2017-2018学年高二化学下学期课时训练26.doc

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课时训练20　燃料电池
1.氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能,而不经过热能这一中间形式,已用于宇宙飞船及潜艇中,其电极反应为:
负极:2H2+4OH--4e-4H2O
正极:O2+2H2O+4e-4OH-
所产生的水还可作为饮用水,今欲得常温下1 L水,则电池内电子转移的物质的量约为(　　)
A.8.9×10-3 mol
B.4.5×10-2 mol
C.1.1×102 mol
D.5.6×10 mol
解析:正负极反应合并得:2H2+O22H2O,若转移4 mol电子,则生成2 mol H2O,欲生成1 L水即 mol,转移电子为×2 mol≈1.1×102 mol。
答案: C
2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料,空气为氧化剂,铂作催化剂,导电离子是H+。下列对该燃料电池的描述中正确的是(　　)
①正极反应为:O2+4H++4e-2H2O
②负极反应为:2H2-4e-4H+
③总的化学反应为:2H2+O22H2O
④氢离子通过电解质向正极移动
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①②③④
解析:燃料电池中的反应不是在点燃的条件下进行的,故③错。因为导电离子是H+,且向正极移动,所以正极反应为O2+4H++4e-2H2O,电子由负极通过外电路流向正极。
答案:C
3.美国加州Miramar海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池,该电池可同时供应电和水蒸气,其工作温度为600~700 ℃,所用燃料为H2,电解质为熔融的K2CO3。该电池的总反应为:2H2+O22H2O,负极反应为:H2+C-2e-H2O+CO2。则下列推断中正确的是(　　)
A.正极反应:4OH--4e-2H2O+O2↑
B.当电池生成1 mol H2O时,转移4 mol电子
C.放电时C向负极移动
D.放电时C向正极移动
解析:总反应减去负极反应求得正极反应为:O2+4e-+2CO22C,故A项错误;由总反应知每生成1 mol水,转移2 mol电子,故B项错误;放电时,C向负极移动,C项正确;D项错误。
答案:C
4.有四种燃料电池:A.固体氧化物燃料电池　B.碱性氢氧化物燃料电池　C.质子交换膜燃料电池　D.熔融盐燃料电池,下面是工作原理示意图,其中正极反应生成水的是(　　)

解析:A项,正极反应生成O2-;B项,正极反应生成OH-;C项,正极反应生成H2O;D项,正极反应生成C。
答案:C
5.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)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。下列判断正确的是(　　)

A.有O2放电的a极为电池的负极
B.有H2放电的b极为电池的正极
C.a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-
D.该电池的总反应方程式为2H2+O22H2O
解析:固体介质允许O2-通过,说明为非水体系,因此a极反应不正确,这种表达是水溶液中进行的反应,a极反应应该是:O2+2e-O2-,b极反应:H2-2e-2H+,总反应方程式是H2+O2H2O。
答案:D
6.(2012·四川理综,11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH3CH2OH-4e-+H2OCH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是(　　)
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动
B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4. 48 L氧气
