1、能力课时落实(二)(建议用时：40分钟)1甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O24H4e=2H2O。下列叙述中不正确的是()A负极的反应式为CH3OHH2O6e=CO26HB电池的总反应式是2CH3OH3O2=2CO24H2OC电池工作时，H由正极移向负极D电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路流入通氧气的一极C首先判断出通入甲醇的一极失去电子作负极，通入氧气的一极得到电子作正极。电池总反应式减去氧气在正极的电极反应式，就得到
2、了负极反应式，A项正确；电池工作时，H移向正极而不是移向负极，C项错误。2一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：CH3CH2OH4eH2O=CH3COOH4H。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0.4 mol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：CH3CH2OHO2=CH3COOHH2OD正极上发生的反应为：O24e2H2O=4OHC在原电池中，电解质溶液中的阳离子应向正极移动，A项错误；每消耗1 mol O2，转移4 mol电子，若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗2.24 L O2，B项错误；根据
3、题意，电解质溶液呈酸性，正极的电极反应为：O24H4e=2H2O，D项错误。3已知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO存在。我国研究的AlH2O2燃料电池可用于深海资源的勘查、军事侦察等国防科技领域，装置示意图如图。下列说法错误的是()H2O2和NaOH的混合溶液A电池工作时，溶液中OH通过阴离子交换膜向Al极迁移BNi极的电极反应是HO2eH2O=3OHC电池工作结束后，电解质溶液的pH降低DAl电极质量减少13.5 g，电路中通过9.031023个电子CA.据电池装置图分析，可知Al较活泼，作负极，而燃料电池中阴离子向负极移动，因而可推知OH(阴离子)穿过阴离子交换膜，向Al电极移动，A正确；
4、B.Ni为正极，是电子流入的一极，因而电极附近氧化性较强的氧化剂得电子，又知过氧化氢在强碱性溶液中主要以HO存在，可知HO得电子变为OH，故按照缺项配平的原则，Ni极的电极反应是HO2eH2O=3OH，B正确；C.据电池装置图分析，可知Al较活泼，Al失电子变为Al3，Al3和过量的OH反应得到Al(OH)4和水，Al电极反应为Al3e4OH=Al(OH)4，Ni极的电极反应是HO2eH2O=3OH，因而电池反应为2Al3HO3H2O=2Al(OH)4OH，显然电池工作结束后，电解质溶液的pH升高，C错误；D.Al电极质量减少13.5 g，即Al消耗了0.5 mol，Al电极反应为Al3e4O
5、H=Al(OH)4，因而转移电子数为0.53NA9.031023，D正确。4某原电池装置如图所示，电池总反应为2AgCl2=2AgCl。下列说法正确的是()A正极反应为AgCle=AgClB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D根据电池总反应2AgCl2=2AgCl可知Ag为负极，Cl2发生正极反应，电极反应式为：Cl22e=2Cl，A项错误；负极上Ag失电子生成Ag，Ag与溶液中的Cl反应生成AgCl沉淀，故白色沉淀在离子交换膜左侧生成，B项错误；用NaCl代
6、替盐酸电池总反应不变，C项错误；当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧产生0.01 mol的Ag，Ag与盐酸产生AgCl沉淀，同时约有0.01 mol的H通过阳离子交换膜到达右侧溶液中，故左侧约减少0.02 mol离子，D项正确。5科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池的说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B该电池的总反应是C3H85O2=3CO24H2OC电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化D通入丙烷的电极为电
7、池负极，发生的电极反应为C3H820e10O2=3CO24H2OA该燃料电池的化学原理是C3H85O2=3CO24H2O，B正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：C3H820e10O2=3CO24H2O，D正确；通入O2的电极为正极：O24e=2O2，产生的O2将向负极移动，A不正确。6一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中有机废水中的有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是()Ab电极为该电池的负极Bb电极附近溶液的pH增大Ca电极反应式：C6H10O524e7H2O=6CO224HD中间室：Na移向左室，Cl移向右室B该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则b电
8、极是正极，电极反应为2NO10e12H=N26H2O，H参加反应导致溶液的pH增大，故A错误，B正确；a电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应为C6H10O524e7H2O=6CO224H，故C错误；放电时，电解质溶液中Na移向正极(右室)，Cl移向负极(左室)，故D错误。7一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为：O22CO24e=2CODA项
