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2020届高考化学二轮题型对题必练——非水燃料电池1.一种以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池的原理如图所示，其中YSZ为6%～10%Y2O3掺杂的ZO2固体电解质（传导O2-），下列有关叙述正确的是（）A. 电子通过外电路从b极流向aB. b极上的电极反应式为C. 每转移电子,消耗的D. 由正极通过固体电解质YSZ迁移到负极2.燃料电池根据介质的不同分为多种类型，如酸性，碱性，熔融氧化物，熔融碳酸盐等燃料电池。
现有一种新型的固体氧化物型燃料电池，装置如图所示，在a极通入CO、H2混合气体为燃料，在b极通入空气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，在高温熔融状态下能传导O2－。
下列说法正确的是A. b极为正极,发生氧化反应B. 电池工作时, 离子向b电极移动C. a、b两极消耗的气体的物质的量之比为1：1D. a极电极反应式：、3.如图为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2（阴极）中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。
下列说法中正确的是（）A. 阳极的电极反应式为B. 通电后,向阴极移动C. 阴极的电极反应式为D. 石墨电极的质量不发生变化4.利用如图所示原电池可测量空气中Cl2含量，其中电解质是含Ag+的可以自由移动的固体物质。
下列分析不正确的是（）A. 电子经外电路流向Pt电极B. 电池工作时,电解质中的数目减少C. 正极反应：D. 空气中越大,Ag极消耗速率越快5.碱金属阳离子电池是二次电池的主流研究趋势。
一种锂离子二次电池的工作原理如下图所示，放电时生成的Li2CO3固体和碳储存于碳纳米管中。
下列说法正确的是( )A. 充电时,锂金属片接外接电源的正极B. 放电时,向碳纳米管极移动C. 放电时,正极反应为：D. 该电池的有机溶剂可以是乙醇6.一种锂铜可充电电池，工作原理如图。
在该电池中，非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开。
专题突破电化学一、选择题(本题包括8个小题,每小题8分,共64分)1.(2019黑龙江大庆实验中学高三上学期开学考试)有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是()A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag2.(2019四川成都高三一诊)港珠澳大桥设计寿命120年,对桥体钢构件采用了多种防腐方法。
下列分析错误的是()A.防腐原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水等防止形成原电池C.采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀3.(2018山东烟台高三诊断性测试)下列装置一定能证明2Ag++2I-2Ag+I2能否自发进行的是()4.(2019天津武清区大良中学高三月考)燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展,一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示,工作时产生稳定无污染的物质。
下列说法正确的是()A.M极生成氮气且电极附近pH降低B.负极上每消耗1 mol N2H4,会有2 mol H+通过质子交换膜C.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-D.电极M是原电池的正极5.(2019广东佛山普通高中教学质量检测)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。
总反应为CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑。
下列说法中错误的是()A.a为阳极,CO(NH2)2发生氧化反应B.b电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-C.每转移6 mol电子,a电极产生1 mol N2D.电解一段时间,a极区溶液pH升高6.(2019湖南衡阳高三联考)“ZEBRA”绿色电池是新型电动汽车的理想电源,结构如图所示,隔开两极的陶瓷管作钠离子导体。
（5）化学反应原理中的电化学1.氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出：回答下列有关问题：(1)电解池的阴极反应式为________．(2)通入空气的电极的电极反应式为________，燃料电池中阳离子的移动方向________(“从左向右”或“从右向左”)．(3)电解池中产生2 mol Cl 2，理论上燃料电池中消耗O 2的物质的量为________． (4)a 、b 、c 的大小关系为：________．2.新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等类型。
请回答下列问题： （1）2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的约翰·古迪纳夫等三位科学家。
如图所示为水溶液锂离子电池体系。
放电时，电池的负极是_______（填“a ”或“b ”），溶液中Li +从_______迁移（填“a 向b ”或“b 向a ”）。
（2）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。
电池总反应为()22442Pb s +PbO (s)2H SO (aq)2PbSO (s)2H O(l)++放电充电。