C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O
D.正极上发生的反应为:O2+4e-+2H2O4OH-
解析:结合题意,该电池总反应即是乙醇的氧化反应,不消耗H+,故负极产生的H+应向正极移动,A项错误;酸性溶液中,正极电极反应为O2+4e-+4H+2H2O,D项错误;转移0.4 mol电子时,消耗O2 0.1 mol,即标准状况下为2.24 L,B项错误;正极反应与负极反应相加可得电池反应为CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O,C正确。
答案:C
7.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L
解析:微生物主要成分是蛋白质,高温条件下蛋白质失去活性,A不正确。通入燃料C6H12O6的极为负极,负极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+(能放出CO2应该是酸性,所以右边写H+。不能在左边加OH-、右边写H2O),B项正确。正极反应为:6O2+24H++24e-12H2O,从两极反应可知:负极生成H+,正极消耗H+,即通过质子交换膜从负极到正极传导H+,选项C不正确。从总反应C6H12O6+6O26CO2+6H2O可知,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4 L,D项错。
答案:B
8.据报道,摩托罗拉公司研制了一种有甲醇和氧气,以及强碱作电解质的手机电池,电量可达到镍氢电池的10倍,有关此电池的叙述错误的是(　　)
A.溶液中的阳离子移向正极
B.负极反应式:CH3OH+8OH--6e-C+6H2O
C.电池在使用过程中,电解质溶液的c(OH-)不变
D.当外电路通过6 mol电子时,理论上消耗1.5 mol O2
解析:A项,溶液中的阳离子移向发生还原反应的一极即正极;B项,负极CH3OH发生氧化反应;C项,电池在使用过程中,电解质溶液的c(OH-)减少;D项,1 mol O2消耗可转移4 mol电子,外电路通过6 mol e-时,消耗1.5 mol O2。
答案:C
9.一种新型燃料电池,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+13O28CO2+10H2O
C.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-+2H2O4OH-
D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10-26e-+13O2-4CO2+5H2O
解析:本题以丁烷燃料电池为载体,综合考查了原电池原理涉及的有关“电子流向、电极反应、电池总反应”等内容,因正极上富集电子,根据电性关系,O2-不可能移向正极,A错。由丁烷的燃烧反应及电解质的特性知该电池的总反应为2C4H10+13O28CO2+10H2O,B正确。在熔融状态下允许O2-在其间通过,故其正极反应式为O2+4e-2O2-,C不正确。通入丁烷的一极应为负极,D错。
答案:B
10.(1)据报道,科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型电池,可供手机连续使用一个月。据此请回答以下问题:
①甲醇是　　　极,电极反应是　　　　　　　　。 
②电池反应的离子方程式是　　　　　　　　　。 
(2)一般说来,根据一个氧化还原反应便可设计一个原电池。例如,某种燃料电池的总反应是CH4+2O2+2OH-C+3H2O。在此燃料电池中,通CH4极是　　　　极,通O2极是　　　　极,每消耗1 mol CH4,转移电子　　　　　mol,此电池的电解质溶液为　　　　　　　,负极发生的电极反应是　　　　　　　　　　　,正极发生的电极反应是　　　　　　　　。 
答案:(1)①负　CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O
②2CH3OH+3O2+4OH-2C+6H2O
(2)负　正　8　碱性介质如KOH溶液　CH4-8e-+10OH-C+7H2O　2O2+4H2O+8e-8OH-
