高中化學(xué)選修1資料：4-1-2 化學(xué)電源 練習(xí)（解析版）

4.1.2化學(xué)電源練習(xí)（解析版）1．某氨氣燃料電池，如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．正極的電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+═2H2O B．電子流向：電極1→負(fù)載→電極2 C．Na+由左向右移動(dòng) D．NH3在電極1上發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】A【解析】A．通入氧氣的一極為正極，電解質(zhì)溶液為堿性，所以氧氣得電子生成氫氧根，電極方程式為O2+4e﹣+2H2O＝4OHˉ，故A錯(cuò)誤；B．原電池中電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，根據(jù)分析可知電極1為負(fù)極，電極2為正極，所以電子的流向?yàn)殡姌O1→負(fù)載→電極2，故B正確；C．原電池中陽(yáng)離子流向正極，所以鈉離子自左向右移動(dòng)，故C正確；D．據(jù)圖可知NH3在電極1上轉(zhuǎn)化為N2和H2O，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故D正確；故選：A。2．氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，電極是多孔鎳電極，電解質(zhì)溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的KOH溶液。下列敘述正確的是（）A．通入O2的極是負(fù)極 B．負(fù)極反應(yīng)式為2H2﹣4e﹣═4H+ C．工作時(shí)溶液中OH﹣移向負(fù)極 D．氫氧燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能【答案】C【解析】A、氧堿性燃料電池中，通入O2的電極為正極，通入H2的電極為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B、通入H2的電極為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)生成H2O，負(fù)極反應(yīng)為：H2+2OH﹣﹣2e﹣＝2H2O，故B錯(cuò)誤；C、原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，即工作時(shí)溶液中OH﹣移向負(fù)極，故C正確；D、氫氧堿性燃料電池是原電池，能量轉(zhuǎn)化主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤；故選：C。3．Li﹣MnO2電池放電時(shí)反應(yīng)為L(zhǎng)i+MnO2═LiMnO2，下列說(shuō)法不正確的是（）A．Li電極發(fā)生氧化反應(yīng) B．溶液中Li﹣向MnO2電極移動(dòng) C．可用水代替電池中的有機(jī)物 D．正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i++e﹣+MnO2═LiMnO2【答案】C【解析】A、該原電池中，Li電極為負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，故A正確；B、原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子移向正極，即溶液中Li﹣向MnO2電極移動(dòng)，故B正確；C、金屬Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)，所以不能用水代替電池中的有機(jī)物，故C錯(cuò)誤；D、MnO2電極為正極，正極上Mn元素得到電子，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i++e﹣+MnO2═LiMnO2，故D正確；故選：C。4．化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．鋅錳干電池是二次電池 B．醫(yī)用酒精與工業(yè)酒精的主要成分相同，都可用于傷口消毒 C．夏天面粉發(fā)酵速度與冬天面粉發(fā)酵速度相差不大 D．煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉【答案】D【解析】A、鋅錳干電池不能充電，屬于一次電池，不是二次電池，故A錯(cuò)誤；B、工業(yè)酒精中含有甲醛，甲醛是有毒的，故B錯(cuò)誤；C、夏天溫度高，面粉發(fā)酵的速度快，故C錯(cuò)誤；D、煤油來(lái)自石油的分餾，可用作航空燃料，也可用于保存Na，故D正確；故選：D。5．錳﹣鋰鋰離子電池結(jié)構(gòu)如圖所示。放電時(shí)總反應(yīng)為：C（Li）+LiMn2O4═C+Li2Mn2O4[C（Li）表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料]．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．放電時(shí)，C（Li）為電池的負(fù)極 B．電解質(zhì)溶液用稀H2SO4效果更好 C．放電時(shí)，電極LiMn2O4發(fā)生還原反應(yīng) D．