①放电时，正极的电极反应是_______，电解质溶液中硫酸的浓度_______（填“增大”“减小”或“不变”），当外电路通过0.5 mol e -时，理论上负极板的质量增加_______g 。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜（含Ag 、Pt 、Au 等杂质）的电解精炼。
如图所示，电解液c 选用_______溶液，A 电极的材料是_______，B 电极反应式是_______。
③用该蓄电池作电源，A 、B 为石墨电极，c 为氯化钠溶液，进行电解。
如图所示，则A 电极产生的气体是_______，B 电极附近溶液的pH_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
2020届届届届届届届届届届届届届——届届届届届届届1.一种微生物[化学成分表示为C m(H2O)n]燃料电池的结构如图所示。
关于该电池的叙述正确的是A. 电池工作时,电子由a流向bB. 微生物所在电极区放电时发生还原反应C. 放电过程中,H+从正极区移向负极区D. 正极反应式为MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O2.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是( )A. 该电池能够在高温下工作B. 电池的负极反应为C6H12O6+6H2O−24e−=6CO2↑+24H+C. 放电过程中,H+从正极区向负极区迁移D. 在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4/6L3.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,下列说法正确的是A. 若该电池电路中有0.4mol电子发生转移,则有0.45molH+通过质子交换膜B. 电子从b流出,经外电路流向aC. 如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化D. HS−在硫氧化菌作用下转化为SO42−的反应为：HS−+4H2O−8e−=SO42−+9H+4.微生物燃料电池具有广阔的应用前景。
以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池反应原理如图所示。
下列有关该电池的说法正确的是( )A. 该电池工作时电能转化为化学能B. 该电池中电极b是正极C. 外电路中电子由电极a通过导线流向电极bD. 该电池的总反应：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O5.一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池的说法正确的是（）A. a电极发生还原反应B. 每反应1 mol乙酸,电路中转移4 mol电子C. H+由右室通过质子交换膜进入左室D. b电极反应式为2NO 3−+10e−+12H+=N2↑+6H2O6.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如下图所示,图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。
2018——2019学年北京高三化学二轮复习形形色色的燃料电池1、如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()A.a电极是负极B.b电极的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置答案 B2、我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是() A．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用答案 B3、一种光化学电池的结构如图所示，电池总反应为：AgCl(s)＋Cu＋(aq)===Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)，下列关于该电池在工作时的说法中正确的是()A.生成108 g银，转移电子个数为1 molB.Cu＋在负极发生氧化反应C.Ag电极活泼，Ag失电子发生氧化反应D.Cl－由负极迁移到正极答案 B4、科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。
电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2－。
下列对该燃料电池的说法不正确的是()A.在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B.该电池的总反应是C3H8＋5O2===3CO2＋4H2OC.电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化D.通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O答案 A5、MFC(Microbial Fuel Cell)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，其在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景。
2020届届届届届届届届届届届届届——届届届届届届1.新型NaBH4/H2O2燃料电池（DBFC）的结构如图所示,该电池总反应方程式：NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O,有关的说法不正确的是（）A. 电极B为正极B. 放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移C. 电池负极的电极反应为：BH4−+8OH−−8e−=BO2−+6H2OD. 在电池反应中,每消耗1L 6mol/L H2O2溶液,理论上流过电路中的电子为12N A2.一种新型燃料电池,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－。
