2020届高考化学二轮选择题训练：燃料电池【答案+解析】

1、2020届高考化学二轮选择题训练：燃料电池1 .一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图K23-8所示,图中有机废水中有机物可用GHwQ表示。下列有关说法正确的是（）图 K23-8A.b电极为该电池的负极B.b电极附近溶液的pH减小C.a 电极反应式：C 6HoQ-24e-+7HO6COT +24H+D.a交换膜为阳离子交换膜【解析】该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极b 是正极,A错误；右边装置中电极b是正极，电极反应式为2N?+10e+12H+N T +6HO,氢离子参加反应导致溶液酸性减小，溶液的pH增大,B错误；左边 装置电极a是负极，负极上有机物失电子发生氧化

2、反应，有机物在厌氧菌作用 下生成二氧化碳，电极反应式为 GHoO-24e-+7HO 6COT +24H+,C正确；放 电时，电解质溶液中阳离子移向正极室即右室，阴离子移向负极室即左室,a 交换膜为阴离子交换膜，D错误。2 .十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去 要求更高。二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保 三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是（）A.该电池放电时质子从电极 b移向电极aB.电极a附近发生的电极反应为 SO+2凡品2e =HSQ+ 2H+C.电极b附近发生的电极反应为 Q+4e+ 2HO=4OHD.相同条件下，放电过程中

3、消耗的 SO和Q的体积比为2 ： 1【解析】A项，放电时为原电池，质子向正极移动，电极 a为负极，则该电池放电时质子从电极a移向电极b,错误；B项，电极a为负极，发生氧 化反应，电极反应为SO+ 2H2O- 2e-=s6 + 44,硫酸应当拆为离子形式， 错误；C项，酸性条件下，氧气得电子与氢离子反应生成水，电极 b附近发 生的电极反应为O2+4e +4H+ =2120,错误；D项，由总反应式2SO+Q+ 2H2O=2Sb+ 4印可知，放电过程中消耗的SO和Q的体积比为2：1,正确。帔处理器液晶显示解3 .如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流 量监测与控制的功能，下列有关说法正确的

4、是 （）A.电流由呼气所在的铝电极流出B.印通过质子交换膜流向氧气所在的铝电极C.电路中流过2 mol电子时，消耗11.2 L O 2D.该电池的负极反应为CHCHOM 3HO- 12e =2C0T + 12H+【解析】选B呼气所在电极发生乙醇转化为醋酸的反应，故为负极，而电流由正极流出，A项错误；即通过质子交换膜流向正极（氧气所在的铝电极）， B项正确；正极反应为 O + 4e-+ 4H+ =2HO,电路中流过2 mol电子时，消 耗0.5 mol Q,在标准状况下体积为11.2 L,但题中未指明是否为标准状况，C项错误；该电池的负极反应为 CHCHO* H2O- 4e =CHCOO卅4口，

5、D项错 误。4 .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HS废气资源回收能量，并得到单质硫的原理如图K23-6所示。下 列说法正确的是（）A.电极b为电池负极B.电路中每流过4 mol电子，正极消耗44.8 L H 2sC.电极b上的电极反应为 O+4e+4H+ T2HOD.电极a上的电极反应为2H2S+2O-4e-&+2Ho【解析】由图中信息可知，该燃料电池的总反应为2H2S+OS+2HO,该反应中硫化氢是还原剂、氧气是氧化剂。硫化氢通入到电极a,所以a电极是负极， 发生的电极反应为2HS+2O-4e- T&+2HO;氧气通入到电极b,所以

6、b电极是 正极。电路中每流过4 mol电子，正极消耗1 mol O,发生的电极反应为 Q+4e- 2C2-0综上所述，D正确。5 .一种以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池的原理厂至铲飞如图所示，其中YSZ为6%- 10%YC3掺杂的ZC固体电解 占 _ J质（传导C2-）,下列有关叙述正确的是（） 门，* 01b dA.电子通过外电路从b极流向a遍 侬 2B. b极上的电极反应式为？&+ ?+ ?= ?C.每转移？?,消耗？?？?？D. ?7?由正极通过固体电解质 YSZ迁移到负极【答案】D【分析】本题考查原电池原理，侧重考查学生分析判断能力，正确判断正负极及电极上发生的反应是解本题关

7、键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质特点 书写，题目难度不大。【解答】该燃料电池中，通入甲烷的电极是负极、通入氧气的电极是正极。A.电子流出的电极为负极、电子流入的电极为正极，电子从a沿导线流向b, 故A错误；B.由图示知b电极上氧气得电子生成氧离子， 电极反应式为Q+4e-=2O-,故 B错误；C.温度和压强未知导致气体摩尔体积未知，所以无法计算甲烷体积，故 C 错误；D.电解质中阴离子向负极移动，则O2-由正极通过固体电解质 YSZ迁移到 负极，故D正确。故选D。6.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

