第5課時(shí)新型化學(xué)電源課時(shí)集訓(xùn)測(cè)控導(dǎo)航表知識(shí)點(diǎn)題號(hào)燃料電池1,3可逆電池2,5綜合應(yīng)用4,6一、選擇題1.二氧化硫—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合,其原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(C)A.負(fù)極的電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-SO42B.反應(yīng)總式為2SO2+O2+2H2O2H2SO4C.質(zhì)子的移動(dòng)方向?yàn)閺碾姌OB到電極AD.SO2氣流速度的大小可能影響電池的電動(dòng)勢(shì)解析:A極通入的SO2失電子生成SO42-2.一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)理念的鎂—銻液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池工作原理如圖所示,該電池所用液體密度不同,在重力作用下分為三層,工作時(shí)中間層熔融鹽的組成及濃度不變。該電池工作一段時(shí)間后,可由太陽(yáng)能電池充電。下列說(shuō)法不正確的是(C)A.放電時(shí),Mg(液)層的質(zhì)量減小B.放電時(shí)正極反應(yīng)為Mg2++2e-MgC.該電池充電時(shí),MgSb(液)層發(fā)生還原反應(yīng)D.該電池充電時(shí),Cl-向中層和下層分界面處移動(dòng)解析:該電池充電時(shí),MgSb(液)層為陽(yáng)極,陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),C項(xiàng)不正確;該電池充電時(shí),陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),即Cl-向中層和下層分界面處移動(dòng),D項(xiàng)正確。3.某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質(zhì)、以CH4為燃料時(shí),該電池工作原理見(jiàn)圖。下列說(shuō)法正確的是(D)A.a為CH4,b為CO2B.CO3C.此電池在常溫時(shí)也能工作D.正極電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-2CO解析:由圖可知a為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):CH4-8e-→CO2,電池中傳導(dǎo)的是CO32-,利用CO32-平衡電荷得:CH4-8e-+4CO32-5CO2+2H24.鎂電池作為一種低成本、高安全的儲(chǔ)能裝置,正受到國(guó)內(nèi)外廣大科研人員的關(guān)注。一種以固態(tài)含Mg2+的化合物為電解質(zhì)的鎂電池的總反應(yīng)為xMg+V2O5MgxV2O5。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A.充電時(shí),陽(yáng)極質(zhì)量減小B.充電時(shí),陰極反應(yīng)式:Mg2++2e-MgC.放電時(shí),正極反應(yīng)式為V2O5+xMg2++2xe-MgxV2O5D.放電時(shí),電路中每流過(guò)2mol電子,固體電解質(zhì)中有2molMg2+遷移至正極解析:根據(jù)電荷守恒、電路中每流過(guò)2mole-,放電時(shí)固體電解質(zhì)中應(yīng)只有1molMg2+遷移至正極,D錯(cuò)誤。5.石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性而研發(fā)的新型可充放電電池,其反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,其工作原理如圖所示。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是(D)A.充電時(shí),Li+嵌入LiCoO2中B.放電時(shí),LiCoO2極發(fā)生的電極反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2-e-Li1-xCoO2+Li+C.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)i-e-Li+D.充電時(shí),若轉(zhuǎn)移1mole-,石墨烯電極增重7g解析:充電時(shí),石墨烯為陰極,Li+發(fā)生還原反應(yīng)生成LixC6,則Li+向石墨烯移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí),LiCoO2極是正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xCoO2+xLi++xe-LiCoO2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)ixC6-xe-C6+xLi+,原電池中無(wú)Li單質(zhì)存在,C項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題6.(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示。該微生物燃料電池,負(fù)極為(填“a”或“b”),當(dāng)電路中有0.5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則有mol的H+通過(guò)質(zhì)子交換膜。該電池負(fù)極反應(yīng)式為

。

(2)CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義。O2輔助的Al～CO2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。已知電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e-6O6CO2+6O2-3C2O則電池的負(fù)極反應(yīng)式:。

反應(yīng)過(guò)程中O2的作用是。

該電池的總反應(yīng)式:。

解析:(1)根據(jù)圖示,在硫氧化菌作用下HS-轉(zhuǎn)化為SO42-,發(fā)生氧化反應(yīng):HS-+4H2O-8e-SO42(2)根據(jù)圖示,鋁為負(fù)極,離子液體為AlCl3,因此負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-Al3+;負(fù)極反應(yīng)式和正極反應(yīng)式按電子守恒合并,得出總電池反應(yīng)式為2Al+6