池以熔融的K2CO3(其中不含O2和HCO)為電解質(zhì)，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式為：2C4H1026CO52e=34CO210H2O。試回答下列問(wèn)題：(1)該燃料電池的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi) _；(2)正極電極反應(yīng)式為_(kāi)。(3)為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此，必須在通入的空氣中加入一種物質(zhì)，加入的物質(zhì)是_，它來(lái)自_ _。(4)某學(xué)生想用該燃料電池和如圖所示裝置來(lái)電解飽和食鹽水：寫出反應(yīng)的離子方程式_。將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在該裝置附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，待一段時(shí)間后又發(fā)現(xiàn)藍(lán)色褪去，這是因?yàn)檫^(guò)量的Cl2將生成的I2氧化。若反應(yīng)的Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為51，且生成兩種酸。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi) _。若電解后得到200 mL 3.25 mol·L1 NaOH溶液，則消耗C4H10的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為_(kāi)mL。答案(1)2C4H1013O2=8CO210H2O(2)13O226CO252e=26CO(3)CO2負(fù)極產(chǎn)物(4)2Cl2H2OCl2H22OH5Cl2I26H2O=10HCl2HIO35605