下列对该燃料电池的说法中正确的是()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+10H2OC. 通入空气的一极是正极,电极反应为：O2+4e−+2H2O===4OH−D. 通入丁烷的一极是正极,电极反应为：C4H10−26e−+13O2−===4CO2+5H2O3.某大学研制了一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池（DDFC）,该电池有较高的安全性。
电池总反应为：CH 3OCH3＋3O2＝2CO2＋3H2O ,电池示意如图,下列说法不正确的是( )A. a极为电池的负极B. 电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极C. 电池正极的电极反应为：4H++O2+4e−=2H2OD. 电池工作时,有0.6mol电子转移,生成的CO2体积为2.24L4.一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。
现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,一极通入CO气体,另一极通入O2和CO2混合气体,其总反应为：2CO＋O2===2CO2 。
则下列说法中正确的是（）A. 通CO的一极是电池的正极B. 负极发生的电极反应是：O2+2CO2+4e−===2CO32−C. 负极发生的电极反应是：CO+CO32−−2e−===2CO2D. 通O2的一极作阴极,发生还原反应5.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。
化学反应原理一、选择题（共15题）1．下列说法正确的是A．流水、风力、蒸汽是一次能源，电力是二次能源B．普通锌锰电池是一次电池，碱性锌锰电池是二次电池C．铅蓄电池是二次电池，氢氧燃料电池的活性物质储存在电池内部D．废旧电池的集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤2．下列说法中，不正确的是A．若反应时形成新化学键释放的能量大于断裂旧化学键所吸收的能量，则该化学反应是释放能量的反应B．若反应物的总能量大于生成物的总能量，则该化学反应为释放能量的反应C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关D．化学反应必然伴随着能量的变化3．在气体反应中，①增大反应物的浓度①升高温度①增大压强①移去生成物①加入催化剂能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是A．①①B．①①①①C．①①①D．①①①①①4．25①时，用浓度为0.1000-1mol L⋅的三种酸HX、HY、mol L⋅的NaOH溶液滴定20.00mL浓度均为0.1000-1HZ，滴定曲线如图所示，下列说法正确的是A．在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序：HZ<HY<HXK(HY)=10B．根据滴定曲线，可得-5aC．将上述HX、HY溶液等体积混合后，用NaOH溶液中和滴定至恰好完全反应时，c(X−)>c(Y−)>c(OH−)>c(H+) D．HX、HY、HZ中均存在电离平衡5．已知反应：2A+B = C在一定条件下进行的能量变化如图所示，破坏1mol A中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol B中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1mol C中的化学键释放的能量为Q3 kJ．请判断以下说法正确的是A．该反应中存在以下关系：2 Q1+Q2＜Q3B．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行C．当有1molB参加反应时，该反应放出的热量为：Q3 kJD．此反应为放热反应，所以在常温下一定能发生6．下列性质中，不能说明乙酸是弱电解质的是①乙酸溶液能导电①常温时，0.1mol/L乙酸溶液的pH约为3①乙酸能和碳酸钙反应放出CO2①10mL 1mol/L乙酸溶液与10mL 1mol/L的NaOH溶液恰好完全反应①同pH的盐酸和乙酸分别与足量铁片反应，乙酸产生H2多①pH=1的醋酸溶液用水稀释1000倍后，pH＜4A．①①①B．①①①C．①①①D．①①①7．下图所示原电池的有关叙述正确的是A．电流由铜片流向锌片B．取出盐桥后，电流计依然发生偏转C．铜片上有气泡逸出D．反应前后锌片质量不改变8．一定温度下，在恒容密闭容器中进行可逆反应2NO2(g) ①2NO(g) + O2(g)，下列可以作为反应达到化学平衡状态标志的有：①单位时间内生成n mol O2的同时生成n mol NO2；①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO；①NO2、NO、O2的物质的量之比为2:2:1的状态；①密闭容器中压强不再改变的状态；①混合气体的颜色不再改变的状态；①密闭容器中气体的密度不再改变的状态A．①①①B．①①①C．①①D．①①①9．某原电池的结构如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是A．铜片是负极B．该电池工作时电能转变为化学能C．H+向铜片移动D．铁片上发生的反应是Fe①3e－=Fe3+10．已知25①时有关弱酸的电离平衡常数：则下列有关说法正确的是A．等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH(NaCN)①pH(Na2CO3)①pH(CH3COONa)B．