2020届高三化学二轮复习微专题知识点强化-燃料电池

2020届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届届、单选题（本大题共22小题，共44分）1.以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示.下列说法正确的是 （）A.燃料电池工作时，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-a极是铜，b极是铁时，硫酸铜溶液浓度减小a、b两极若是石墨，在同温同压下a极产生的气体是电池中消耗的乙烷体积的7/2a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同【答案】B【解析】【分析】本题考查原电池、电解池串联的相关问题，难度一般，解题的关键是对原电池、电解池原理的灵活运用。【解答】左边装置是乙烷燃料电池，原电池放电时，燃料失电子发生氧化反应，所以投放燃料的电极为负极，负极上乙烷失电子生成二氧化碳， 电极反应C2H6+4H2O-14e-=2CO2+14H+,投放氧化剂的电极为正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应，结合原理图判断电解质溶液呈酸性，正极反应为： O2+4e-+4H+=2H2O；右边装置有外接电源，所以是电解池，连接正极的 b电极是阳极，连接负极的a电极是阴极，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，结合电解反应解答。A.因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为： O2+4e-+4H+=2H2O,故A错误；B.a与电池负极相连，a为电解池阴极，b与电池的正极相连，b为电解池阳极，所以应该是b极的Fe溶解，a极上析出Cu,所以硫酸铜溶液浓度减小，故B正确；C.已知燃料电池负极电极反应C2H6+4H2O-14e-=2CO2+14H+,a与负极相连，a为阴极，阴极上铜离子得电子生成 Cu,即a极不产生气体，故C错误；D.a极是纯铜，b极是粗铜时，b极上比Cu活泼的金属也失去电子，但a极上只析出Cu,则b极减少的质量不一定等于a极上析出铜的质量，故D错误。故选Bo2.根据下图所示的装置，判断下列说法正确的是 （）MOH湘液£uSOMOH湘液£uSO.溶通A.该装置中a极为负极B.该装置中b极的电极反应式是：2H++2e-=H2T一段时间后，左边装置中溶液pH增大CuSO4溶液浓度保持不变【答案】D【解析】解：A.该装置中a极通入的是氧气，氧气在正极得电子，所以 a为正极，故A错误；B.碱性条件下，氢气失电子生成水，则b极的电极反应式是：H2+2OH--2e-=2H2。，故B错误；C.左边装置中的总反应是2H2+O2=2H2O,反应一段时间，溶液中氢氧化钠的浓度减小，所以溶液pH减小，故C错误；D.右侧为电解池，Cu为阳极，阳极上铜失电子生成铜离子， Cu为阴极，阴极上铜离子得电子生成Cu,所以硫酸铜溶液的浓度不变，故D正确.故选D.左侧为原电池，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，电极方程式为 O2+2H2O+4e-=4OH-,通入氢气的一极为负极，发生氧化反应，电极方程式为H2+2OH--2e-=2H2O,右侧为电解池，阳极上铜失电子生成铜离子，阴极铜离子得电子生成 Cu,以此解答该题.本题综合考查原电池和电解池知识，侧重于学生的分析能力的考查，难度不大，注意把握电极方程式的书写，为解答该题的关键..如下图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,说法正确的是（）A.甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B.甲池通入CH30H的电极反应式为CH3OH-6e-+2H2O=CO3-+8H+C.甲池中消耗280mL（标准状况下）O2,此时丙池中理论上最多产生 1.45g固体D.反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu（OH）2固体能使CuSO4溶液恢复到原来的浓度【答案】C【解析】【分析】本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识和计算， 属于综合知识的考查，注意平时知识的积累是解题的关键，难度较大。

【解答】A.甲池是燃料电池，是化学能转化为电能的装置，乙、丙池是电解池，是将电能转化为化学能的装置，故A错误；B.在燃料电池中，负极是甲醇发生失电子的氧化反应，在碱性电解质下的电极反应为CH3OH-6e-+8OH-=CO2-?+6H2O,故B错误；C.甲池中根据电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-,所以消耗280mL（标准状况下0.0125mo1）02,则转移电子0.05mol,根据丙装置中，阴极氢离子得电子生成氢气，致使氢氧根与镁离子结合生成氢氧化镁，则丙池生成氢氧化镁的质量为 58g/mo1x0.025mo1=1.45g,故C正确；D.电解池乙池中，电解后生成硫酸、铜和氧气，要想复原溶液的浓度，要加入氧化铜，故D错误。故选Co.联胺是火箭的燃料，一种用联胺制成的燃料电池示意图如下,下列有关该电池说法正确的是 （）A.该电池工作时电子从负极经电解质溶液到正极B.电池工作一段时问后，溶液的pH减小C.负极的反应为N2H4-4e-=N2T+4H+D.当电路中通过0.1mol的电子时，负极消耗【答案】B【解析】【分析】本题考查了燃料电池，为高频考点，侧重于学生的分析的考查，题目涉及电极反应式以及电池反应方程式书写，题目难度较大。【解答】A.该电池工作时电子不通过电解质溶液，故 A错误；B.该燃料电池放电时，总反应为： N2H4+O2=N2T+2H2O,生成了水，所以KOH的浓度将减小，溶液的pH减小，故B正确；C.负极为联氨发生氧化反应，电极反应式为： N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2T,故C错误；D.气体状态未知，无法求出气体体积，故D错误。故选Bo5.NO2、。