8、，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 Y2Q的Zrd固体，在高温熔融状态下能传导 02 o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:D. a 极电极反应式：？?？?- ?= ?【答案】D【分析】本题考查原电池原理及其应用，关键是根据电子流向判断电极，再结合氧化 还原反应与电极反应式分析解答，理解掌握工作原理与电极判断方法。【解答】A.a电极通入CO H20生成CO和HO,发生氧化反应，为负极，b电极通入 的是氧气，在燃料电池中，通入氧气的电极式正极，发生还原

9、反应，故A错误；B.b为正极，在原电池中阴离子向负极移动，0一离子向a电极移动，故B错误；C.b电极反应方程式为： O2+4e=2O-, a电极反应方程式为：CO-2e+O-=CO 和H.+O2- 2e = H2O ,根据方程式可知，当b电极中CO和代按照1:1反应， 两个转移相同数目的电子，a、b电极消耗的气体的物质的量之比 2:1 ,故C 错误；D.a电极加入的是CO和凡，生成CO和HQ C和H的化合价升高了，发生氧 化反应，方程式为：CO+ （2） -2e =C（O、H.+O- 2e = H2O,故D正确。 故选D。7 .某固体燃料电池以固体氧化铝、氧化亿为电解质，这种固体电解质在高温

10、下允许氧离子（O”）在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极 a、b均不参与电极反应。下列判断不正确的是 （）。式干媒）名孔电极”因体电解版H2O CDs电极hA.在电池内部氧离子（?？?-）向负极移动B. a电极反应式为：？&+ ?= ?-C. b 电极反应式为：？?&+ ?- ? ?+ ?锻？D.若该电池工作时转移5 mol电子，则理论上消耗标况下？?？?【答案】DA.燃料电池中，电解质中的阴离子移向负极，即在电池内部氧离子（O2-）向负极移动，故A正确；8 .该电池属于固体燃料电池，以掺杂了氧化亿的固体氧化结为电解质，通氧气的电极a是正极，正极上反应为 Q+4e

11、-=2O-,故B正确；C.燃料电池中，燃料做负极，发生失电子的氧化反应，即：CH+loOZOeMCOMHO,故 C正确；D.用该燃料电池电解硫酸铜，每消耗 ImolGH时，转移电子是20mol,若该电池工作时转移5 mol电子，则理论上消耗标况下 5.6L C 3H ,故D错误 故选D。电梯M 电横«孑空8.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（NH）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.正极的电极反应式为：？?+ ?缪?+ ?= ?B.负极上每消耗？?？,会有？?旗过质子交换膜C. M极生成氮气且电

12、极附近pH降低D. d 口流出的液体为碱性【答案】C【分析】本题考查原电池的工作原理和电极反应式的书写，电化学计算等，难度中等。【解答】A.正极的电极反应式为：Q+4H+4e=2HO, A错误；8 .负极上每消耗1 mol N 2H4,会有4mol H+通过质子交换膜，B错误；C.根据氢离子移动方向，M极为负极，电极反应式为：NH-4e-=N+4H,所以M极生成氮气且电极附近pH降低，C正确；D.d 口流出的液体主要是水，D错误；故选Co9 .将CH设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如图 （A、B为多孔性碳 棒）持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VLo则下列说法错误的是（）A.通入？

13、?勺一端为原电池的负极，通入空气的一端 为原电池的正极B. ?< ?< ?,电池总反应的化学方程式为 ？?+ ?+ ?=?+ ?C. ?= ?.?时 ?, 溶液中只存在阴离子?-D. ? ?& ?,负极电极反应为？?- ?+ ?+ ?= ?-? ?【答案】C【分析】本题考查了燃料电池的工作原理重要考点，计算要求的综合性较强，难度较 大。【解答】A.燃料电池中，通入 CH的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池 的正极，故A正确；B.当 0<V022.4L 时，0<n (CH) < 1mol,则 0<n (CO) < 1mol,只发生 反应，

14、且KOH±量，则电池总反应式为 CH+2O+2KOH=C03HQ 故 B 正确；C.当 V=33.6L 时，n (CHI) =1.5mol , n (CO) =1.5mol,则电池总反应式为 3CH+6O+4KOH=2CO+2KHCO7HO,贝%4至U 0.5molK2CO和 ImolKHCO勺溶液, 则 c (HCO) >c (CG2-) >c (OH),故 C错误；D.当 22.4L<V044.8L, 1mol<n (CHI) <2mol,则 1mol<n (CO) <2mol, 发生反应，得到 KCO和KHCOS液，则负极反应式为CH-

