2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專(zhuān)題44 非水電池講解
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2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專(zhuān)題44 非水電池講解
2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專(zhuān)題44 非水電池講解一、高考題再現(xiàn)1(2015江蘇)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是( )A反應(yīng)CH4H2O3H2CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol 電子B電極A上H2參與的電極反應(yīng)為:H22OH2e=2H2OC電池工作時(shí),CO32向電極B移動(dòng) D電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O22CO24e=2CO32【答案】D二、考點(diǎn)突破1、固態(tài)金屬氧化物燃料電池典例1(2018廣東省揭陽(yáng)市高三高考第一次模擬考試)在固態(tài)金屬氧化物燃料電池中,以H2CO混合氣體為燃料,基本原理如右圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A Y極是原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng)B 負(fù)極的電極反應(yīng)式是:H22eO2H2O CO2eO2 CO2C 總反應(yīng)可表示為:H2COO2 H2OCO2D 同溫同壓下兩極消耗的氣體的體積之比是11【答案】D典例2(2018屆河南省濮陽(yáng)市高三第二次模擬考試)氫氧熔融碳酸鹽燃料電池是一種高溫電池(600700),具有效率高、噪音低、無(wú)污染、燃料多樣、余熱利用價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)。氫氧熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是A 電池工作時(shí),熔融碳酸鹽只起到導(dǎo)電的作用B 負(fù)極反應(yīng)式為H2 -2e- +CO32-=CO2+H2OC 該電池可利用工廠(chǎng)中排出的CO2,減少溫室氣體的排放D 電池工作時(shí),外電路中流過(guò)0.2 mol電子,消耗3.2 g O2【答案】B【解析】根據(jù)圖示,在氫氧熔融碳酸鹽燃料電池中,通入氫氣的電極為負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為H2 -2e- +CO32-=CO2+H2O,通入氧氣的電極為正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-= 2CO32-,總反應(yīng)為:2 H2O2= 2H2O。A. 根據(jù)上述分析,電池工作時(shí),熔融碳酸鹽參與了電極反應(yīng),A錯(cuò)誤;B. 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為H2 -2e- +CO32-=CO2+H2O,故B正確;C. 根據(jù)總反應(yīng),該電池工作時(shí)沒(méi)有消耗二氧化碳,不能減少溫室氣體的排放,C錯(cuò)誤;D. 電池工作時(shí),外電路中流過(guò)0.2 mol電子,消耗0.5mol氧氣,質(zhì)量為16 g O2,D錯(cuò)誤。3、質(zhì)子膜燃料電池典例3(2018屆甘肅省蘭州市高三第一次診斷性考試)科學(xué)家設(shè)計(jì)出質(zhì)子膜H2S燃料電池,實(shí)現(xiàn)了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質(zhì)硫。質(zhì)子膜H2S燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A 電極a為電池的負(fù)極B 電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2 +4H+ + 4e= 2H2OC 電路中每流過(guò)4 mol電子,在正極消耗44.8 LH2SD 每17 g H2S參與反應(yīng),有1 mol H+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū)【答案】C4、固體氧化物燃料電池典例4如圖所示是一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料,氧氣為氧化劑,某固體氧化物為電解質(zhì)的新型燃料電池。該固體氧化物電解質(zhì)的工作溫度高達(dá)700 -900時(shí),O2-可在該固體氧化物電解質(zhì)中自由移動(dòng),反應(yīng)生成物均為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是A 電極甲發(fā)生還原反應(yīng)B 電池內(nèi)的O2-由電極乙移向電極甲C 電池總反應(yīng)為N2H4 +2O2= 2NO +2H2OD 當(dāng)甲電極上有l(wèi)mol N2H4消耗時(shí),乙電極上有22.4L O2參與反應(yīng)【答案】B5、新材料電池典例5(2018屆廣東省佛山市普通高中教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)二)新型液態(tài)金屬Li-Sb電池具有優(yōu)良的動(dòng)力傳輸特性,工作原理如圖所示,該電池的兩極及電解液被分成3層(熔融Li和Sb可互溶)。下列說(shuō)法正確的是A 電池放電時(shí)Li為正極B 將Li換成Na會(huì)提高該電池的比能量C 該電池充電時(shí)陽(yáng)極金屬的總質(zhì)量不變D 在Sb電極中常摻入Pb,目的是降低該電池工作溫度【答案】D【解析】電池放電時(shí)Li為負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小,將Li換成Na會(huì)降低該電池的比能量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)電池放電時(shí),上層的鋰金屬失去電子,成為鋰離子,移到中層的鹽層,而鹽層中的鋰離子,則會(huì)吸收電子,漸漸跑到鉛銻混合物所在的最下層,若開(kāi)始充電,最底層的鋰金屬會(huì)往上熔回鹽層的過(guò)程中,熔融Li和Sb可互溶,故該電池充電時(shí)陽(yáng)極金屬的總質(zhì)量發(fā)生改變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;將正極金屬Sb和低熔點(diǎn)金屬進(jìn)行合金化來(lái)降低熔點(diǎn),從而降低電池的工作溫度,D項(xiàng)正確。