負(fù)極反應(yīng)為C（Li）﹣e﹣═C+Li+【答案】B【解析】A、原電池總反應(yīng)中，Li化合價(jià)升高、發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則C（Li）為負(fù)極，故A正確；B、金屬Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)，發(fā)生自損耗現(xiàn)象，所以電解質(zhì)不能用稀H2SO4溶液，故B錯(cuò)誤；C、原電池總反應(yīng)中，Mn的化合價(jià)由+3.5→+3，LiMn2O4發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故C正確；D、C（Li）為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為C（Li）﹣e﹣═C+Li+，故D正確；故選：B。6．鎂﹣空氣電池是一種新型燃料電池，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．金屬M(fèi)g電極為負(fù)極，其電勢(shì)低于空氣電極的電勢(shì) B．電子流向：Mg電極→導(dǎo)線→空氣電極→電解質(zhì)溶液→Mg電極 C．電池總反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O═2Mg（OH）2 D．回收后的氫氧化鎂經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化，可重新制成鎂錠循環(huán)利用【答案】B【解析】A、該原電池中，Mg為負(fù)極、空氣電極為正極，則Mg電極電勢(shì)低于空氣電極的電勢(shì)，故A正確；B、原電池工作時(shí)，電子流向：Mg電極→導(dǎo)線→空氣電極，陰離子：空氣電極→Mg電極，形成閉合回路，但電子不能進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，故B錯(cuò)誤；C、負(fù)極反應(yīng)為Mg﹣2e﹣+2OH﹣＝Mg（OH）2、正極反應(yīng)為O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，原電池總反應(yīng)式為2Mg+O2+2H2O＝2Mg（OH）2，故C正確；D、Mg（OH）2→MgCl2→熔融MgCl2Mg，即回收后的氫氧化鎂經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化，可重新制成鎂錠循環(huán)利用，故D正確；故選：B。7．一種鎂氧電池電極材料為金屬膜和吸附氧氣的活性炭，電解液為KOH濃溶液，如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（）A．正極反應(yīng)式為：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣ B．負(fù)極反應(yīng)式為：Mg﹣2e﹣+2OH﹣═Mg（OH）2 C．電子的移動(dòng)方向是由a經(jīng)外電路到b D．該電池在工作過(guò)程中，電解液KOH的濃度保持不變【答案】D【解析】A．Mg電極a作負(fù)極、活性炭b電極作正極，正極反應(yīng)式為O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，故A正確；B．Mg作負(fù)極、Mg失電子生成Mg（OH）2，電極反應(yīng)式為Mg﹣2e﹣+2OH﹣＝Mg（OH）2，故B正確；C．Mg作負(fù)極、活性炭作正極，即a電極為負(fù)極，b電極為正極，電子從負(fù)極a經(jīng)外電路到正極b，故C正確；D．負(fù)極反應(yīng)為Mg﹣2e﹣+2OH﹣＝Mg（OH）2、正極反應(yīng)為O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，原電池總反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O＝2Mg（OH）2，消耗水使KOH的濃度增大，故D錯(cuò)誤；故選：D。8．鋅﹣空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時(shí)反應(yīng)為：2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn（OH）42﹣．下列說(shuō)法正確的是（）A．放電時(shí)，正極反應(yīng)為：Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣ B．放電時(shí)，電路中通過(guò)2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況） C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c（OH﹣）逐漸增大 D．充電時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椋弘娫簇?fù)極→電解池陰極→電解質(zhì)溶液→電解池陽(yáng)極→電源正極【答案】C【解析】A．