15、8e-+9CO2-+3HO=10HCO,故 D正确。故选C。10.某固体酸燃料电池以CsHSOS体为电解质传递 f具基本结构如图所示， 电池总反应可表示为2H+O=2HO,下列说法正确的是：A.电子从b极通过外电路流向a极B. b极上的电极反应为？?+ ?您?+ ?= ?C.每转移？?W,消耗？?？?>?D. ?由a极通过固体酸膜传递到b极【答案】D由题意和图中酸膜可以看出这是一个酸性燃料电池，可以在总反应方程式中标化合价升降，也可以直接看出Q只能得电子降价，故通O的一定为正极（这 点无论在酸性燃料电池还是碱性燃料电池都一样，通O的为正极），所以该题b极为正极，a极为负极。A.电子通过外

16、电路从负极流向正极，电流通过外电路从正极流向负极，因 a 为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b,故A错误；B.b极为正极，电极反应为：Q+4e-+4H+=2HO , a极为负极，电极反应为：2H-4e-=4Hf,故 B 错误；C.因没有说明是否为标准状况，则气体的体积不一定为1.12L,故C错误；D.原电池中，阳离子向正极移动，所以 H+由a极通过固体酸电解质传递到b 极，故D正确。故选D。11.电化学在日常生活中用途广泛，图是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图， 电池总反应式为M时ClO-+H2O= Cl- + Mg （OH 2,图是电解法除去工业废 水中的？?阴?-。下列说法正确的是A.

17、图中，？?行?-向铁电极移动，与该极附近的？?结合转化成?(?黝 去B.图中，阳极的电极反应式为？?？?= ?C.图中，发生的氧化反应为？?？?+ ?= ?+ ?D.若图中？?镁溶解产生的电量用以图 废水处理，理论可除去?-的物质的量为？?？?？?？【答案】D【分析】本题综合考查电解原理，涉及电解、氧化还原反应、电子守恒的计算等问题， 为高频考点，要求具有较好的分析和解决问题的能力，题目难度中等。【解答】A.图中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，则Cr2O2-离子向金属铁电极移 动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH结合转化成Cr (OH 3除去，故A错误；B.图中阳

18、极上的电极反应式为：Fe-2e=Fe2+,故B错误；C该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e=Mg+,电池反应式为 Mg+ClO+HO=Mg(OH 2J +Cl-,正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，则总反应减去负极反应可得正极还原反应为M6+ClO+H2O+2e=Cl-+Mg(OH 2 J ,故 C错误；D.由电子守恒可知，6Mg6Fe2+m小，理论可除去 C2O2-的物质的量为0.05mol ,故 D正确。故选D。12.如图是甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应式储i

19、tffi国口榴牝剂.甯子交黑孤为2CHOH+3今2CG+4HOb下列说法正确的是（）A.左电极为电池的正极,a处通入的物质是甲醇B.右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气C.负极反应式为？?&?+ ?2 ?= ?解?+?D.正极反应式为？?+ ?+ ?= ?【答案】C【分析】本题以甲醇为燃料考查了燃料电池，难度不大，注意电极反应式的书写。【解答】A.通过电子的移动方向知，左半极为负极，右半极为正极，燃料电池中， 负极上投放燃料，所以a处通入的物质是甲醇，故 A错误；B.右电极是电池的正极，正极上氧气得电子发生还原反应，所以 b处通入的物质是空气，故B错误；C.负极上投放的燃料，燃料甲

20、醇失电子和水发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为 CHOH+HO-6e=CO T +6H+,故C正确；D.正极反应式为：Q+4H+4e=2HO,故D错误；故选：C。13.如图为用固体二氧化钛（TiO 2）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卜列说法中正确的是（）A.阳极的电极反应式为？?？?= ?tB.通电后，？?一向阴极移动C.阴极的电极反应式为 ?+? ?= ?-D.石墨电极的质量不发生变化【答案】C【分析】本题考查电解池的工作原理，涉及电解池中离子的运动方向、电极反应式的书写，注意把握电极反应式的书写以及图

