2019高考化学 难点剖析 专题43 燃料电池讲解

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1、专题43燃料电池一、高考题再现1．（2016课标Ⅲ）锌−空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是（）A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B．充电时，电解质溶液中逐渐减小C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）【答案】C2．（2015江苏）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CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反

2、应为：H2＋2OH－－2e－=2H2OC．电池工作时，CO32－向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－【答案】D【解析】A、1molCH4→CO，化合价由-4价→+2上升6价，1molCH4参加反应共转移6mol电子，故错误；B、环境不是碱性，否则不会产生CO2，其电极反应式：CO＋H2＋2CO32－－4e－=3CO2＋H2O，故B错误；C、根据原电池工作原理，电极A是负极，电极B是正极，阴离子向负极移动，故C错误；D、根据电池原理，O2、CO2共同参加反应，其电极反应式：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－，故D正确。二、考点突破1、固体电解质典例1（

3、2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第二次模拟考试）已知：2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l)△H=-632kJ•mol-1，如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是A．电极a上发生的电极反应式为：H2S-2e-=S+2H+B．电池工作时，电流从电极b经过负载流向电极aC．电路中每流过1mol电子，电池内部释放158kJ的热能D．每11.2LH2S参与反应，有1molH+经固体电解质膜进入正极区【答案】B2、电解质水溶液典例2（2018届广西北海市高三第一次模拟考试）第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降

4、低汽油的消耗； 在刹车或下坡时。电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示) 为负极。碱液(主要为KOH )为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图所示，其总反应式为H2+2NiOOH2Ni (OH)2以下说法正确的是A．混合动力车上坡或加速时，乙电极为负极B．混合动力车在刹车或下坡时，乙电极的电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-==NiOOH+H2OC．混合动力车上坡或加速时，电解质溶液中的OH-向乙电极周围移动D．混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH减小【答案】B典例3（2018届福建省南平市高三第一次综合质量检查）有人设想以N2

5、和H2为反应物，以溶有X的稀盐酸为电解质溶液，制造出新型燃料电池，装置如图所示。下列说法正确的是A．放电时H+向左移动，生成的物质X是NH4ClB．通入H2的一极为正极C．通入N2的电极反应为：N2+6H+-6e-=2NH3D．放电过程右边区域溶液pH逐渐增大【答案】A【解析】以N2、H2为原料，以溶有X的稀盐酸为电解质溶液构成新型燃料电池，正极发生还原反应，即氮气被还原生成NH4+，电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+；负极是氢气失电子生成氢离子，电极方程式为H2-2e-=2H+，总反应为：N2+3H2+2HCl=2NH4Cl。A.放电时H+向正极移动，即向左移动，生成的物质X是NH

6、4Cl，A正确；B.通入H2的一极为负极，B错误；C.通入N2的电极为正极，发生还原反应，N2+6e-+8H+=2NH4+，C错误；D.放电过程右边区域为负极区，H2-2e-=2H+，溶液pH逐渐减小，D错误。典例4（2018届天津市六校（静海一中、杨村一中、宝坻一中等）高三上学期期末联考）我国科学家设计了一种双室微生物燃料电池，以苯酚（C6H6O）为燃料，同时可除去酸性废水中的硝酸盐。下列说法正确的是A．a极的电极反应式为C6H6O+11H2O+28e－＝6CO2↑+28H+B．外电路电子移动方向由b极到a极C．若正极产生5.6L气体（标况下），则转移电子2.5molD．电池工作一段时间后，

7、左池溶液的pH增大【答案】C典例5（2018届山东省枣庄第八中学东校区高三3月月考）2017年9月亮相、2018年上市的奔驰燃料电池汽车GLCF-Cell，其电池采用的是质子交换膜燃料电池，工作原理如下图所示，则下列叙述正确的是A．H2作正极B．正极反应式为O2+4OH-+4e-=2H2OC．导电微粒在电池内部由负极定向移动至正极D．总反应式为2H2+O22H2O【答案】C典例6（2018届重庆市