将a mol·L—1HCN溶液与a mol·L—1NaOH溶液等体积混合，混合液中：c(OH–)①c(H+)①c(Na+)①c(CN–) C．冰醋酸中逐滴加水，溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小D．NaHCO3和Na2CO3混合液中，一定有c(Na+)+ c(H+)=c(OH–)+ c(HCO3–) +c(CO32–)11．下列实验操作正确且能达到实验目的的是A．用蒸发皿加热分离Br2和CCl4的混合溶液B．将含少量二氧化锰的炭粉放在坩埚中灼烧除去二氧化锰C．配制Hg(NO3)2溶液时，将Hg(NO3)2溶于较浓硝酸中，然后加水稀释D．制取并纯化SO2时，将Na2SO3和70%的硫酸混合加热，将产生的气体依次通过饱和Na2SO3溶液、浓硫酸12．室温下，用0.100 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00ml 0.100 mol·L-1的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示。
高考化学二轮复习考点知识专题训练电化学1．ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是( )A．该装置可以在高温下工作B．X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜C．负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H＋D．该装置工作时，电能转化为化学能【答案】C【解析】A项，高温能使微生物蛋白质凝固变性，导致电池工作失效，所以该装置不能在高温下工作，A错误；B项，原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜，B错误；C项，由图片可知，负极为有机废水CH3COO-的电极，失电子发生氧化反应，电极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，C正确；D项，该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，D错误；故选C。
2．一种用于驱动检验管道焊缝设备爬行器的CH3OH－O2燃料电池的工作原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是( )A．标况下，该电池工作时，每消耗22.4L CH3OH转移6 mol电子B．电子由电极a经负载流向电极b，再经过氢氧化钠溶液返回电极a，形成闭合回路C．电池工作时，OH－向电极a移动，溶液的pH减小D．电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－＝2H2O【答案】C【解析】甲醇变为碳酸根，化合价升高，发生氧化反应，电极a是负极，氧气化合价降低，发生还原反应，电极b是正极。
可在此认识基础上根据原电池的基础知识对各选项作出判断。
A项，CH3OH在标准状况下是液体，不能用气体摩尔体积进行计算，故A 错误；B项，电子由电极a经负载流向电极b，但电子不经过氢氧化钠溶液返回电极a，故B错误；C项，电池工作时，阴离子移向负极，所以，OH－向电极a移动；电极反应为：CH3OH－6e－＋8OH－＝6H2O＋CO32-，消耗OH-，溶液的pH减小，故C正确；D项，碱性环境下，电极b上发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，故D错误；故选C。
2020
届高考化学二轮复习热点题型微专题突破
第1页，共8页 2020届高考化学二轮复习热点题型
微专题突破五十七 燃料电池
一、单选题
1. 尿素[CO(NH 2)2]与NO 在碱性条件下可形成燃料电池(如图)，电池总反应方程式为
2CO(NH 2)2+6NO +4NaOH =5N 2+2Na 2CO 3+6H 2O 。
下列说法正确的是( )
A. 甲电极为电池的负极，发生还原反应
B. 电池工作时，电子经负载、乙电极、电解质又流向甲电极
C. 电池工作一段时间后，乙电极周围溶液酸性增强
D. 甲电极的电极反应式为CO(NH 2)2−6e −+8OH −=CO 32−+N 2↑+6H 2O
2. 铈(Ce)是镧系金属元素。
空气污染物NO 通常用含Ce 4+的溶液吸收，生成HNO 2、NO 3
−，再利用电解法将上述吸收液中的HNO 2转化为无毒物质，同时生成Ce 4+，其原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A. H +由右室进入左室
B. Ce 4+从电解槽的c 口流出，且可循环使用
C. 阴极的电极反应式：2HNO 2+6H ++6e −=N 2↑+4H 2O。
2020届届届届届届届届届届届届届——届届届届1.尿素［CO(NH2) 2］与NO在碱性条件下可形成燃料电池(如图)，电池总反应方程名几成电模式为2CO (NH2) 2+6NO+4NaOH=5N2+2Na2CO3+6H2O。
下列说法正确的是()A.甲电极为电池的负极，发生还原反应B.电池工作时，电子经负载、乙电极、电解质又流向甲电极C.电池工作一段时间后，乙电极周围溶液酸性增强D.甲电极的电极反应式为CO(NH2)2 - 6e- + 8OH- = CO3- + N2 T +6H2O2.以二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池为电源,电解饱和食盐水制备氯气和烧碱,设计也同但浊装置如图所示。