21、中电子的移动方向是解答的关键。【解答】A.C.由图可知，O2-在阳极上失去电子，发生氧化反应：2O2-4e-=OT,阴极上发生还原反应：TiO2+4e=Ti+2O2-, A错误，C正确；B.电解池中，阴离子O-移向阳极，B错误；D.石墨电极本身会和阳极上产生的 Q发生反应生成CO CO,导致其质量减 小，D错误。故选Co14.固体氧化物燃料电池(SOFC以固体氧化物作为电解质，O!可以在其内 部自由通过.其工作原理如图所示.下列关于固体燃料电池的有关说法正确 的是()A.电极b为电池负极，电极反应式为？?+ ?= ?夕B.固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C.若？?乍为燃料气，则接触面上发生

22、的反应为？?+ ? ?=?+ ? D.若？?乍为燃料气，则接触面上发生的反应为？?+?-? ? ?【答案】DA.燃料电池都是燃料在负极失电子，氧气在正极得到电子，所以b电极为正极，故A错误；B.在电池内部阴离子向负极移动，而不是电子移向负极，故B错误；C.若氢气做燃料气，则在负极接触面上氢气失去电子发生反应生成氢离子，而氢离子与正极移动来的氧离子结合为水，所以电极反应为2H2+2O-4e =2HO,故 C错误；D.若C2H4作为燃料气，则接触面上发生的反应为Gh4+6O-12e-=2CO+2HO,故D正确。故选D。15.西安交大何雅玲院士团队提出了无需加入额外电解质的钠离子直接甲酸盐燃料电池，

23、该电池能连续放电13小时，其工作原理如图所示，下列说法 错误的是（）A.电子移动方向：石墨1极一导线一石墨2极B.石墨2电极发生还原反应C.石墨1电极发生的电极反应为？?+? ?= ?矽 + ? / f r D.产生 1molNaOH 消耗？?？【答案】D【分析】本题主要考查新型燃料电池，注意结合电池的工作示意图以及原电池的工作 原理进行分析解答，难度较大。【解答】由原电池的工作示意图可知：石墨 1电极为负极，电极反应为：【13（厂+3。丁 一出2”。；石墨2电极为正极，电极反应为：Q+4e-+2HO=4OH Na+经阳离子交换膜由负极向正极定向移动，据此解答。A.电子移动方向：负极（石墨1极

24、）一导线一正极（石墨2极），故A正确;B.石墨2电极为正极，氧气在正极发生还原反应，故 B正确；C.由分析可知石墨1电极发生的电极反应为：？?？?？ ？?=?+ ?询？故C正确；D.不确定是否为标准状况，氧气的体积无法计算，故 D错误。故选D。16.一种新型燃料电池，以锲板为电极插入 KOH容液中，分别向两极通乙烷和氧气，电极反应为：C2H+ 180H =2C(?-+12h2O+ 14e ; 7HO+ 3.5O?+14e-二140H。有关此电池的推断错误的是A.通氧气的电极为正极B.参加反应的？行？?？?勺物质的量之比为？ :?？C.放电一段时间后，K0H的物质的量浓度将下降D.在电解质溶液中

25、？和正极移动【答案】D【分析】本题主要考查的是燃料电池的工作原理，意在考查学生的分析能力和知识应用能力，能根据电极反应的物质判断电池的正负极和电极反应是解题的关键。【解答】A.根据电极反应式可知氧气在反应中得到电子，发生还原反应，所以通入燃料的电极是负极、通入氧气的电极是正极，故A正确；B.电池反应式为GH+dOH+uZCb+SHO,则参加反应的氧气与 GH的物质的量之比为7: 2,故B正确；C.电池反应式为GH+4OF+？0=2Cd-+5HO, KOH勺物质的量减少、溶液体积增大，所以KOH勺物质的量浓度减小，故C正确；D.放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，所以碳酸根离

26、子向负极移动，故 D错误。故选D。17.新型高效的乙醇燃料电池采用铝为电极材料，两电极上分别通入C2H5OH和Q ,电解质为KOH容液或盐酸溶液。某研究小组将两个乙醇燃料电池连接 后作为电源，进行CuSO容液的电解实验，如图所示。下列说法正确的是A.图中两组原电池装置中的正极反应式相同B.如果通电一段时间后，两极均收集到？?2舜，则原混合溶液中?”的物质的量为？?？C.如果把b电极换成铜电极，溶液中的？?+的浓度基本上保持不变D.通电一段时间后，加入一定量的？?(?溶液可能恢复到原来的浓度【答案】D【分析】本题考查电解池和原电池的内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题， 做题时注意从氧化还原