9、，由化合价变化可知，每消耗1 mol CH4转移6 mol电子；B项，电极A为负极，电极反应为：H2CO2CO4e=H2O3CO2；C项，电池工作时，CO向电极A移动；D项，电极B是正极，电极反应为：O22CO24e=2CO。8如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是()A该系统中只存在3种形式的能量转化B装置Y中负极的电极反应式为O22H2O4e=4OHC装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化CA项，该系统有太阳能转化为电能、电能转化为化学能、化学能转化为电能、电能转化为机械能多种能量转化形式，A项错
10、；B项，装置Y为原电池，负极发生氧化反应，应是H2发生氧化反应，B项错；C项，装置X为电解池，其作用是将水转化为燃料(氢气)和氧化剂(氧气)，C项正确；D项，化学能与电能间不可能完全转化，D项错。9LED产品由于具有节能、寿命长的特点，越来越受到人们的欢迎。如图所示是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。a处通入的气体是氢气，b处通入的气体是氧气该装置中只涉及两种形式的能量转化电池正极的电极反应为O22H2O4e=4OHP型半导体连接的是电池负极上述说法中正确的是()ABCDB由电子流向可知，a为负极，b为正极，负极上发生氧化反应，通入的是氢气，正极上发生还原反应，通入的是氧气，故正确；该装置中涉
11、及的能量转化形式有化学能转化为电能，电能转化为光能和热能，故错误；a为负极，电极反应为H22e2OH=2H2O，b为正极，电极反应为O22H2O4e=4OH，故正确；P型半导体连接的是电池正极，故错误。102017年5月18日，我国海域天然气水合物试采成功，如图所示的分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其中固体电解质是Y2O3Na2O，O2可以在此电解质中自由移动。下列有关叙述正确的是()A该分析仪工作时，电极a为正极B电极a的反应式为CH410OH8e=CO7H2OC当固体电解质中有1 mol O2通过时，转移4 mol电子D该分析仪可用于分析空气中甲烷的含量D分析仪的工作原理类似燃料电池
12、的工作原理，在其固体电解质中，O2可以自由移动，根据燃料电池的工作原理可知，通入甲烷的一极为负极，通入空气的一极为正极，电池总反应为CH42O2=CO22H2O，正极反应为O24e=2O2，负极反应为CH44O28e=CO22H2O。根据上述分析可知，电极a为负极，电极反应为CH44O28e=CO22H2O，故A、B项错误；由正极反应式可知，1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2，当固体电解质中有1 mol O2通过时，转移2 mol电子，故C项错误；根据转移电子的量可以计算出通入甲烷的量，因此该分析仪可用于分析空气中甲烷的含量，故D项正确。11(双选)热激活电池(又称热电池)可
13、用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为：PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb下列说法正确的是()A负极反应：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向钙电极移动C正极反应物为LiClD常温时，在正负极间接上检流计，指针不偏转AD负极上发生氧化反应，A正确；放电过程中Li向正极移动，B错误；由电池总反应可知，正极反应物是PbSO4，C错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，因此在正负极之间连接检流计，指针不偏转，D正确。12镁H2O2酸性电池采用
14、海水作电解质溶液(加入一定量酸)。(1)该电池负极反应为_。(2)电池工作时，正极周围海水的pH_(填“增大”或“减小”)。(3)溶液中的H向_(填“负极”或“正极”)移动。(4)电池总反应为：_。解析(1)镁H2O2酸性电池中，镁为活泼金属，应为原电池的负极，负极发生氧化反应，电极反应式为：Mg2e=Mg2。(2)原电池工作时，正极发生还原反应，正极的电极反应式为H2O22H2e=2H2O，由于不断消耗H，使溶液中c(H)逐渐减小，根据pHlgc(H)可知，正极周围海水的pH逐渐增大。(3)H是阳离子，在原电池中，溶液中的阳离子向正极移动。(4)由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，将正极、
15、负极电极反应式相加，就可得到该原电池的总反应方程式：MgH2O22H=Mg22H2O。答案(1)Mg2e=Mg2(2)增大(3)正极(4)MgH2O22H=Mg22H2O13燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。A为生物燃料电池的_(填“正”或“负”)极。正极的电极反应式为_。放电过程中，H由_极区向_极区迁移(填“正”或“负”)。在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是_。(2)一氧化碳无色、无味、有毒，世界各国每年有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示
16、，该装置中电解质为氧化钇氧化钠，其中O2可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中一氧化碳的含量越高。请回答：a极电极反应式为_；工作时，O2由电极_向电极_移动(填“a”或“b”)；电子由电极_通过传感器流向电极_(填“a”或“b”)。解析(1)由图可知A为燃料电池的正极，电极反应为O24H4e=2H2O；B为燃料电池的负极，电极反应为C6H12O66H2O24e=6CO224H。放电过程中，H由负极区向正极区移动。葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，即1 mol O21 mol CO2，每消耗1 mol O2，理论上生成标准状况下CO2气体22.4 L。(2)由元素价态变化可知，a电极为负极，电极反应式为COO22e=CO2，b电极为正极，电极反应式为O24e=2O2，总反应为2COO2=2CO2。工作时电子由电极a通过传感器流向电极b，O2由电极b向电极a移动。答案(1)正O24H4e=2H2O负正22.4 L(2)COO22e=CO2baab