已知：a电报的反应式为O2+4H++4e-=2HO,下列说法不正确的是()A. b 电极的反应式为CH3OCH3 + 3H2O - 12e- = 2CO2 T +12H+B.试剂A为饱和食盐水，试剂B为NaOH稀溶液C.阳极生成1 mol气体时，有1mol离子通过离子交换膜D.阴极生成1 mol气体时，理论上导线中流过2mole -由横餐碗搬E3.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图．下列有关该电池的说法正确的是()A.反应।•门口i ；;一」,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为：H2 + CO3- - 2 e- = H2O + CO2C.电池工作时,CO3-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为：O2 + 2CO2+4 e - = 2CO3-某种燃料电池是以甲烷（CH4）和空气为原料，以KOH为电解质溶液构成的原电池。
电池的总反应类似甲烷在氧气中的燃烧。
下列说法正确的是（）①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②CH4在负极发生氧化反应,电极反应式是:CH4 + 10OH- - 8e- = CO32T 7H2O③燃料电池把化学能直接转化为电能,而不经过热能这一种中间形式,所以它的能量转化效率高,并且减少了对环境的污染④这种燃料电池要定期更换电解质溶液A.①②B.①②③④C.①③④D.②④4.探索二氧化碳在海洋中转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
第8讲燃料电池学案1、定义：燃料电池是一种不经过燃烧，将燃料化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置。
它和其它电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会发出火焰，其化学能可以直接转化为电能，且废物排放量很低。
其中燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，这是我们书写燃料电池总反应方程式的依据。
2、燃料电池的电极规定燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔镍、铂、钯等兼有催化剂特性的惰性金属，两电极的材料相同。
因此，燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。
通入可燃物的一极为负极，可燃物在该电极上发生氧化反应；通入空气或氧气的一极为正极，氧气在该电极上发生还原反应。
3、燃料电池的电解质不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质，其电解质通常有水剂体系（酸性、中性或碱性）电解质、熔融盐电解质、固体（氧化物或质子交换膜）电解质等。
在不同的电解质中，燃料电池的电极反应式就有不同的表示方法。
因此，在书写燃料电池电极反应式时要特别注意电解质的种类。
4、燃料电池的工作原理以氢氧燃料电池为例，其工作原理是：氢气（可燃物）从负极处失去电子（燃料被氧化掉），这些电子从外电路流到正极；同时，余下的阳离子（氢离子）通过电解液被送到正极。
在正极，离子与氧气发生反应并从负极获得电子。
5、燃料电池的优点作为二十一世纪改善人类生活的“绿色电源”——燃料电池，它具有以下优点：⑴燃料电池是把化学能直接转化为电能，而不经过热能这一种中间形式，所以它的电效率比其它任何形式的发电技术的电效率都高。
⑵燃料电池的废物（如SO2、CO、NO x）排放量很低，大大减少了对环境的污染。
⑶燃料电池中无运动部件，工作时很安静且无机械磨损。
总之，燃料电池是一种新型无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备，其投入使用可有效的解决能源危机、污染问题，是继水力、火力、核能发电后的第四类发电——化学能发电，被称为二十一世纪的“绿色电源”。
6、燃料电池电极反应式的书写方法在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。
专题06 第12题电化学基础一、试题分析电化学是高考每年必考内容，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。
同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。
二、试题导图三、必备知识知识点1电极的判断知识点2．电解池的电极反应及其放电顺序(1)阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞……知识点3．电解的四大类型及规律锌银电池总反应：Ag2O＋Zn＋H2O放电充电2Ag＋Zn(OH)2正极Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－负极Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2锌空气电池总反应：2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－4正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4镍铁电池总反应：NiO2＋Fe＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2正极NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－负极Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2高铁电池总反应：3Zn＋2FeO2－4＋8H2O 放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－类型电极反应特点实例电解物质电解液浓度pH电解液复原方法电解水型阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑NaOHH2O 增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通入HCl气体CuCl2—加CuCl2放H2生碱型阴极：放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl 电解质和水生成新电解质增大通入HCl气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：放O2生成酸CuSO4减小加CuO总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O 放电充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2总反应：x Mg＋Mo3S4放电充电Mg x Mo3S4总反应：2Na2S2＋NaBr3放电充电Na2S4＋3NaBr总反应：Na1－m CoO2＋Na m C n 放电充电NaCoO2＋C n总反应：VO＋2＋2H＋＋V2＋放电充电V3＋＋VO2＋＋H2O电池正极Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－负极Li－e－===Li＋锂离子电池总反应：Li1－x CoO2＋Li x C6放电充电LiCoO2＋C6(x＜1) 正极Li1－x CoO2＋x e－＋x Li＋===LiCoO2负极Li x C6－x e－===x Li＋＋C6知识点5．新型化学电源中电极反应式的书写三步骤知识点6．燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例电极反应式)电池类型导电介质反应式酸性燃料电池H＋总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋4H＋===2H2O负极CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋碱性燃料电池OH－总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO2－3＋6H2O 正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极CH3OH－6e－＋8OH－=== CO2－3＋6H2O熔融碳酸盐燃料电池CO2－3总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3负极CH3OH－6e－＋3CO2－3===4CO2↑＋2H2O固态氧化物燃料电池O2－总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－===2O2－负极CH3OH－6e－＋3O2－=== CO2↑＋2H2O质子交换膜燃料电池H＋总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋4H＋===2H2O负极CH 3OH －6e －＋H 2O=== CO 2↑＋6H ＋知识点7．燃料电池中氧气得电子的思维模型根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O 2，O 2得到电子后化合价降低，首先变成O 2－，O 2－能否存在要看电解质环境。
第8讲燃料电池练习1．(2023届·河北省唐山市高三摸底考试)以甲烷燃料电池为电源电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如图所示，下列叙述错误的是( )A．燃料电池通入氧气的电极接电解池的Y电极B．N室中：a%＜b%C．膜I、III为阳离子交换膜，膜II为阴离子交换膜D．理论上每生成1mol产品，需消耗甲烷的体积为2.8L(标况)2．(2022·广东省高三模拟预测)国家重点研发计划“科技冬奥”专项——“氢能出行关键技术研究与应用示范”项目负贵人杨福源教授介绍，服务北京2022年冬奥会冬残奥会的6款氢燃料电池客车已完成整车测试，“零碳排放”氢能汽车将正式开启绿色出行。
某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是( )A．左侧电极是负极，发生还原反应B．右侧电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-D．电子由a极流出经用电器达到b极，再由b极经电解质溶液流回a极形成闭合回路3．(2023届·山西省大同市第二中学校高三开学考试)用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪工作原理如图所示，下列说法错误的是( )A．电极X作负极CH23C．正极电极反应式是O2+4H++4e-=2H2OD．电池工作时，质子通过交换膜从左往右迁移4．(2023届·浙江省杭州市高三摸底考试)微生物燃料电池(MFC)耦合人工湿地(CW)系统可用于生产、生活废水处理并提供电能，系统内产电微生物由根沉积物和废水提供，其原理如图所示：下列有关叙述正确的是( )A．MFC-CW系统中电子由A极流向B极B．若A极处溶解O2不足，则电路中无电流通过C．若电路中转移0.2mol e ，则A极消耗O2D．B极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+5．(2022·吉林一中高三模拟)一种由石墨电极制成的海底燃料电池的装置如图所示。
下列说法正确的是( )A．向b极迁移的是H+B．大块沉积物中的铁均显+2价C．b极上FeS2转化为S的电极反应式为FeS2-2e- =Fe2+ +2SD．微生物作用下S循环(歧化)生成的n(SO42-)和n(HS- )之比为1：56．(2022·福建省厦门市高三模拟)可同步实现除污脱氮和产电的双阴极微生物燃料电池的工作原理如图，下列说法不正确的是( )A．工作过程中H 由厌氧室分别向缺氧室和好氧室迁移B．理论上，厌氧室消耗1 mol C6H12O6，外电路转移24 mol e-C．缺氧室中电极发生的反应为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2OD．好氧室在电极上得电子的微粒有O2和NH4+7．(2022·山东省枣庄市一模)采用情性电极，设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮的装置如图所示，其中硝化过程中NH4+被O2氧化。