27、的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写， 难度并不大。【解答】A.图中两组原电池装置中的正极反应式分别为：Q+2HO+4e=4OH,Q+4l4+4e=2HO,故 A错误；B.两极均收集到2.24L气体，但气体所处的状况未知，不能求出转移电子，故B错误；C.如果把b电极换成铜电极，铜电极是阴极，不能失去电子，溶液中的CuT的浓度还是会减小，故 C错误；D.通电一段时间后，如果硫酸铜电解完后已经开始电解硫酸，则加入一定 量的Cu(OH),溶液可能恢复到原来的浓度，故 D正确。故选D。18.现有一种新型的甲酸一铁离子的燃料电池，具工作原理如图所示。下列 有关说法正确的是23A.吸附层a发生了氧

28、化反应B.电子从吸附层a经过导线移向吸附层bC.电解质溶液中？?/狗右移动D.负极的电极反应是？?？?+ ?= ? t+?【答案】D【分析】本题是对原电池原理应用的考查， 明确原电池的工作原理是解答本题的关键， 题目难度不大。【解答】A.吸附层a是Fe3+得电子生成Fe2+,发生了还原反应，故 A错误；B.依题意吸附层a得电子，是正极，b失电子是负极，电子从吸附层 b经过 导线移向吸附层a,故B错误；c.电解质溶液中阳离子Na'向正极移动，故C错误；D.负极的电极反应是？?？ ?+ ?= ?+?故D正确。 故选D。19.我国拟大力推广使用天然气燃料电池的公共汽车。某种以质量分数为30%

29、 的KOH容液为电解质的天然气燃料电池在使用时的电极反应如下：CH+10OH8e-= CC32" +7H2OQ + 2H 2O + 4e-= 40H 下列有关该天然气燃料电池的说法中，正确的是A.该电池工作后，生成的？?-在溶液中向正极附近移动B.供电时的总反应为:CCCC点燃?+ ? ?= ?+ ?&?C.该燃料电池可以用两个活性相同的电极D.该电池消耗了 ？?（?？然状况）时，有？?？转移【答案】C【分析】本题旨在考查学生对原电池的工作原理、电极反应式的书写等应用。【解答】A.阴离子向负极移动，故A错误；B.碱性环境中，生成碳酸根离子，不生成二氧化碳，故 B错误；C.燃料

30、电池可以用两个活性相同的电极，故C正确；D.根据CH+10OH8e= CG2- +7HQ可知，消耗2.24L甲烷物质的量为 0.1mol ,有0.8mol电子转移，故 D错误。故选Co20 .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 氧化亿（Y2Q）的氧化培（ZrQ）晶体，在熔融状态下能传导 C2 o下列对该 燃料电池说法正确的是（）A.在熔融电解质中，？?一由负极移向正极B.通入空气的一极是正极,电极反应为：？%+ ?+ ?= ? C.通入丁烷的一极是负极，电极反应为：？?？?？ ？?？?？= ? ?修？ f “ U f “一 一 .、.一. .999999 99D.

31、在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成？?人体一?【答案】C【解析】【分析】本题考查了化学电源新型电池，根据得失电子判断正负极，难点是电极反应 式的书写，注意阳极上氧气得电子生成氧离子而不是水或氢氧根离子，与电 解质有关，为易错点。【解答】A.该装置是原电池，在熔融电解质中，氧离子由正极向负极移动，故A错误;B.通入空气的电极是正极，正极上氧气得电子生成氧离子，其电极反应式为 Q+4e-=2O-,故 B 错误；C.通入丁烷的电极是负极，负极上丁烷失电子和氧离子反应生成二氧化碳和 水，电极反应式为 GH0-26e-+13O=4C（2+5HO,故C正确；D.该装置中电池反应式为2QHo+1

32、3O=8CO+10HO,根据氧气和二氧化碳的关 系式知，每消耗1mol氧气理论上能生成标况下二氧化碳的体积： ? X ?.? 一?hX ?/?而？题目没有说标准状况，故 D错误。故选Co21 .一种新型微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图 所小。下列说法正确的是（）A. a为电池的正极B.海水淡化的原理是：电池工作时，？?？；夥向左室，？?？向右室C.处理？?期勺电极反应为：？?？?+ ? ? T+?D.若用？?表示有机废水中有机物，每消耗？?？?专移 ?【答案】C【分析】本题考查原电池的工作原理及电极方程式书写， 掌握原电池的工作原理是关 键，难度不大。【解答】A.a极有机

33、物变为二氧化碳，失电子发生氧化反应，为电池的负极，故 A错 误；B.右室硝酸根生成氮气发生还原反应，右室为正极，C移向左室，Na+移向右室，故B错误；C.右室为正极，正极上发生的电极反应：2NO +6HA 10e=Nd + 12OH,故C正确；D.若有机废水中有机物用 GH2O6表示，每消耗1mol GH2Q转移24 mol电子， 故D错误。故选Co22.瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪（图甲）能够在煤 矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示.该瓦斯分析仪 工作原理类似燃料电池的工作原理，具装置如图乙所示，其中的固体电解质 是Y2O-Na2O （O2-可以在其中自由