2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成氧化物丫，Y可循环使用。下列说法正确的是（）A.放电时，NO3向石墨口电极迁移B.石墨n附近发生的反应为： NO+O2+e-=NO3C.电池总反应式为：4NO2+。2=2N2O5D.当外电路通过4mole-,负极上共产生2molN2O5【答案】C【解析】解：NO2、。2和熔融KNO3可制作燃料电池，NO2作燃料、。2作氧化剂，所以石墨I为负极、石墨II为正极，石墨I电极上生成氧化物丫，因为负极上失电子，所以Y是五氧化二氮，则石墨I电极反应式为NO2+NO3-e-=N2O5,石墨II电极反应式为O2+2N2O5+ 4e- = 4NO3 ,电池反应式为：4NO2 + O2=2N2O5,放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，A.放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以放电时， NO3向石墨I电极迁移，故A错误；B.石墨II是正极，电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4NO3,故B错误；C.根据以上分析知，电池反应式为： 4NO2+O2=2N2O5,故C正确；D.根据NO2+NO3-e-=N2O5知，当外电路通过4mole-,负极上共产生4molN2O5,故D错误；故选Co本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确原电池正负极上得失电子、元素化合价变化及离子移动方向等知识点是解本题关键， 难点是电极反应式的书写，注意丫成分的正确判断，题目难度不大。6.某固体酸燃料电池以CsHSQ固体为电解质传递H+,其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2+02=2H2O,下列有关说法正确的是（）多孔不锈钢多孔不锈钢固体酸膜石墨A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为： 02+2H20+4e-=40HC.每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D.H+由a极通过固体酸电解质传递到 b极【答案】D【解析】【分析】本题考查化学电源新型电池， 燃料电池中通入燃料的电极都是负极、 通入氧化剂的电极都是正极，会结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，易错选项是 Co【解答】该电池呈酸性，通入燃料氢气的电极为负极，电极反应式为H2-2e-=2H+,通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，反应为O2+4e-+4H+=2H2O,电子从负极沿导线流向正极，放电时，电解质中阳离子向正极移动.。A.燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，则a是负极，通入氧化剂的电极b是正极，电子从负极a沿导线流向正极b,故A错误；B.b是正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2。，故B错误；C.温度和压强未知，导致气体摩尔体积未知，所以无法计算氢气体积，故C错误；D.放电时，a是负极、b是正极，阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到 b极,故D正确。故选D7.极反应式与出现的环境相匹配的是 （）选项电极反应式出现的环境?O2+2H2。+4e-=4OH-碱性环墉下氢氧燃料电池的负极反应马4OH--4e-=O2T+2H2O弱酸性环境卜钢铁的吸氧腐蚀飞2H++2e-=H2T用铜做电极电解NaOH溶液的阴极反应3H2-2e-=2H+用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应A.A B.B C.C D.D【答案】C【解析】解：A.碱性条件下的氢氧燃料电池中，负极上的电极反应式为： H2-2e-+2OH-=2H2O,故A错误；B.弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2T+2H2O+4e-=4OH-,故B错误；C.用铜做电极电解NaOH溶液时，阴极上的电极反应式为： 2H++2e-=H2T,故C正确；D.用惰性电极电解H2SQ溶液时，阳极上的电极反应式为：4OH--4e-=O2T+2H2O,故D错误；故选C.A.碱性条件下的氢氧燃料电池中， 负极上失电子发生氧化反应， 正极上得电子发生还原反应；

B.弱酸性环境下，钢铁发生吸氧腐蚀，正极上得电子发生还原反应；C.用铜作电极电解氢氧化钠溶液，阴极上阳离子得电子发生还原反应；D.用惰性电极电解H2SQ溶液时，阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应.本题考查原电池和电解池原理，明确阴阳极和正负极上的反应类型是解本题的关键， 注点.8.意C点.8.燃料电池具有能量转化率高无污染等特点，图为Mg-NaClO燃料电池结构示意图.下列说法正确的是()A.镁彳Y电极B,电池工作时Na+向负极移动C.废液的pH大于NaClO溶液的pHD.X电极上发生的反应为： ClO-+2H2O-4e-【答案】A【解析】解：A.Mg容易失去电子，OH-在燃料电池中移向流出电子的负极，故 Mg作Y电极，故A正确；B.Na+移向流入电子的正极或X电极，故B错误；C.镁失去2个电子变为镁离子，镁离子与氢氧根离子结合为氢氧化镁沉淀， OH-被消耗，反应后废液的主要成分为氯化钠，故废液的 pH小于NaClO溶液的pH,故C错误；D.H+与OH-不能大量共存，则正极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-,故D错误。故选：A。原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，由阴离子移动方向可知丫为负极，X为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，以此解答该题.