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燃料电池答案

1.【2015新课标Ⅰ卷理综化学】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。

下列有关微生物电池的说法错误的是()A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A【考点定位】原电池原理;难度为一般等级【名师点晴】本题是关于能量转化的题目,电化学包括原电池和电解池。

原电池是将化学能转化为电能的装置,组成有正负极、电解质溶液、形成闭合回路,活动性强的电极为负极,发生氧化反应,活动性弱的电极为正极,正极上发生还原反应。

电解池是将电能转化为化学能的装置。

与外加电源正极连接的为阳极,与电源负极连接的为阴极。

阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。

若阳极是活性电极,则是电极本身失去电子,若电极是惰性电极,则电解质溶液(或熔融状态)阴离子发生还原反应。

掌握好阴离子、阳离子的放电顺序、清楚在闭合回路中电子转移数目相等是本题的关键。

2.【2015浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。

下列说法不正确...的是()A .X 是电源的负极B .阴极的反应式是:H 2O +2eˉ=H 2+O 2ˉCO 2+2eˉ=CO +O 2ˉC .总反应可表示为:H 2O +CO 2通电====H 2+CO +O 2D .阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1【答案】D【解析】A 、从图示可看出,与X 相连的电极发生H 2O→H 2、CO 2→CO 的转化,均得电子,应为电解池的阴极,则X 为电源的负极,A 正确;B 、阴极H 2O→H 2、CO 2→CO 均得电子发生还原反应,电极反应式分别为:H 2O +2eˉ=H 2+O 2ˉ、CO 2+2eˉ=CO +O 2ˉ,B 正确;C 、从图示可知,阳极生成H 2和CO 的同时,阴极有O 2生成,所以总反应可表示为:H 2O +CO 2H 2+CO +O 2,C 正确;D、从总反应方程式可知,阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(氧气),所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1,D不正确。

答案选D。

【考点定位】本题主要是考查电解原理及其应用、电极判断、电极反应式书写、电极产物判断与计算等。

【名师点晴】电化学是历年高考的重要考点之一,考查的内容为:提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池,原电池电极名称判断及电极反应式的书写,提供反应方程式设计原电池、电解池(包括电镀池、精炼池),根据电解时电极质量或溶液p H的变化判断电极材料或电解质种类,电解产物的判断和计算,结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。

电化学部分,尤其是原电池、电解池的电极反应式的书写,可以说是对氧化还原反应的灵活应用,实现了氧化还原反应的“合久必分”的发展和延伸。

解答电解池相关题目时,应从几步入手:①看电极(材料),判断电极本身是否参与反应。

②看溶液,判断电解液中的阳离子、阴离子种类,从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。

③看隔膜,判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化,从而判断溶液中微粒穿过阴(阳)离子隔膜的方向和产物。

3.【2015福建理综化学】某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。

下列说法正确的是()A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D.a电极的反应为:3C O2 + 16H+-18e-= C3H8O+4H2O【答案】B【考点定位】考查电解池反应原理的应用的知识。

【名师点睛】电化学理论是化学学习的重要理论,特别是在科技迅速发展,人均能耗不断增加,能源日趋紧张的今天,了解电化学理论,实现能量的转化,减少对环境的污染和保护,都是非常必要的。

电化学知识包括原电池和电解池,首先要确定装置是原电池还是电解池。

确定方法是观察图示是否有电源,若有就是电解池,否则就是原电池。

电解池工作时,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。

结合电解质溶液的酸碱性书写电极反应式、总反应方程式,并根据电性作用原理:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引确定电解质溶液中离子移动的方向。

原电池工作时,活动性强的电极为负极,发生氧化反应,活动性弱的电极为正极,正极上发生还原反应。

要掌握电化学反应原理,利用好图示及题干提供的信息,是本题解决的关键。

4.【2015江苏化学】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。

【考点定位】考查原电池的工作原理和电极反应式书写。

【名师点睛】考查原电池的工作原理,负极上失电子,正极上得电子,阴离子一般向负极移动,阳离子向正极移动,电极反应式书写,先写化合价变化的物质以及得失电子数,然后根据所给条件配平其他,也可以用总电极反应式减去简单的电极反应式,但要注意还原剂不出现在正极上,氧化剂不出现在负极上,培养学生对氧化还原反应的书写。