34、移动）。下列有关叙述正确的是A.电极b是正极，发生氧化反应B.瓦斯分析仪工作时，？?-由电极a流向电极bC.电极 a 的反应式为：？?+ ?- ?= ?+ ?D.当固体电解质中有？?？?通过时，电子转移4mol【答案】CA.正极发生还原反应，故 A不符合题意；B.电极b氧气得电子，生成O2-,而电极a需要O2-作为反应物，故O2-由正极（电极b）流向负极（电极a）,故B不符合题意；C.甲烷所在电极a为负极，电极反应为：CH+4O-8e =CO+2HO,故C符合题D.lmol O得4mol电子生成2molO2-,故当固体电解质中有1mol O2-通过时,电子转移2mol,故D不符合题意 故选Co

35、23.利用如图所示原电池可测量空气中C12含量，其中电解质是含 Ag+的可以a ab t电豫质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？?？?勺数目减少C.正极反应：？? ?+ ? ?D.空气中？?(?须？大,Ag极消耗速率越快【答案】B【分析】本题考查了原电池原理的应用，注意电解反应类型和电子移动方向，题目难 度不大。Ag电极为负极发生氧化反应生成银离子，氯气在正极发生还原反应生成氯离 子，氯离子与银离子反应生成 AgCl沉淀，据沉淀质量测定氯气含量，据此 分析。【解答】A.电子从负极流向正极 Pt,故A正确；B.Ag电极为负极发生氧化反应

36、生成银离子，氯气在正极发生还原反应生成氯 离子，氯离子与银离子反应生成 AgCl沉淀，所以电池工作时，电解质中 Ag+ 数目不变，故B错误；C.氯气在正极发生还原反应生成氯离子，氯离子与银离子反应生成AgCl沉淀，正极反应为：Cl2+2e-+2Ag+=2AgCl,故C正确；D.空气中c(Cl 2)越大，则得到的电子数越多，因此消耗的银越多，则 Ag极 消耗速率越快，故D正确。故选Bo24.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 Li 2CO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，？?碳

37、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【答案】B【分析】本题考查原电池及电解池，为高频考点，把握电极判断、电极反应、工作原 理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电化学知识的应用及钠 的性质，题目难度不大。【解答】A.该电池放电时，锂金属片为负极，碳纳米管为正极，充电时外接电源的正极接电池的碳纳米管（正极），外接电源的负极接电池的锂金属片（负极）， 故A错误；B.放电时Li+向正极（碳纳米管）定向移动，故 B正确；C.放电时正极得到电子发生还原反应，正极反应式为3CG+4Li+ + 4e =2U2CG+C,故 C错误；D.锂要与乙醇发

38、生反应，故 D错误；故选Bo25 .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，空气为氧化剂，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导Q;该电池的总反应是 QH+ 5Q= 3CO + 4HQ 负极反应为 GH 20e +10O =3CO+ 4HO?下列关于该燃料电池的说法中正确的是（）A.在熔融电解质中，？?-由负极移向正极B.电池的正极通入丙烷C.电路中每通过5mol电子，约有？?准状况下的丙烷被完全氧化D.在电池正极的电极反应为？?- ?= ?-【答案】CA.在原电池工作过程中，电解质中的阴离子向负极移动，即由正极O2-移向负 极，故A错误；B.原电池工作时，丙烷在负极被氧

39、化，因此电池的负极通入丙烷，故B错误；C.C3H被氧化为CO,每摩尔丙烷转移20moi电子，若参加反应的丙烷的物质 一 一 ？.？的量=?/?=£?25mol ,则转移电子的物质的量为 0.25mol X20=5mol,故C正确；D.氧气在正极被还原，电极反应式为Q +4e- =2O2-,故D错误。故选Co26 .微生物燃料电池可净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中？?:?-浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是（）A. M极为电池负极，发生的电极反应为？?- ?= ?如？+?B.图1燃料电池工作一段时间后，N极附近的溶液pH增大C.外电路转移