2020届届届届届届届届届届届届届——届届届届届届1.一种以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池的原理如图所示,其中YSZ为6%～10%Y2O3掺杂的ZO2固体电解质（传导O2-）,下列有关叙述正确的是（）A. 电子通过外电路从b极流向aB. b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e−=4OH−C. 每转移0.lmol电子,消耗0.28L的CH4D. O2−由正极通过固体电解质YSZ迁移到负极2.燃料电池根据介质的不同分为多种类型,如酸性,碱性,熔融氧化物,熔融碳酸盐等燃料电池。
现有一种新型的固体氧化物型燃料电池,装置如图所示,在a极通入CO、H2混合气体为燃料,在b极通入空气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体,在高温熔融状态下能传导O2－。
下列说法正确的是A. b极为正极,发生氧化反应B. 电池工作时, O2−离子向b电极移动C. a、b两极消耗的气体的物质的量之比为1：1D. a极电极反应式：CO+O2−−2e−=CO2、H2+O−−2−2e−=H2O3.如图为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图,其原理是在较低的阴极电位下,TiO2（阴极）中的氧解离进入熔融盐,阴极最后只剩下纯钛。
下列说法中正确的是（）A. 阳极的电极反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑B. 通电后,O2−向阴极移动C. 阴极的电极反应式为TiO2+4e−=Ti+2O2−D. 石墨电极的质量不发生变化4.利用如图所示原电池可测量空气中Cl2含量,其中电解质是含Ag+的可以自由移动的固体物质。
下列分析不正确的是（）A. 电子经外电路流向Pt电极B. 电池工作时,电解质中Ag+的数目减少C. 正极反应：Cl2+2e−+2Ag+=2AgClD. 空气中c(Cl2)越大,Ag极消耗速率越快5.碱金属阳离子电池是二次电池的主流研究趋势。
一种锂离子二次电池的工作原理如下图所示,放电时生成的Li2CO3固体和碳储存于碳纳米管中。
下列说法正确的是( )A. 充电时,锂金属片接外接电源的正极B. 放电时,Li+向碳纳米管极移动C. 放电时,正极反应为：3CO2+4Li+−4e−=2Li2CO3+CD. 该电池的有机溶剂可以是乙醇6.一种锂铜可充电电池,工作原理如图。
在该电池中,非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片（LISICON）隔开。
下列说法不．正．确．的是A. 陶瓷片允许Li+通过,不允许水分子通过B. 放电时,N为电池的正极C. 充电时,阴极反应为：Li++e−=LiD. 充电时,接线柱A应与外接电源的正极相连7.固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2、H2O混合气体,既可高效制备合成气(CO、H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如图。
下列说法正确的是（已知F＝96500 C·mol-1）( )A. a为电源正极B. H2O在电极c上的电极反应式为2H2O+2e−=H2+2OH−C. 若电极c、d均为石墨,则工作时电极d更易被腐蚀D. 理论上每消耗电量96500 C,生成标准状况下的合成气22.4L8.甲烷可以制成多种形式的燃料电池,其中有一种新型的固体氧化物型燃料电池,如图,在两极上分别通入甲烷和空气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体。
在高温熔融状态下能传导O2-。
高温激发该电池使之放电,并用该电池电解200mL0.1mol/L硫酸铜溶液,下列说法正确的是（）A. 连接装置发生反应,Pt电极上有铜生成B. 当导线中通过0.01mole−时,加入0.005molCu(OH)2时,CuSO4溶液可恢复原组成C. a处的电极反应式为CH4−8e−+4O2−=CO2+2H2OD. 工作时,熔融电解质中O2−离子移向b电极9.新能源汽车的电源主要是新型锂－空气电池,该电池具有能量密度高的优点,其结构如图所示,其中固体电解质只允许Li＋通过。
下列说法正确的是A. 放电时,正极的电极反应式为O2+4H++4e−=2H2OB. 放电时,当外电路中有1mole−转移时,水性电解液离子总数增加N AC. 用该电池电解精炼铜,理论上每消耗标准状况下11.2L氧气,阳极质量减少64gD. Li+穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH溶液10.一种锂－铜空气燃料电池装置如图（锗酸锌锂固体电解质可以传递Li＋）。
通入空气时Cu被氧化为Cu2O,放电过程的反应为2Li＋Cu2O＋H2O＝2Cu＋2Li＋＋2OH－。
下列说法正确的是（）A. 放电时的负极反应为Cu2O+2e−+H2O=2Cu+2OH−B. 放电时锗酸锌锂固体电解质中Li+由右边移向左边C. 通入空气时Cu电极所发生的反应为Cu+2OH−=Cu2O+H2OD. 若Li减少1.4g,Cu电极表面的Cu2O质量增加3.2g,则反应消耗的空气中氧气为0.15mol11.新华网报道,我国固体氧化物燃料电池技术研发取得新突破。
科学家利用该技术实现了H2S废气资源回收能量,并得到单质硫的原理如图所示。
下列说法正确的是A. 电极b为电池负极B. 电路中每通过4mol电子,正极消耗44.8LH2SC. 电极b上的电极反应为：O2+4e−+4H+=2H2OD. 电极a上的电极反应为：2H2S+2O2−−4e−=S2+2H2O12.“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能,下图是用固体氧化物作“直接煤燃料电池”的电解质。