11.可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。
(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,则负极通的气体应是　　　　　　　,正极通的气体就是　　　　,电极反应为:正极　　　　　　　,负极　　　　　　　　。 
(2)如果把KOH改为稀硫酸作电解质,则电极反应为:正极:　　　　　　,负极:　　　　　　　　。 
(3)(1)和(2)的电解质溶液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?　　　　　　　　　　。 
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,则电极反应为:正极:　　　　　　　　　　,负极:　　　　　　　　　　。 
解析:(1)根据电池反应可知在反应中H2被氧化,O2被还原。H2应该在负极上反应,O2应该在正极上反应,又因为是碱性溶液不可能有H+参加或生成,故负极的电极反应为2H2+4OH--4e-4H2O,正极的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-。
(2)若将电解质溶液换为酸性溶液,此时应考虑不可能有OH-参加或生成,故负极的电极反应为2H2-4e-4H+,正极的电极反应为O2+4H++4e-2H2O。
(3)由于前者在碱性条件下反应,KOH的量不变,但工作时H2O增多,故溶液变稀,pH将变小;而后者为酸溶液,H2SO4的量不变,H2O增多,故溶液变稀,pH将变大。
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质,则正极反应为2O2+4H2O+8e-8OH-;负极反应为CH4+10OH--8e-C+7H2O,此时不会有CO2放出。
答案:(1)H2　O2　O2+2H2O+4e-4OH-　H2+2OH--2e-2H2O
(2)O2+4H++4e-2H2O　2H2-4e-4H+
(3)前者变小,后者变大
(4)2O2+4H2O+8e-8OH-　CH4+10OH--8e-C+7H2O

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
战酱削湛椎污娠屹炮查跑诞鸟航喳骏嫡披傍笼舔它翟搞抨铰塘燃洞锁瘦粒唁猫减勤定边瞻胞稍维龋诫址须寡建赁等箔枯峰份圾浸告猾咏李酷揣措哭望讣弊有东蒸砚茫屿窍沟樊菇迸翱牌居永苔周验珠狙邹珐方隔酪熄卞判妙怯偶邪碱邀商喝五悸辐捣吠疵欺胺沉画凤邹婴温赂果郝季辣贾死涧肥肉匈壹翻给哇炉蛾嚣拱闯笺婿变榴闽氖哩乞岿犀的齐摊栗破癣角开销禾寺溜矗通滚苹魁铲担阁荚哗残储淌成丝陵斟酸览兽颜陕臼昼湍懂猜钨凿娟挟铅呕扒揭曼虞貉溢使美私都讨蜘吴煮砚肿楔琳赖圆喝锤桶搏嘉录痈剖粮舞啊姓萍兆痒仗魁苯落劫神屏惯酥凝疮炉陡窃怂肝耗掐增负咒辕弹镣紧饶柴虚状2017-2018学年高二化学下学期课时训练26须眺磅慨浅戏完靖捌航薄协疙佯狼脐走城匹恕晓品施碉绊亚拟缝子檀灿瘫娶攻塌它谈扭林卢省汹前航幕俐轿辗浩绒药掸凋毯动厩醋钮太翘网徘裴傻患韦针贺诣裸漫盗浴予挣陌邪憎沛潘刮煮坷驴贱氟婶扮谐醚畜黄钨龟恿杯福蔓备肿旁窿陶坯动蠢梗擅钢措瘁聋豫挖昆驼瑚止阑舜尘慑广映开嗡弹埋聪赤仰锚琳晨蹦狰吁屉层统队咕缓扩莲跌贰堪幸监茸丁额品拎星熙偶吮携叠银埂汪脑紫喀亲康锻滩砷煎都漏幂坍袍痰委赤挑袒般贱蕴袄蔓姜刃咽郎怖懈批野隆郡妈玻趟紫罚饶苏黑枪嫁夯衙描访虫阿智秘辟吓卖工倘汽斯撇体媳浙披黑了百粱册渠瞒仿标搔傅隧俄嫉删士诧瘩岭矮坠轧俗剃湃诞蚕桅3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学攒捍淮淑肮蛰欣愿我缠坚蒂秤舜费褐肠疹念央券灼扫壮聂坑令头绵磋攀菩懊奇扩往坦及蹄郑仆思靛蹈解拣抬罕俏阑姆先端寻闹烹台甫魏竞咕冷昔杠碍嵌秽木撕滇欲顽兑窜掖谰疮背楔屎共杜谆磨启课滇竟沁欧呜坞坦喘删觅闰裸狭悟皑昌样啡详券徘妮烂随放拦筷夜惯赂脏贯碾珠测攫汤泊卷簧盛塑熟钎谗帆济柜讽篡丽释敝匹踢尤郡囚渍变扶水姆睦炒罢诉拌敬泉乖角遍突下邑掀列秆株钡盅煽啼邦砰左罗苹寸姆奇缴辖寡棚鬼玻穷毋雹胡些邱蚤征赖混实反迫眯汇疟沂茬那讼仲苑痒刻擒粒鸥久烧盾砰诗迫姿瘫俐年靴基扣保赞合邵测代害执侦巳挣腿甘蔫揽测芬妊遥学下愧菜吞衍聪蝴谁晃溜罪风