本题综合考查电解池和原电池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握电极方程式的书写，为解答该类题目的关键，难度中等.9.用甲醇燃料电池作电源， 用铁作电极电解含Cr2O?-的酸性废水，利用生成的Fe2+可将C「2O多转化为Cr(OH)3沉淀而除去，装置如图。下列说法正确的是 ()如电矍一重求魔水_如电矍一重求魔水_忖用房ftL-f文挑拨A.由b口加入物质O2B.燃料电池负极的电极反应式为C.B.燃料电池负极的电极反应式为C.电解过程中，Fe(I)质量减少,CH3OH+8OH—6e=CO?-+6H2OFe(n)上有气体产生D.电路中每转移6mol电子，最多有1molCr2O?-被还原【答案】C【解析】【分析】本题考查了原电池与电解池串联的工作原理， 综合考查了电化学的相关知识， 涉及电极反应式的书写、氧化还原反应、明确物质性质、氧化还原反应原理即可解答，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。【解答】根据装置图可知，左侧装置为原电池，右侧为电解池，根据左侧质子的移动方向可知 M为负极，N为正极，右侧装置Fe(I)为阳极，Fe(n)为阴极，据此答题。A.M为负极，由b口加入物质为甲醇，故A错误；B.M电极为负极，根据图示有质子生成，电极反应式为CH3OH+H2O-6e=CO2>6H+,故B错误；C.Fe(I)为阳极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+,质量减少，Fe(n)为阴极，氢离子放电产生氢气，故C正确；D.电路中每转移6mol电子，阳极有3molFe2+生成，6Fe2+~Cr2O72-,最多有0.5molC「2O72-被还原，故D错误。故选Co10.甲酸燃料电池对新能源的发展有划时代的意义。 图为《德国应用化学》有关甲酸燃料电池的封面。甲酸燃料电池原理分两步：①使用催化剂从甲酸中产生氢气； ②以稀硫酸为电解质的氢氧燃料电池。下列有关说法错误的是 ( )A.该燃料电池比氢燃料电池更适合为偏远地区提供环保能源B,该燃料电池正极反应式： 。2+4H++4e-=2H2。C.该燃料电池催化剂的作用是把甲酸直接变为氢气和二氧化碳D.该燃料电池反应9.2g甲酸，消耗氧气2.24L【答案】D【解析】【分析】本题考查学生化学新型电池的工作原理以及应用知识， 注意知识的归纳和梳理是解题的关键，难度不大。【解答】A.氢气的密度很小，不易存储和运输，用甲酸提供氢气的燃料电池有更多的优点，使用

的甲酸比氢气更易储存和运输，所以该燃料电池比氢燃料电池更适合为偏远地区提供环保能源，故A正确；B.该燃料电池正极反应式： O2+4H++4e-=2H2O,故B正确；C.该燃料电池催化剂的作用是把甲酸直接变为氢气和二氧化碳，故 C正确;D.没有告诉是否为标准状况，故 D错误。故选D。11.11.A.B.C.D.负极反应为HA.B.C.D.负极反应为H2-2e-=2H+、CO-2e-+*0=有机固体中的H+在放电时向正极移动，造成正极CC2+2H+

pH减小电路中通过4mol电子，正极消耗22.4L（标准》犬况）空气总反应为2CO+O2=2CO2【分析】题目较为基础，难度一般。本题主要考查原电池的工作原理以及电极反应方程式的书写,题目较为基础，难度一般。【解答】该反应中，通入煤气的一极氢气或CO失电子发生氧化反应为负极，反应式为H2-2e-=2H+、CO-2e-+H2O=CO2+2H+,通入空气的一极氧气得电子生成二氧化碳或水为正极，反应式为4H++O2+4e-=2H2O,故电极总反应式为CO+H2+O2=CO2+H2。；A.根据反应CO+H2+。2=CO2+H2O可知，电路中通过4mol电子，正极消耗22.4L（标准状况）氧气，则空气应大约112L,故A错误；B.根据以上分析，电极总反应式为 CO+ H2 + 02 = CO2 + H2。，故B错误；C.负极反应为H2-2e-=2H+、CO-2e-+出0=CO2+2H+,故C正确；D.有机固体中的H+在放电时向正极移动，且氢离子消耗，故造成正极pH增大，故D错误。故选Co12.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。研究表明，溶于海水的二氧化碳主要以无机碳形式存在，其中 HCO3占95%。科学家利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。下列说法不正确的是pH"日海水

电源中A.电源

_rrnnjiHQfj日室Ih空■c室一i…♦ l—2U--l..UL. n广7^用廊手膜海水｛只允汴阳离子通过)(pH=S)a室中OH-在电极板上被氧化b室发生反应的离子方程式为： H++HCO3=CC2T+H2OC.电路中每有0.2mol电子通过时，就有0.2mol阳离子从c室移至b室D.若用氢氧燃料电池供电，则电池负极可能发生的反应为： H2+2OH--2e-=2H2O【答案】C【解析】【分析】本题通过海水资源的综合利用考查电解池和原电池原理及电极反应式的书写，是考试的热点，本题难度中等。【解答】由图可知，a室接电源的正极，为阳极，水得到电子生成氧气和氢离子，氢离子通过阳离子交换膜进入b室，与b室中的碳酸氢根反应生成二氧化碳气体， c室连接电源的负极，为阴极，水得到电子生成氢气和氢氧根，使 c室溶液呈碱性，用c室排除的碱液将从b室排出的酸性海水的pH值调至接近装置入口海水的pH后，再将其排回大海。A.a室为阳极，水中的OH-在电极板上放电，失电子被氧化，故A正确；B.a室：2H2O-4e-=4H++O2T,氢离子通过阳离子交换膜进入 b室，发生反应：H++HCO3=CO2T+H2O,故B正确；C.c室：2H2。+2e-=2OH-+H2T,电路中每有0.2mol电子通过时，因为用的是阳离子交换膜，只有b室中的氢离子到c室，应为0.2mol阳离子从b室移至c室，故C错误；D.若用氢氧燃料电池供电，燃料氢气做负极，当电解液为碱性时，电池负极可能发生的反应为：电？+2OH--2e-=2H2O,故D正确；故答案为Co13.图甲为“镁一次氯酸盐”燃料电池原理示意图。 图乙为“双极室成对电解法”生产乙醛酸(OHC-COOH)原理示意图，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与 M电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法不正确 的是()。CIO；HO液,梏盐酸交换版溶液甲 乙A.