1、第4课时新型化学电源课时集训测控导航表知识点题号燃料电池1,3可逆电池2,5综合应用4,6一、选择题1.二氧化硫空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时,实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,其原理如图所示。下列说法错误的是(C)A.负极的电极反应式为SO2+2H2O-2e-S+4H+B.反应总式为2SO2+O2+2H2O2H2SO4C.质子的移动方向为从电极B到电极AD.SO2气流速度的大小可能影响电池的电动势解析:A极通入的SO2失电子生成S,A为负极,B为正极,质子的移动方向为从电极A到电极B,C错误;反应物的浓度大,反应速率快,SO2气流速度的大小可能影响电池的电动势,D正确。
2、2.一种突破传统电池设计理念的镁锑液态金属储能电池工作原理如图所示,该电池所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后,可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是(C)A.放电时,Mg(液)层的质量减小B.放电时正极反应为Mg2+2e-MgC.该电池充电时,MgSb(液)层发生还原反应D.该电池充电时,Cl-向中层和下层分界面处移动解析:该电池充电时,MgSb(液)层为阳极,阳极发生失电子的氧化反应,C项不正确;该电池充电时,阴离子向阳极移动,即Cl-向中层和下层分界面处移动,D项正确。3.某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质
3、、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图。下列说法正确的是(D)A.a为CH4,b为CO2B.C向正极移动C.此电池在常温时也能工作D.正极电极反应式为O2+2CO2+4e-2C解析:由图可知a为负极,发生反应:CH4-8e-CO2,电池中传导的是C,利用C平衡电荷得:CH4-8e-+4C5CO2+2H2O,b极通入空气,发生反应:2O2+4CO2+8e-4C,A、B错误,D正确;熔融碳酸盐不能在常温下进行,C错误。4.镁电池作为一种低成本、高安全的储能装置,正受到国内外广大科研人员的关注。一种以固态含Mg2+的化合物为电解质的镁电池的总反应为xMg+V2O5MgxV2O5。下列说法错误的是(D
4、)A.充电时,阳极质量减小B.充电时,阴极反应式:Mg2+2e-MgC.放电时,正极反应式为V2O5+xMg2+2xe-MgxV2O5D.放电时,电路中每流过2 mol电子,固体电解质中有2 mol Mg2+迁移至正极解析:根据电荷守恒、电路中每流过2 mol e-,放电时固体电解质中应只有1 mol Mg2+迁移至正极,D错误。5.石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性而研发的新型可充放电电池,其反应式为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,其工作原理如图所示。下列关于该电池的说法正确的是(D)A.充电时,Li+嵌入LiCoO2中B.放电时,LiCoO
5、2极发生的电极反应为LiCoO2-e-Li1-xCoO2+Li+C.放电时负极反应为Li-e-Li+D.充电时,若转移1 mol e-,石墨烯电极增重7 g解析:充电时,石墨烯为阴极,Li+发生还原反应生成LixC6,则Li+向石墨烯移动,A项错误;放电时,LiCoO2极是正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为 Li1-xCoO2+xLi+xe-LiCoO2,B项错误;放电时负极反应为LixC6-xe-C6+xLi+,原电池中无Li单质存在,C项错误。二、非选择题6.(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。该微生物燃料电池,负极为
6、(填“a”或“b”),当电路中有0.5 mol电子发生转移,则有 mol的H+通过质子交换膜。该电池负极反应式为 。(2)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。O2辅助的AlCO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。已知电池的正极反应式:6O2+6e-66CO2+63C2+6O2则电池的负极反应式: 。反应过程中O2的作用是 。该电池的总反应式: 。解析:(1)根据图示,在硫氧化菌作用下HS-转化为S,发生氧化反应:HS-+4H2O-8e-S+9H+;电极a上发生氧化反应,电极a为负极,b为正极,当电路中有0.5 mol电子发生转移,则有0.5 mol H+通过质子交换膜。(2)根据图示,铝为负极,离子液体为AlCl3,因此负极反应式为Al-3e-Al3+;负极反应式和正极反应式按电子守恒合并,得出总电池反应式为2Al+6CO2Al2(C2O4)3,因此氧气为催化剂。答案:(1)a0.5HS-+4H2O-8e-S+9H+(2)Al-3e-Al3+(或2Al-6e-2Al3+)催化剂2Al+6CO2Al2(C2O4)3
