新型燃料电池[整理版]
【专
题
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三】新型燃料电池和可充电电池
考点1:新型燃料电池
1((2012四川?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:
,, CHCHOH,4e+ HO = CHCOOH + 4H。下列有关说法正确的是 3223
+ 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
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状况下消耗4.48L氧气
C(电池反应的化学方程式为:CHCHOH + O = CHCOOH + HO 32232
,, D(正极上发生的反应为:O + 4e + 2HO = 4OH 22
(以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示(关于该电池的叙述正确的是 2
A(该电池能够在高温下工作
,,B(电池的负极反应为:CHO,6HO,24e===6CO?,24H612622
,C(放电过程中,H从正极区向负极区迁移
22.4D(在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO气体 L26
3.(2012海南)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH和O,电解质为KOH42溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示:
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 ;
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是 ,电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ;
(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电最为
,41 (法拉第常数F= 9.65×10C?mol,列式计算),最多能产生的氯气体积为
L(标准状况)。
考点2:可充电电池
4.(2001年广东)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:
放电
充电Cd(OH)+2Ni(OH) Cd+2NiO(OH)+2HO。由此可知,该电池放电时的负极材料是( ) 222
A.Cd(OH) B.Ni(OH) C.Cd D.NiO(OH) 22
5.(2005江苏)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。
放电
充电高铁电池的总反应为3Zn+2KFeO+8HO 3Zn(OH)+2Fe(OH)+4KOH, 下列叙述不正确的是( ) 24223
A负极反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH),正极反应为:FeO2-+4HO+3e-=Fe(OH)+5OH-,2423
B阳极反应为:Fe(OH)+5OH--3e-=FeO2-+4HO, 342
C放电时每转移3mol电子,正极有2mol KFeO被还原为Fe(OH), 243
D正极附近溶液的碱性增强。
6.(2006重庆)铅蓄电池是典型的可充电型电池,它的正负极格板是惰性材料,电池总反应式为:
放电
充电 Pb + PbO + 2HSO2PbSO + 2HO 22442
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
(1)放电时:正极的电极反应式是_________;电解液中HSO的浓度将变____;当外电路通过1mol24
电子时,理论上负极板的质量增加________g。
(2)在完全放电耗尽PbO和Pb时,若按右图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成_______、B2
电极上生成_______,此时铅蓄电池的正负极的极性将_____________。 【跟踪练习】
1.(2006广东)某可充电的锂离子电池以LiMnO为正极,嵌入锂的碳材料为负极, 含Li+导电固体为电解24
质。放电时的电池反应为:Li+LiMnO=LiMnO。下列说法正确的是( ) 24224
A.放电时,LiMnO发生氧化反应 24
+ B.放电时,正极反应为:Li+LiMnO+e-=LiMnO 24224
C.充电时,LiMnO发生氧化反应 24
+ D.充电时,阳极反应为:Li+e-=Li
,,,,22(用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl、Br、Na、Mg)的装置如下图所示(a、b为石墨电极)(下列说法中,正确的是 ( )
,,A(电池工作时,正极反应式为:O,2HO,4e===4OH 22
,,B(电解时,a电极周围首先放电的是Br而不是Cl,说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者
C(电解时,电子流动路径是:负极?外电路?阴极?溶液?阳极?正极 D(忽略能量损耗,当电池中消耗0.02 g H时,b极周围会产生0.04 g H 22
,3.(2010安徽卷)某固体酸燃料电池以CaHSO固体为电解质传递H,其基本结构见下图,电池总反应可
表
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4
示为:2H,O,2HO,下列有关说法正确的是 222
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:O,2HO,4e,4OH 22
C(每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H 2
,D(H由a极通过固体酸电解质传递到b极 4(LiFePO新型锂离子动力电池以其独特的优势成为奥运会绿色能源的新宠(已知该电池放电时的电极反4
,,,,应式为:正极FePO,Li,e===LiFePO,负极Li,e===Li.下列说法中正确的是 ( )44
A(充电时的总反应为FePO,Li===LiFePO 44
B(充电时动力电池上标注“,”的电极应与外接电源的正极相连
,C(放电时电池内部Li向负极移动
,D(放电时,在正极上是Li得电子被还原
5((2012山东)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是
碳棒 N M MnO 2Fe Zn Cu,Zn Pt Zn Cu Zn 合金 NHCl糊状物 4海水 稀盐酸 稀盐酸
图b 图c 图d 图a
A(图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
BbMNCu-Zn (图中,开关由改置于时,合金的腐蚀速率减小
CcZnZn (图中,接通开关时腐蚀速率增大,上放出气体的速率也增大
DdZn-MnO MnO(图中,干电池自放电腐蚀主要是由的氧化作用引起的22
6( (2009?海南)Li,SOCl电池可用于心脏起搏器(该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是2
LiAlCl—SOCl.电池的总反应可表示为:4Li,2SOCl===4LiCl ,S ,SO. 422 2
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为__________,发生的电极反应为__________________; (2)电池正极发生的电极反应为_____________________________________; (3)SOCl易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl,有NaSO和NaCl生成(如果把少量水滴到SOCl22232中,实验现象是___________________________________,反应的化学方程式为
________________________________________________________; (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 7((2012新课标?26)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物;
?要确定铁的某氯化物FeCl的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的 FeCl样品,xx
,,? 溶解后进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH的阴离子交换柱,使Cl和OH发生交换,交换完成
,?1后,流出溶液的OH用0.40mol?L的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL,计算该样品中的物质的量,并求出FeCl中x值: (列出计算过程); x
?现有一含有FeCl 和FeCl的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl的物233质的量分数为 ,在实验室中,FeCl可用铁粉和 反应制备,FeCl可用铁粉和 23
反应制备;
?FeCl与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 ;3
?高铁酸钾(KFeO)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl与KClO在强碱性条2433件下反应可制取KFeO,其反应的离子方程式为 。与MnO,242Zn电池类似,KFeO,Zn也可以组成碱性电池,KFeO在电池中作为正极材料,其电极反应式2424
为 ,该电池总反应的离子方程式为 。