若利用镁燃料电^为电源，则E极连M极B.镁燃料电池负极容易与水发生自腐蚀产生氢气F电极上的电极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-D.图乙装置中若有2molH+通过质子交换膜完全反应，则共生成 2mol乙醛酸【答案】A【解析】【分析】本题考查原电池和电解池的工作原理，电极反应式的书写等，难度中等。【解答】A.根据图示知，图甲中E为负极，F为正极，图乙中根据H+移动方向，则M为阳极，N为阴极，若利用镁燃料电池为电源，则 E极连N极，故A错误；B.镁燃料电池负极镁容易与水发生自腐蚀产生氢气，故 B正确；C.F电极上的电极反应式为 ClO- +2e- + H2O = Cl- + 2OH-,故C正确；D.图乙装置中若有2molH+通过质子交换膜完全反应，即转移2mol电子，阳极1mol乙二醛失2mol电子生成1mol乙醛酸，阴极1mol乙二酸得2mol电子生成1mol乙醛酸,共计2mol,故D正确。故选A014.常温下，某污水（保持污水的pH值在5〜6之间）处理的实验原理如下图所示。下列说法正确的是

A.阴极的电极反应式为CH4-4e-+4CO2-=5CO2+2H2OB.左装置中的H+向Fe电极方向移动C.污水中最终产生Fe（0H）3（胶体），吸附污物达到净化效果一段时间后，理论上消耗甲烷和铁的物质的量之比为 3:8【答案】C【解析】【分析】本题考查了燃料电池的工作原理和原电池和电解池串联的综合知识， 难度中等。注意把握电解池和原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，为解答该题的关键。【解答】A.右装置为原电池，通CH4一极为负极，并且1molCH4失去8mol电子，石墨为阴极，阴极的电极反应为：2H++2e-=H2T,故A错误；B.左装置中H+向C电极方向移动，故B错误；C.污水中最终产生Fe（OH）3（胶体），吸附水中悬浮污物达到净化效果，故C正确。D.电极反应为Fe-2e-=Fe2+整个体系消耗甲烷和铁的物质的量之比 2：8,故D错误。故选Co一种微生物燃料电池如图所示，下列关于该电池说法正确的是（）a电极发生还原反应，做原电池的正极b电极反应式为：2NO3+10e-+12H+=N2T+6H2OH+由右室通过质子交换膜进入左室D.标准状况下，电路中产生6moLCO2同时产生22.4L的N2【答案】B【解析】解：A、a是负极，发生氧化反应，故A错误；B、b极上N元素的化合价降低，b是正极，发生还原反应，电极反应式为：2NO3+10e-+12H+=N2T+6H2O,故B正确；C、原电池中阳离子从负极移向正极， 即H+由左室通过质子交换膜进入右室， 故C错误；D、电路中产生6moLCO2时，转移28mol电子，根据2NO3+10e-+12H+=N2T+6H2O,产生2.8mol氮气，标况下的体积为62.7L,故D错误.故选B.A、a是负极，发生氧化反应；B、b极上N元素的化合价降低，所以b是正极发生还原反应，2NO3+10e-+12H+=N2T+6H2O；C、原电池中阳离子从负极移向正极；D、根据两极得失电子数目相等进行计算.本题考查化学电源新型电池，为高频考点，所有燃料电池中负极上都是燃料失电子、正极上都是氧化剂得电子，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写，为

学习难点.16.利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成， 电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是 （）间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是 （）A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B.阳极区，在氢化酶作用下发生反应 H2+2MV2+=2H++2MV+C.正极区，在固氮酶催化作用下发生反应 N2+6MV++6H2O=2NH3+6MV2++6OH-D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】C【解析】【分析】本题考查电化学知识，掌握电极以及离子流向的判断，是解答本题的关键，属于陌生的电化学装置的分析与应用问题，试题难度较大。【解答】由题干信息可知，该装置为原电池。左侧区域 H2失电子转化成H+,为负极区；右侧区域用得电子转化成NH3为正极区。A.传统固氮方法是在高温高压下进行， 而该电池利用酶催化反应，条件温和并能提供电能，故A正确；B.阳极区，即为发生氧化反应的区域，也就是左侧区域，在氢化酶作用下发生反应为H2+2MV2+=2H++2MV+,故B正确；C.正极区，固氮酶为催化剂， N2发生还原反应生成NH3,N2+6H++6MV+=2NH3+6MV2+,故C错误；D.该电池为原电池，电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动，故 D正确。图2是NaBH4/H2O2图2是NaBH4/H2O2燃料电池,17.图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸,则下列说法正确的是=1BG7+HiOA.图2放电过程中，Na+从正极区向负极区迁移B.图2阳极区的电极反应为BH4—8e-+8OH-=BO2+6H2OC.图1若用硫酸钠和酚酗:的混合溶液浸湿滤纸，用导线将 a、b直接相连，则铅笔芯C点处出现红色D.图1若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将 a、b与A、B电极相连，铅笔芯C点处出现蓝色，则b接的是A电极【答案】C【解析】【分析】本题考查原电池工作原理，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的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写， 本题中难点和易错点为电极方程式的书写，注意化合价的变化。【解答】A.在电池中阳离子向正极移动，所以 Na+从负极区向正极区迁移，故A错误；B.燃料电池不存在阴阳极，只有正负极，故B错误；C.