放電時(shí)，負(fù)極上鋅失電子生成Zn（OH）42﹣，負(fù)極反應(yīng)式為Zn+4OH﹣﹣2e﹣═Zn（OH）42﹣，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，1mol氧氣得到4mol電子，則電路中通過(guò)2mol電子，消耗0.5mol氧氣，即消耗標(biāo)況下11.2L氧氣，故B錯(cuò)誤；C、充電是放電的逆過(guò)程，則電解反應(yīng)式為：Zn（OH）42﹣═Zn+4OH﹣﹣2e﹣，則氫氧根離子的濃度變大，故C正確；D、充電時(shí)，是電解池，電子經(jīng)外電路由電解池的陽(yáng)極→電源正極→電源負(fù)極→電解池陰極，電子不能再溶液中傳遞，故D錯(cuò)誤；故選：C。9．鋅﹣空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池總反應(yīng)為2Zn+O2+4OH﹣+2H2O═2Zn（OH）42﹣．下列說(shuō)法正確的是（）A．鋅極發(fā)生還原反應(yīng) B．電子從鋅極經(jīng)KOH溶液移向充空氣的電極 C．鋅極需定期更換 D．該電池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置【答案】C【解析】A、鋅極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B、電子從鋅極經(jīng)導(dǎo)線流向充空氣的電極，故B錯(cuò)誤；C、鋅失電子不斷消耗，所以鋅極需定期更換，故C正確；D、原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤；故選：C。10．鉛蓄電池反應(yīng)原理為：Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）2PbSO4（s）+2H2O（l），下列說(shuō)法正確的是（）A．放電時(shí)，正極附近pH減小 B．充電時(shí)，鉛蓄電池的負(fù)極連接電源的正極 C．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Pb﹣2e﹣═Pb2+ D．充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為：PbSO4+2e﹣═Pb+SO42﹣【答案】D【解析】A、由總方程式可知，為原電池時(shí)，Pb為負(fù)極，PbO2為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為PbO2+4H++SO42﹣﹣2e﹣＝2H2O+PbSO4，正極附近pH增大，故A錯(cuò)誤；B、充電時(shí)，該裝置是電解池，電池的負(fù)極和外加電源的負(fù)極相連，為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C、由總方程式可知，為原電池時(shí)，Pb為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為Pb+SO42﹣﹣2e﹣＝PbSO4，故C錯(cuò)誤；D、在充電時(shí)，該裝置是電解池，陰極發(fā)生的還原反應(yīng)：PbSO4+2e﹣＝Pb+SO42﹣，故D正確。故選：D。11．燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。氫氧燃料電池已用于航天飛機(jī)。如圖為氫氧燃料電池構(gòu)造示意圖。下列說(shuō)法中正確的是（）A．a(chǎn)極為電池的正極，電極反應(yīng)式為：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣ B．b極為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為：H2﹣2e﹣═2H+ C．電解質(zhì)溶液中K+離子向a極移動(dòng) D．當(dāng)生成1molH2O時(shí)，電路中流過(guò)電子的物質(zhì)的量為2mol【答案】D【解析】A、a極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：2OH﹣+H2﹣2e﹣═2H2O，故A錯(cuò)誤；B、b極為電池的正極，電極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，故B錯(cuò)誤；C、電解質(zhì)溶液中K+離子向正極b移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、總反應(yīng)方程式為：2H2+O2＝2H2O，生成2mol水轉(zhuǎn)移4mol電子，則當(dāng)生成1molH2O時(shí)，電路中流過(guò)電子的物質(zhì)的量為2mol，故D正確；故選：D。12．普通鋅錳干電池的構(gòu)造如圖所示，其電池反應(yīng)的方程式為：Zn+2NH4Cl+2MnO2═Zn（NH3）2Cl2+2MnO（OH），下列說(shuō)法不正確的是（）A．石墨作正極 B．鋅發(fā)生氧化反應(yīng) C．電池工作時(shí)，電子從石墨經(jīng)導(dǎo)線流向鋅 D．正極的電極反應(yīng)為：NH4++MnO2+e﹣═MnO（OH）+NH3【答案】C【解析】A、鋅筒為負(fù)極，石墨作正極，故A正確；B、電池中鋅失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；C、電池中電子從負(fù)極流向正極即從鋅經(jīng)導(dǎo)線流向石墨，故C錯(cuò)誤；D、正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極的電極反應(yīng)為NH4++MnO2+e﹣＝MnO（OH）+NH3，故D正確；故選：C。