40、2 mol电子时,N极消耗标准状况下？?？?？D.图2中？?-浓度较大时，其去除率下降可能是？?:?-浓度较大造成 还原菌失活所致【答案】C【分析】本题考查原电池知识，侧重学生的分析能力的考查，答题时注意把握题给信 息，结合氢离子的定向移动判断原电池的正负极，难度中等。【解答】A.根据图1可知M极为负极，CHCOOFfc负极上被氧化，M极电极反应式为CHCOOH 2H2O-8e =2COT + 8H+,故 A正确；B.根据图1可写出N极的电极反应式为？?然?-+ ?+ ? ?； +? 4H+ + Q+ 4e- = 2HO,故反应一段时间后，N极附近溶液的pH增大, 故B正确；C外电品&

41、转移2 mol电子时，N极O和？?:?-共同得2 mol电子，消耗Q 量少于11.2 L （标准状况下），故C错误；D. ?-浓度较大时，其氧化性增强，可能会造成还原菌失活，故D正确。 故选Co27.NQ、O2和熔融KNO可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y, Y可循环使用。下列说法正确的是A. 02在石墨n附近发生氧化反应B.该电池放电时？?前石墨II电极迁移C.石墨I附近发生的反应：3NO2 +?-= ?+?D.相同条件下，放电过程中消耗的NO才口 O2的体积比为？:？【答案】D【分析】本题考查了燃料电池，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查, 负极的判

42、断、由化合价的变化推测电极产物等，侧重于有关原理的应用的考 查，题目难度中等.【解答】A.石墨R通入氧气，发生还原反应，故 A错误；B.石墨I为原电池的负极，原电池中阴离子移向负极，故B错误；C.石墨I为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为NO2+NO3-e-=N2O5 故C错误；D.电极方程式分别为 4NO+4NO-4e=4NQ、O+2NQ+4e=4NO ,则放电过程中消耗的NO和Q的体积比为4: 1,故D正确；故选D。28.微生物燃料电池（MFC混一种现代化氨氮去除技术。 下图为MFCM氮联合 同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是（）A.好氧微生物反应器中反应为：？?？?+

43、?= ?+ ?+?+ ?B. B极电势比A极电势低C. A 极的电极反应式?+ ?+ ?= ? ?D.当电路中通过1mol电子时，理论上总共生成?【答案】A【分析】本题考查化学电源新型电池，题目难度不大，侧重于电池工作原理的考查，注意电极方程式的书写。【解答】图示分析可知：酸性介质中，微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，NO-离子在正极得到电子生成氮气、 发 生还原反应，CHCOOE原电池负极失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体， NH+在好氧微生物反应器中转化为 NQ ,据此分析解答。A. NH+在好氧微生物反应器中转化为 NQ,结合电子守恒、电荷守恒得

44、到反 应的离子方程式为 NH+2O=NQ+2H+HO,故A正确；B.微生物燃料电池中氢离子移向 B电极，说明A为原电池的负极，B为原电 池的正极，所以B极电势比A极电势高，故B错误；C.酸性介质中，CHCOOE原电池负极失电子、发生氧化反应生成CO气体，则A极的电极反应式为：CHCOO8e-+2HO=2C07H,故C错误；D. NQ离子在正极得到电子生成氮气，电极反应式为 2NO+12H+10e=NT +6HO,电路中通过1mol电子时，标准状况下，理论上总共生成 0.1mol即2.24LN2,但由于选项中没有指明气体的存在条件，所以不能确定年的体积,故D错误；故选：A。29.设计出燃料电池使

45、汽油（设其成分为 GHb）氧化直接产生电流是21世纪 最富有挑战性的课题之一。最近有人设计了一种固体燃料电池，固体氧化培 -氧化亿为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2 ）通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极 a、b均不参与电极反应。下列判断 不正确的是A.有？效电的a极为电池的负极B. b极对应的电极反应式为：？?+ ?- ? ?+ ?徵?C.该电池的总反应方程式为：？?？&?+ ?= ? ?锻？D.汽油燃料电池最大的技术障碍是氧化反应不完全，产生炭粒堵塞电极 的气体通道，从而使输电效能减弱【答案】AA.通氧气的电极a是正极，通入燃料的电极 b是负极，故A错误；B.