若用硫酸钠和酚酗的混合溶液浸湿滤纸，用导线将 a、b直接相连，构成原电池，则锌电极为负极，锌失电子，铅笔芯为正极，氧气得电子，在该极生成大量的氢氧化钠，能使酚酗:变红色，故C正确；D.若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，A极是负极，B极是正极，阳极放电的是碘离子，碘单质遇到淀粉显蓝色，而铅笔芯 C点处出现蓝色，所以C点放电的是碘离子，则b为阳极，b接的是B电极，故D错误。故选C。18.以CH4、。2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5,装置如图所示。下列说法正确的是（）A.石墨1为电池负极，Pt2为电解池阳极B.石墨2上的电极反应为： O2+2CO2-4e-=2CO2-C.阳极的电极反应为： N2O4+H2O-2e-=N2O5+2H+D.每制得1molN2O5,理论上消耗标况下2.8L的CH4【答案】D【解析】【分析】本题考查原电池和电解池的工作原理，明确电极的判断、电极反应等即可解答，题目难度一般。

【解答】图中左侧装置为燃料电池，通入 CH4的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极， 发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO3-,N2O5中氮元素的化合价是+5价，因此应该在左侧生成N2O5,即在阳极区生成，因为是无水硝酸，所以阳极反应为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+。A、石墨1为电池负极，Pt2为电解池阴极，故A错误；B、石墨2上的电极反应为：O2+4e-+2CO2=2CO3-,故B错误；C、因为是无水硝酸，所以阳极反应为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+^C错误；D、根据得失电子守恒可知： CH4〜8e-〜8N2O5，所以每制得1molN2O5,理论上消耗1标况下甲烷-molX22.4L/mol=2.8L,故D正确；8故选：Do19.锂一铜空气燃料电池是一种“高容量、 低成本”的新型电池。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.通空气时，铜腐蚀表面产生Cu2OB.整个过程中，铜相当于催化剂C.放电时，正极的电极反应式为CU2O+H2O+2e-=2Cu+2OHD.放电时，电子透过固体电解质向 Cu极移动【答案】D【解析】【分析】本题考查了原电池原理， 明确原电池负极上失电子及电极反应式是解本题关键， 题目难度中等，注意把握Cu在整个过程中的作用。【解答】放电时，锂失电子作负极，通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O,Cu2。得电子作正极，负极上电极反应式为Li-e-=Li+,正极上电极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-,电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此分析解答。A.通空气时，铜被腐蚀，表面产生CU2。，故A正确；B.通入空气时，铜被氧化为CU2。，放电时CU2O重新生成Cu,则整个反应过程中，铜相当于催化剂，故B正确；C.放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-,负极反应为Li-e-=Li+,则正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-,故C正确；D.放电时，电子由负极流出，经外电路导线流向正极，在内电路电解质中无电子的流动，故D错误。故选D。20.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Cr2o7-浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是A.图1燃料电池工作一段时间后，N极附近的溶液pH增大B.外电路转移2mol电子时，N极消耗标准状况下11.2LO2C.图2中Cr2O7-浓度较大时，其去除率下降可能是 C「2O2-浓度较大造成还原菌失活所致D.M极为电池负极，发生的电极反应为CH3COOH+2H2。-8e-===2CO2T+8H+【答案】B【解析】【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可写出n极的电极反应式为心打,I帆.2cHOH］：」4H++O2+4e-=2H2O,故反应一段时间后， N极附近溶液的pH增大，故A正确；B.外电路转移2mol电子时，N极。2和Cr2O2-共同得2mol电子，消耗。2量少于11.2L（标准状况下），故B错误；C.Cr2O7-浓度较大时，其氧化性增强，可能会造成还原菌失活，故C正确；D.根据图1可知M极为负极，CH3COOH&负极上被氧化，M极电极反应式为CH3COOH+2H2。-8e-=2CO2T+8H+,故D正确。故选Bo21.硼氢化物NaBH4（B元素的化合价为+3价）燃料电池（DBFC）,由于具有比能量高、产物清洁无污染和燃料易于储存和运输等优点， 被认为是一种很有发展潜力的燃料电池，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 （）A.放电时，每转移2mol电子，理论上需要消耗9.5gNaBH4B.电极a采用MnO2,MnO2既作电极材料又有催化作用C.电池放电时Na+从b极区移向a极区D.电池的负极反应为BH4+2H2。-8e-=BO2+8H+【答案】A【解析】【分析】本题考查原电池工作原理， 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的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写， 本题中难点和易错点为电极方程式的书写，注意化合价的变化。【解答】A.负极发生氧化反应生成 BO2,电极反应式为BH4 +8OH-- 8e- = BO2 + 6H2O,每转移2mol电子，理论上需要消耗0.25mol即9.5gNaBH4,故A正确；B.电极b采用MnO2,为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成 OH-,Mn。？