有关说法正确的是（）A. 电极b为电池的负极B. 电子由电极a沿导线流向bC. 电池反应为：C+CO2=2COD. 煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低13.以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究,下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。
下列说法错误的是A. 以甲烷为燃料,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池B. A电极为电池正极,发生还原反应C. B电极反应式为CH4+4O2−−8e−=CO2+2H2OD. 若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解100mL1mol·L−1的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为22.4L(标准状况下)14.锂一铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O==2Cu+2Li＋+2OH－,下列说法不正确的是A. 放电时,正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e−=2OH−+2CuB. 放电时,电子透过固体电解质向Li极移动C. 通空气时,铜电极被腐蚀,表面产生Cu2OD. 整个反应过程中,氧化剂为O215.某可充电的锂离子电池LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li＋导电固体为电解质。
放电时的电池反应为：Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4。
下列说法正确的是()A. 放电时,LiMn2O4发生氧化反应B. 放电时,正极反应为：Li++LiMn2O4+e−===Li2Mn2O4C. 充电时,LiMn2O4发生氧化反应D. 充电时,阳极反应为：Li++e−===Li16.有一种甲烷燃料电池（如图）,用铂作电极,一个电极通入空气,另一个电极通入甲烷,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2－。
则下列说法错误的是A. 电池的正板反应为：O2+4e−=2O2−B. 电池的负极反应为：CH4+4O2−−8e−=2CO2+2H22OC. 固体电解质里的O2−移动方向：由正极移向负极D. 外电路中电子移动方向：由正极流向负极17.某新型电池,负极是疏松多孔的石墨电极,金属锂原子填充在石墨电极的孔隙中。
正极是惰性电极,参与反应的物质是二氯亚砜(SOCl2),且正极有刺激性气味气体产生。
该电池的电解质为固体。
下列说法正确的是()A. 负极发生还原反应,当有1 mol电子发生转移时,负极质量减少7 gB. 若该电池固体电解质中起导电作用主要是Li+,放电过程中Li+向负极移动C. 用该电池电解饱和食盐水,两极材料均为惰性电极,若放电过程中消耗1 mol锂,则理论上两极各产生气体11.2 LD. 正极产生的刺激性气味气体为SO218.固体氧化物燃料电池（SOFC）以固体氧化物作为电解质,其工作原理如图所示。
下列关于固体燃料电池的有关说法中正确的是( )A. 固体氧化物的作用是让电子在电池内通过B. 固体氧化物中O2−从a极向b极移动C. 电极b为电池的负极,电极反应式为：O2+4e−=2O2−D. 若以C3H8为燃料气,则接触面上发生的反应为C3H8−20e−+10O2−=3CO2+4H2O19.在新型储能体系,锂-二氧化碳可充电电池被称为“可呼吸电池2.0”,该电池的总反应式为（未配平）。
其工作原理如图所示（放电时产生的碳酸锂固体储存于碳纳米管中,TEGDME是一种有机溶剂）。
下列说法中正确的是A. 放电时,CO2发生还原反应B. 若有1.12LCO2参与反应,则有0.2mol电子发生转移C. 放电时,Li+从右向左移动D. 充电时,阳极反应为2Li2CO3−4e−=2CO2↑+O2↑+4Li+20.固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体。
这类固体通过其中的离子迁移进行电荷传递,因此又称为固体离子导体。
目前固体电解质在制造全固态电池及其他传感器、探测器等方面的应用日益广泛。
如RbAg4I5晶体,其中迁移的物质全是Ag＋,室温导电率达0.27Ω－1·cm－1。
利用RbAg4I5晶体,可以制成电化学气敏传感器。
如图是一种测定O2含量的气体传感器示意图,被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜,由电池电动势变化可以得知O2的含量。
在气体传感器工作过程中,下列变化肯定没有发生的是A. I2+2Rb++2e−=2RbIB. I2+2Ag++2e−=2AgIC. Ag−e−=Ag+D. 4AlI3+3O2=2Al2O3+6I221.利用如图所示原电池可测量空气中Cl2含量,其中电解质是Ag+可以自由移动的固体物质。
下列分析不正确的是（）A. 电子经外电路流向Pt电极B. 电池工作时,电解质中Ag+数目减少C. 正极反应：Cl2+2e—+2Ag+=2AgClD. 空气中c(Cl2)越大,Ag极消耗速率越快22.0.3 mol硼烷(B2H6)在氧气中完全燃烧生成B2O3固体和液态水,放出649.5 kJ热量。
下列判断正确的是A. 该反应是非氧化还原反应B. 在理论上可以利用该反应的原理做成燃料电池C. 该反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)ΔH=+2165kJ·mol–1D. 每生成18 g水,该反应转移2 mol电子23.科研人员研制出NH3燃料电池,O2参与该电池反应,生成物均为无毒无害的物质,电解质为某种固体氧化物,O2－可在该固体电解质中自由移动。