46、通入燃料C5H2的电极b是负极，负极上发生失电子的氧化反应，即GHi2+16O-32e=5CO+6HO,故 B 正确；C.该电池的总反应方程式为：C5Hl2+8O=5CO+6HO,故C正确；D.燃料电池相对于汽油直接燃烧，具有较高的能量利用率，但是最大的技术 障碍是氧化反应不完全，产生炭粒堵塞电极的气体通道，从而使输电效能减 弱，故D正确。故选Ao30 .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学4年* 料现I东电痔东麻*惠LISTCW3A.陶瓷片允许？?？过，不允许水分子通过B.放电时,N为电池的

47、正极C.充电时，阴极反应为：？?+?+ ? = ?D.充电时，接线柱A应与外接电源的正极相连【答案】D【分析】 本题考查了新型化学电源，注意对题干信息的应用，明确原电池的原理是解 题的关键，题目难度中等。【解答】A.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，则陶瓷片允许Li+通过，不允许水分子通过，故 A正确；B.放电时，金属锂是负极，发生失电子的氧化反应，M是负极，N为电池的正极，故B正确；C.充电时，阴极反应和放电时的负极反应互为逆过程，电极反应为：Li+e=Li,故C正确；D.充电时，接线柱A应与M极相连，M是负极，所以A外接电源的负极，故D错误。故选Do立

48、瓦新分析仪 传总卷乙31 .有一种瓦斯分析仪（如图甲所示）能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓 度时，通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原 理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是 Y2QNaO, OT可以在其中自 由移动。下列叙述正确的是一空气一甲烷A.瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB.电极a的电极反应式为？?？?+ ?，？?= ?多+ ?C.电极b是正极，？?-由电极a流向电极bD.当固体电解质中有？?时，转移4mol电子【答案】BA.电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故A错误；B.甲烷所在电极a为负极，电极反应为：CH+4O-8e =

49、CO+2HO,故B正确;C.电极b氧气得电子，生成O2-,而电极a需要O2-作为反应物，故O2-由正极 （电极b）流向负极（电极a）,故C错误；D.lmol O得4mol电子生成2molO2-,故当固体电解质中有1mol O2-通过时, 电子转移2mol,故D错误。故选Bo32.某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，发现断开 K2,闭合K,两 极均有气泡产生；一段时间后，断开 K,闭合发现电流表指针偏转，下 列有关描述正确的是瓦UH溶液 含酚凰的饱和食拈水甲乙A.断开？闭合？M,石墨电极上的电极反应式为：？?+ ?= ? T B.断开？闭合？?寸，铜电极上的电极反应式为：？? ?= ? C.

50、甲装置属于燃料电池，该电池正极的电极反应式为：？?+? ?= ?舒 + ? f f U f Uf D.甲烷燃料电池的总电极反应式为：？?+ ?+ ?+ ?【答案】D【分析】本题考查原电池和电解池原理， 明确电极上得失电子及离子放电顺序即可解 答，难度中等。【解答】实验时，断开K,闭合K,乙装置是电解池，石墨作阳极，铜是阴极，阳极 上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以两极均有气泡产 生；一段时间后，断开Ki,闭合乙池形成氢氯燃料电池，铜作负极氢气失电 子发生氧化反应，石墨作正极，氯气得电子发生还原反应，A.断开K2,闭合K时，该装置是电解池，铜作阴极，石墨作阳极，石墨电 极上氯离

51、子失电子发生氧化反应，所以其电极反应式为：2Cl-2e-=Cl2 T ,故A错误；B.断开Ki,闭合&时，该装置是原电池，铜作负极，负极上氢气失电子发 生氧化反应，所以铜电极上的电极反应式为：H2-2e-=2Hf,故B错误；C.甲装置属于燃料电池，该电池正极上氧气得电子发生还原反应，该电池 正极的电极反应式为 O十2H2O+4e=4OH,故C错误；D.甲装置属于燃料电池，甲烷和氧气、氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所 以总电极反应式为：CH+2O+2NaOH=NCO+3HO,故D正确；2733 .最近发现的一种三室微生物燃料电池， 可用于处理污水，原理如图所示, 图中有机废水中的有机物可以

52、用 GHwQ表示。下列说法正确的是（）画4歼1<-£-善3学出柔寿二-二二而技史VJ，& 1；茴旅” 上林书"利专水工;二工BUftriiftM 叱水A. a极是电池的正极B. b极附近的溶液pH减小C. a 极的电极反应式为？?？?？?- ?= ?+?D.若反应中转移的电子数为？?领U生成？?勺体积为？?？【答案】C【分析】本题考查化学电源新型电池，侧重考查学生获取信息、分析推断能力，根据 N元素化合价变化确定正负极，难点是电极反应式的书写，且原电池和电解 池原理是高考高频点，要熟练掌握。【解答】该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极b是正极， 电极反应式为2NG+10e+12Hh=Nd+6HO,左边装置电极a是负极，负极上有 机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应 式为 C6Hl0O-24e-+7HO=6COT +24口。A.根据题图可以看出，左边装置电极 a是负极，负极上有机物失电子发生氧 化反应，电极反应式为 GHoQ 24e + 7H2O=6COT + 24H+ ,故A