既作电极材料又有催化作用，故 B错误；C.原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na+从a极区移向b极区，故C错误；D.负极发生氧化反应生成 BO2,电极反应式为BH4 +8OH-- 8e- = BO2 + 6H2。，故D错误。故选Ao22.H2s废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为： 2H2s（g）+O2（g）=S2（s）+2H2。（1）汽H=-632kJmol-1。下图为质子膜H2s然料电池的小意图。下列说法不正确的是（）A.电路中每流过2mol电子，电池内部释放316kJ热能B.每34gH2s参与反应，有2molH+经质子膜进入正极区C.电极a为电池的负极D.电极b上发生的电极反应为： 。2+4e^+4H+=2H2。【答案】A【解析】A.电路中每流过2mol电子，有316kJ热能转化成电能，故A错误;34gH2s参与反应时，有2molH+经质子膜进入正极区，故B正确。第16页，共27页a极通入的硫化氢在反应中发生氧化反应，为电池负极，故C正确；D.电极b上发生的电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O,故D正确；故选A°二、填空题(本大题共6小题，共56分)23.燃料电池具有广阔的发展前途， 科学家近年研制出一种微型的燃料电池， 采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计， 该电池有望取代传统电池.某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解NazSQ溶液.CD液.CD质千文费U②篇牝展喇T希层④裁板那墉黄蓑甲第意利电;也晌工作原理m请根据图示回答下列问题：⑴图中a电极是(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”).该电极上发生的电极反应式为.(2)碱性条件下，通入甲醇的一极发生的电极反应式为.(3)当消耗3.36L氧气时(已折合为标准状况)，理论上电解Na2sC4溶液生成气体的总物质的量是.(4)25G101kPa时，燃烧16g甲醇生成CO2^H2O(l),放出的热量为363.26kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式：.【答案】 阳极；4OH-- 4e- = O2 T+2H2O； CH30H+8OH- - 6e- = CO2- + 6H2O；30.45mol;CH3OH。)+202(g)=C02(g)+2H2。(1)AH=-726.52KJ/mol【解析】解：(1)燃料电池中，通入燃料甲醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，电解池中，和电源负极相连的极 b是阴极，和电源正极相连的 a极是阳极，电解硫酸钠溶液，在阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应，该电极上发生的电极反应式为：4OH-- 4e- = O2 T+2H 2O,故答案为:阳； 4OH- -4e-= O2 T+2H2O；(2)燃料电池的负极上是燃料甲醇发生失电子的氧化反应，电解质环境是碱性，则电极反应为：CH3OH+8OH--6e-=CO2-+6H2O,故答案为：CH3OH+8OH--6e-=CO2-+6H2O;(3)在燃料电池的正极上，正极反应：O2T+4H++4e-=2H2O,当消耗3.36L即0.15mol氧气时(已折合为标准状况)，转移电子的量是0.6mol,电解NazSQ溶液的实质是电解水，?!电？根据电解方程式：2H2。=2H2T+02个转移电子的量是0.6mol时，生成气体的物质的量是0.45mol,故答案为：0.45mol;

(4)在25C、101kPa下，16g甲醇燃烧生成CQ和液态水时放热363.26kJ,32g甲醇燃烧生成液态水和二氧化碳气体放热 363.26kJX32=726.52KJ,反应的热化学方程式为：一- 3一CH30H(l)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AH=-726.52kJ/mol ；3故答案为：CH3OH。)+202(g)=C02(g)+2H2O。)AH=-726.52kJ/mol.(1)燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极，电解池中，和电源负极相连的极是阴极，和电源正极相连的是阳极；(2)燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应，根据电解质环境来回答；⑶根据串联电路电子守恒来计算回答；(4)在25C、101kPa下，16g甲醇燃烧生成CQ和液态水时放热363.26kJ,32g甲醇燃烧生成液态水和二氧化碳气体放热 363.26kJX2=726.52kJ,依据热化学方程式的书写方法和注意问题，标注对应反应的烙变写出.本题是一道热化学和电化学知识的综合考查题， 注意原电池和电解池的工作原理是解题关键，难度不大.24.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法： 保持污水的pH在5.0〜6.0之间，通过电解生成Fe(0H)3沉淀.Fe(0H)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用.阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去 (或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用.某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图所示：⑴电解池阳极的电极反应分别是： ①;②40H-4e-=2H2O+02"(2)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质， 以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极.