5.【2015上海化学】研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。

下列有关说法错误的是()A.d为石墨,铁片腐蚀加快B.d为石墨,石墨上电极反应为:O2 + 2H2O + 4e → 4OH–C.d为锌块,铁片不易被腐蚀D.d为锌块,铁片上电极反应为:2H+ + 2e → H2↑【答案】D【解析】由于活动性:Fe>石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极,失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,比没有形成原电池时的速率快,正确。

B.d为石墨,由于是中性电解质,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应为:O2 + 2H2O + 4e → 4OH–,正确。

C.若d为锌块,则由于金属活动性:Zn>Fe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,正确。

D. d为锌块,由于电解质为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应为:O2 + 2H2O + 4e → 4OH–,错误。

【考点定位】考查金属的电化学腐蚀及防护的知识。

【名师点睛】电化学理论是化学学习的重要理论,特别是在科技迅速发展,人均能耗不断增加,能源日趋紧张的今天,了解电化学理论,实现能量的转化,减少对环境的污染和保护,都是非常必要的。

电化学知识包括原电池和电解池,首先要确定装置是原电池还是电解池。

确定方法是观察图示是否有电源,若有就是电解池,否则就是原电池。

电解池工作时,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。

结合电解质溶液的酸碱性书写电极反应式、总反应方程式,并根据电性作用原理:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引确定电解质溶液中离子移动的方向。

原电池工作时,活动性强的电极为负极,发生氧化反应,活动性弱的电极为正极,正极上发生还原反应。

要掌握电化学反应原理,结合电极及电解质溶液的酸碱性正确书写电极反应式,利用好图示及题干提供的信息,是本题解决的关键。

6.【2014年高考海南卷】以石墨为电极,电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。

下列说法错误的是()A.阴极附远溶液呈红色B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变小【答案】D【考点定位】本题就以电解KI溶液为例考查了学生对电解原理的掌握情况,考查了考生灵活应用所学知识解决具体问题的能力;考查了考生对电极反应的产物是现象的表达能力。

【名师点睛】电化学包括原电池、电解池。

电解池是中学化学的重要理论。

在金属的腐蚀与保护、金属的冶炼、电镀等方面有重要的应用。

本题解题思路是:首先了解在电解反应原理。

如果是惰性电极,则是电解质溶液中的离子在阴极、阳极发生氧化还原反应。

其次是掌握阳离子、阴离子放电顺序。

最后是电极反应发生后的产物与溶液中其它物质反应的性质及相应的实验现象。

就可迅速得到解答。

7.【2014年高考福建卷第11题】某原电池装置如右图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。

下列说法正确的是()A.正极反应为AgCl +e-=Ag +Cl-B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子【答案】D【解析】抓住电池总反应式,结合氧化还原反应与电化学原理间的联系进行分析。

A项正确的正极反应式为Cl2+2e-=2Cl-,错误;B项由于阳离子交换膜只允许阳离子通过,故在左侧溶液中才会有大量白色沉淀生成,错误;C项若用NaCl溶液代替盐酸,但电池总反应不变,错误;D项当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧产生0.01 mol Ag +与盐酸反应产生AgCl沉淀,同时约有0.01 mol H+通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中,故左侧溶液共约0.02 mol离子减少,正确。

【考点定位】本题主要是考查原电池工作原理的有关判断【名师点晴】本题通过原电池为载体重点考查了电极反应式的书写、反应现象的分析、转移电子数与离子数的关系,尤其是D项按照常规思路容易判断错误,通过这些内容能考查学生对原电池原理的掌握情况和分析解决问题的能力,要克服思维定势给审题时带来的干扰。

8.【2014年高考广东卷第11题】某同学组装了图4所示的电化学装置电极I为Al,其他电极均为Cu,则()A.电流方向:电极IV→→电极IB.电极I发生还原反应C.电极II逐渐溶解D.电极III的电极反应:Cu2++2e-==Cu【答案】A【考点定位】本题主要是考查原电池工作原理的应用【名师点晴】本题以原电池与电解池组合的形式,考查学生运用所学知识对电化学装置的判断,原电池的构成条件的应用,电极、电极反应、电流方向、反应类型的综合考查。

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