形形色色的燃料电池 含答案.docx

形形色色的新型燃料电池
一、氢氧燃料电池
1．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供腺务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是
　A．正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－
　B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
　C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O
　D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
2．航天技术使用氢氧电池具有高能、轻便，不污染优点，氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均可表示为：2H2＋O2 = 2H2O，酸式氢燃料电池的电解质是酸、其负极反应为：2H2－4e－= 4H＋，则正极反应为　　　　　　　　　　　；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O2＋2H2O＋4e－= 4OH－，则负极反应为：　　　　　　。
答案：O2+ 4H＋+ 4e- = 2H2O；2H2 + 4OH―– 4e- = 4H2O
二、有机物燃料电池
3．燃料电池是燃料（如CO、H2、CH4等）跟O2（或空气）反应，将化学能转化为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液。下列关于CH4燃料电池的说法正确的是
　A．负极反应式为：O2+2H2O+4e=4OH－
　B．负极反应式为：CH4+10OH－－8e=CO32-+7H2O
　C．随着放电的进行，溶液的pH不变
　D．放电时溶液中的阴离子向正极移动
4．如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的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。电池总反应式为：(多选)
2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。
下列说法中正确的是
　A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气
　B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇
　C．电池负极的反应式为：CH3OH+H2O－6e－=CO2+6H+
　D．电池的正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－

5．最新研制的一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池。下列有关此电池的叙述错误的是 
　A、正极电极反应：O2+2H2O+4e—= 4OH—
　B、负极电极反应：CH3OH+8OH—－6e—=CO32－+6H2O
　C、电池在使用过程中电解质溶液的pH升高
　D、当外电路通过0.6 mol电子时，理论上消耗甲醇3.2 g 
7、二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。图5是绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图（a、b均为多孔性Pt电极）。该电池工作时，下列说法不正确的是
A．a电极为该电池负极
B．O2在b电极上得电子，被氧化
C．电池工作时，a电极反应式：CH3OCH3—12e－+3H2O→2CO2↑+12H+
D．电池工作时，燃料电池内部H+从a电极移向b电极
8、乙醇酸性燃料电池
(2012·四川高考)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－＋H2O===CH3COOH＋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0.4mol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＋O2===CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析：电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4mol电子时，消耗O2 0.1mol，其在标准状况下的体积为2.24 L，B项错误；C项符合题目要求，正确。
答案：C
9．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇
燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：
请回答下列问题：
(1)Pt(a)电极是电池的________极，电极反应式为____________________________；
Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为_______________________。
(2)电池的总反应方程式为____ __________________________________。
(3)如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH有________mol。
答案：(1)负　CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
还原　O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(2)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O　(3)
四、熔融盐燃料电池
10．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，可制得在650℃下工作的燃料电池。已知该电池总反应为：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．正极反应式为：2CO+2CO32－→4CO2+4e－
　C．负极反应式为：O2+2CO2+4e－→2CO32－
　D．该电池工作过程中需不断补充CO和O2，CO2可循环利用
11．熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气作为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式。
阳极反应式：2CO＋2CO32－＝4CO2＋4e－
阴极反应式：___________________________________。
答案：O2+2CO2+4 e－= 2CO32－

12、若以CO、O2、K2CO3等构成的熔融盐电池为动力，电解400ml饱和食盐水，则负极上的电极反应式为 ，当5.6g燃料被消耗时，电解池中溶液的PH= 。（忽略溶液的体积变化，不考虑能量的其他损失）
答案：2CO-4 e－+2CO32－=4CO2 14
三、固体氧化物燃料电池
13、以氨作为燃料的固体氧化物（含 有02－)燃料电池，具有全固态 结构、能量效率高、无污染等特 点，另外氨气含氢量高，不含碳，易液化，方便运输和贮存，是很 好的氢源载体。其工作原理如图 所示，
①该电池工作时的总反应为________
②固体氧化物作为电池工作的电解质，O2-移动方向为________(选填“由电极a向电极b”
或“由电极b向电极a”)。
③该电池工作时，在接触面上发生的电 极反应为________。
答案：①4NH3+3O2=2N2+6H2O
②b移向a
③2NH3+3O2－-6 e－=N2+3H2O
14．一种新燃料电池，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－。下列对该燃料说法正确的是（多选）
　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 + 10H2O
　C、通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e－ = 2O2－
　D、通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e－ + 13O2 = 4CO2 + 5H2O
15．有4种燃料电池：A.固体氧化物燃料电池，B.碱性氢氧燃料电池，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，其中正极反应的产物为水的是(　　)

解析：燃料电池通入燃料的电极为负极，通入氧气或空气的电极为正极。

答案：C

五、微生物燃料电池
16、最近索尼公司演示了一种电池，可以采用碎纸运行，产生的废弃物就是水。该电池的电解质溶液中混合了水和酶，酶分解纸张会产生氢离子，氢离子与空气混合产生水，从而形成电流。其结构示意图如图所示，关于该电池的叙述正确的是（ ）
A.该电池属于燃料电池
B．该电池可在高温环境下使用
C．a为该电池的负极
D．b极附近的电极反应为：（C6H10O5）+7nH2O+24ne-=6nCO2+24nH+
17．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22.6/ 6 L
六、其他燃料电池
18．肼（N2H4）—空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。电池总反应为：N2H4＋O2＝N2↑＋2H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是（多选）
　A．负极的电极反应式是：N2H4＋4OH－－4e－＝4H2O＋N2↑
　B．正极的电极反应式是：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O
　C．溶液中阴离子向正极移动
　D．溶液中阴离子物质的量基本不变
19．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是
　A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
　B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－＝Al(OH)3↓
　C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
　D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
20．(2014·浙江省考试院抽校11月考试)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是(　　)
A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．负极发生的电极反应式为：N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O
C．该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触
D．该燃料电池持续放电时，K＋从负极向正极迁移，因而离子交换膜需选用阳离子交换膜
答案：D