已知负极的电极反应是： CH4+4C02--8e-=5CO2+2H2O.①正极的电极反应是.②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定.为此电池工作时必须有部分A物质参加循环.则A物质的化学式是.(3)实验过程中，若在阴极产生了 44.8L(标准X犬况)气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准》犬况)L.【答案】(1)Fe-2e-=Fe2+②CO2(3)11.2(2)①。2+2CO2+4e-=②CO2(3)11.2【解析】【分析】本题考查了燃料电池的工作原理和原电池和电解池串联的综合知识，难度较大。【解答】(1)活泼金属电极做电解池的阳极，通空气的一端是原电池的正极，连接的铁电极做电解池的阳极，所以铁电极本身放电，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+;故答案为：Fe-2e-=Fe2+；(2)①燃料电池中，正极发生的反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为： O2+2CO2+4e-=2CO3-,故答案为：O2+2CO2+4e-=2CO2-;②电池是以熔融碳酸盐为电解质， 可以循环利用的物质只有二氧化碳 (CO2),故答案为：CO2；(3)阴极的电极反应为：2H++2e-=士T,阴极产生了44.8L(标准》犬况)即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为 4mol,根据电池的负极电极反应是CH4+4CO3--8e-=5CO2+2H2O,当车t移4mol电子时，消耗CH4(标准》大况)的体积V=nVm=0.5molX22.4L/mol=11.2L,故答案为：11.2。25.按要求回答下列问题:(1)为提高燃料的能量利用率，常将其设计为燃料电池。某电池以甲烷为燃料，空气为氧化剂，熔融的K2cO3为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极。写出该燃料电池的负极反应式：为使电解质的组成保持稳定， 使该燃料电池长时间稳定运行， 在通入的空气中必须加入(填化学式)。(2)利用生物电池，以H2、N2为原料合成氨的装置如下图所示。Q、R均为催化剂，据图示判断，负极反应的催化剂为(填“Q”或"R");正极的电极反应式为(3)NiOOH可作为馍氢电池的电极材料， 该电池的工作原理如下图所示， 其放电时,正极的电极反应式为

rdrd充电器片(4)某化学兴趣小组同学欲探究可逆反应： AsO2-+I2+2OH-?AsO?-+2I-+H2O。设计如下图1所示装置。实验操作及现象：按图1装置加入试剂并连接装置，电流由C2流入Ci。当电流变为零时，向图1装置左边烧杯中逐滴加入一定量2molL-1盐酸，发现又产生电流，实验中电流与时间的关系如图 2所示：①图2中AsO牙的逆反应速率：ab(填“>”“<”或“二”)。②写出图2中c点对应图1装置的正极反应式：③能判断该反应达到平衡状态的是a.2v(Ia.2v(I-)正=v(AsO官)逆b.溶液的pH不再变化c.电流表示数变为零c.电流表示数变为零d.溶液颜色不再变化(5)用电化学法模拟工业处理SC(5)用电化学法模拟工业处理SC2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能:①M极发生的电极反应式为②当外电路通过0.2mol①M极发生的电极反应式为②当外电路通过0.2mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量(填“增大”或“减小”)go(6)某种燃料电池以熔融碳酸钠、碳酸钾为电解质，其工作原理如图所示，该电池负极的电极反应式为若电极B附近通入1m3空气(假设空气中。2的体积分数为20%)并完全反应，理论上可消耗相同条件下CH4的体积为m3。【答案】(1)CH4-8e-+4CO?-=5CO2+2H2OC6(2)QN2+6H++6e-=2NH3(3)NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-;(4)①<②AsOg-+2e-+2H+=AsOg-+“O③bcd(5)①SQ+2H2。-2e-=SO?'+4H+②增大；6.2【解析】【分析】本题综合考查电化学相关知识，注意对电极的判断，明确电极反应原理是解题关键。【解答】(1)甲烷燃料电池以甲烷为燃料，以空气为氧化剂，以熔融的 K2CC3为电解质，电池负极反应为：CH4-8e-+4CO1-=5CO2+2H2O,正极反应为O2+4e-+2CO2=2CO?-,总反应为CH4+2O2=CC2+2H2O,由于通入空气的一极是电源的正极， 正极上消耗二氧化碳，为使电解质的组成保持稳定，使该燃料电池长时间稳定运行，在通入的空气中必须加入CO2,故答案为CH4-8e-+4CO?-=5CO2+2H2O；CO2；(2)Q：N2+6H++6e-=2NH3解析根据原电池工作原理， 负极上失去电子，化合价升高，所以通氢气的一端为负极，根据装置图判断， Q为负极催化剂；通氮气的一端为正极，根据工作原理，正极反应式为：N2+6H++6e-=2NH3,故答案为：Q；N2+6H++6e-=2NH3；(3)放电时为原电池，正极发生还原反应， NiOOH被还原为Ni(OH)2,正极的电极反应式为：NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,故答案为：NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-(4)①<②AsO?4-+2e-+2H+=AsO?+H2O③bcd;(5)①反应本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸， M电极为负极，N电极为正极，M电极上二氧化硫失去电子氧化生成 SO?',根据原子守恒和电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生成，电极反应式为：O2+2H2O-2e-=SO2r+4H+,故答案为：O2+2H2O-2e-=SO?-+4H+。②负极反应式为：SO2+2H2O-2e-=SO?-+4H+,正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,当外电路通过0.2mol电子时，负极反应的二氧化硫为 0.1mol,质量为6.4g,同时有0.2mol氢离子通过质子交换膜进入右侧，左侧溶液质量增大 6.4g-0.2g=6.2g,故答案为：增大；6.2。26.26.I.氮氧化物、二氧化硫是造成大气污染的主要物质，某科研小组进行如下研究。⑴写出SO2（g）与NO2（g）反应生成SO3（g）和NO（g）的热化学方程式（2）常温下用NaOH溶液吸收SQ,当向NaOH溶液中通入足量的SQ时，得到NaHSO3溶液，利用下图所示装置（电极均为惰性电极）在pH为4〜7之间电解，可使NaHSOs转化为Na2s2O4,并获得较浓的硫酸，这是电化学脱硫技术之一①a为电源的（填“正极”或“负极”）；②阴极的电极反应式为n纳米级CU2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米CU2。，反应为2Cu+H2O=CU2O+H2%装置如图所示：该离子交换膜为离子交换膜（填“阴”或“阳”），该电池的阳极反应式为：,钛极附近的pH值（增大、减小、不变）。离子交投膜小、不变）。离子交投膜出.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的钳粉，钳吸附气体的能力强，性质稳定。

二I二I。工TTpKOH藩液①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是,工作时电流方向为(用a一b或b一a表示)。②负极的电极反应式为。【答案】I.(1)SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)AH=-41.8kJ/mol(2)正极；2HSO3+2H++2e-=S2O2-+2H2On.阴；2Cu-2e-+2OH-=CU2O+H2O;增大出.①化学能一电能；b-a②H2-2e-+2OH-=2H2O【解析】【分析】本题考查了化学平衡常数的计算， 热化学方程式的书写，电解池原理，题目综合性较强，难度较大。【解答】(1)已知由图分析得①2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)；AH=-196.6kJ/mol ②(2(g)+2NO(g)=2NO2(g);AH=-113.0kJ/mol根据盖斯定律①-②2可得：SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)AH=-41.8kJ/mol,故答案为：SO?(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g)AH=-41.8kJ/mol;(2)①根据已知信息，用如图电解装置可电解 NaHSO3,使WHSO3转化为Na2s2O4,硫元素化合价降低，得电子，则该电极为阴极， b为电源的负极，a为电源的正极，故答案为：正极；②据阴极得电子发生还原反应，故电极方程式为2HSO3+2H++2e-=S2O4-+2H2。,故答案为：2HSO3+2H++2e-=S2&-+2H2O;n该方法采用离子交换膜控制电解液中 oh-的浓度，则只有使用阴离子交换膜才能控制氢氧根离子浓度；在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子得还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为 2Cu-2e-+2OH-=CU2O+H2O,钛极是阴极发生氢离子得电子的还原反应，所以消耗氢离子，则 PH值增大，故答案为：阴；2Cu-2e-+2OH-=CU2O+H2O;增大；出.①氢氧燃料电池属于原电池，所以是将化学能转化为电能的装置，该电池中，通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应，所以电子从 a电极流向b电极，电流方向为b-a,故答案为：化学能转变为电能； b-a;②负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水， 电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O,故答案为：H2-2e-+2OH-=2H20。27.高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂。已知 Na2FeO4在强碱性溶液中会析出沉淀。其生产工艺流程如图所示：(1)写出向NaOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式:(2)向溶液n中加入Fe(NO3)3溶液发生反应，该反应的氧化剂是,每制得49.8gNa2FeO4,理论上消耗氧化剂的物质的量为mol。(3)从环境保护的角度看，制备Na2FeO4较好的方法为电解法，其装置如图甲所示。电极a辆离子电极a辆离子交换膜乙①电解过程中阳极的电极反应式为 ②图甲装置中的电源采用NaBH4(B元素的化合价为+3价)和“。2作原料的燃料电池，电源工作原理如图乙所示。工作过程中该电源的正极反应式为,Na+由(填“a”或"b”，下同)极区移向 极区。【答案】(1)2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O(2)NaClO(或次氯酸钠)；0.45(3)①Fe+8OH--6e-=FeO?-+4H2O②H2O2+2e-=2OH-；a；b【解析】【分析】本题考查电解池的工作原理，燃料电池的工作原理，难度中等。【解答】(1)向NaOH溶液中通入足量Cl2发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为2OH-+ Cl2= ClO- +Cl-+H2O,故答案为：2OH- + Cl2 = ClO- + Cl- + H2O;(2)NaClO作氧化剂将Fe(NO3)3氧化为Na2FeO4,49.8gNa2FeO4物质的量为0.3mol,转移电子0.9mol,则消耗的NaClO为0.45mol,故答案为：NaClO(或次氯酸钠)；0.45;⑶①阳极发生氧化反应，铁失电子，电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO?-+4H2O,故答案为：Fe+8OH--6e-=FeO?-+4H2