13．將鉑電極放置在KOH溶液中，然后分別向兩極通入CH4和O2，即產(chǎn)生電流，稱為甲烷燃料電池。下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．CH4在負(fù)極上反應(yīng)，O2在正極上反應(yīng) B．放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液的堿性減弱 C．此電池屬于環(huán)境友好型電池 D．此電池中化學(xué)能100%轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【解析】A．在燃料電池中，通入燃料甲烷的電極為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的電極為正極，正極上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B．在甲烷燃料電池中，負(fù)極電極反應(yīng)式為CH4﹣8e﹣+10OH﹣＝CO32﹣+7H2O，正極的電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，總反應(yīng)方程式為CH4+2O2+2OH﹣＝CO32﹣+3H2O，可見(jiàn)在放電過(guò)程中，反應(yīng)消耗KOH，產(chǎn)生H2O，使溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度減小，因而溶液的堿性減弱，故B正確；C．反應(yīng)產(chǎn)生H2O，無(wú)污染，因此電池屬于環(huán)境友好型電池，故C正確；D．電池在工作時(shí)，除轉(zhuǎn)化為電能外，還產(chǎn)生了熱量，有熱能產(chǎn)生，因此化學(xué)能不可能100%轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤；故選：D。14．DBFC燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖，該電池的總反應(yīng)為NaBH4+4H2O2═NaBO2+6H2O．下列關(guān)于電池工作時(shí)的相關(guān)分析不正確的是（）A．X極為正極，電流經(jīng)X流向外電路 B．Y極發(fā)生的還原反應(yīng)為H2O2+2e﹣═2OH﹣ C．X極區(qū)溶液的pH逐漸減小 D．每消耗1.0L0.50mol/L的H2O2電路中轉(zhuǎn)移1.0mole﹣【答案】A【解析】由電池的總反應(yīng)為NaBH4+4H2O2═NaBO2+6H2O可知，X電極上NaBH4發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，作負(fù)極，則Y極作正極，A．該電池中X極為負(fù)極，Y極作正極，電子經(jīng)X流向外電路流入Y，電流經(jīng)Y流向外電路，故A錯(cuò)誤；B．該電池中Y極為正極，正極上H2O2發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為H2O2+2e﹣＝2OH﹣，故B正確；C．X極為負(fù)極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣＝BO2﹣+6H2O，所以X極區(qū)溶液的pH逐漸減小，故C正確；D．由電極反應(yīng)式H2O2+2e﹣＝2OH﹣可知，每消耗1molH2O2電路中轉(zhuǎn)移2mole﹣，所以每消耗1.0L0.50mol/L即0.50molH2O2，電路中轉(zhuǎn)移1.0mole﹣，故D正確；故選：A。15．鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，其電極材料分別是PbO2和Pb，電解質(zhì)為H2SO4溶液，下列說(shuō)法不正確的是（）A．電池工作過(guò)程中，H2SO4溶液濃度降低 B．電池工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液中H+向正極移動(dòng) C．每當(dāng)有2mol電子通過(guò)電路時(shí)，負(fù)極材料增重96g D．正極發(fā)生反應(yīng)為：PbO2+4H++2e﹣═Pb2++2H2O【答案】D【解析】A、鉛蓄電池工作時(shí)，硫酸參加反應(yīng)生成硫酸鉛同時(shí)生成水，導(dǎo)致硫酸濃度降低，故A正確；B、原電池放電時(shí)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即電解質(zhì)溶液中H+向正極移動(dòng)，故B正確；C、蓄電池中，負(fù)極上金屬Pb失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)Pb+SO42﹣﹣2e﹣＝PbSO4，每當(dāng)有2mol電子通過(guò)電路時(shí)，負(fù)極材料增重96g，故C正確；D、鉛蓄電池正極上PbO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)PbO2+4H++SO42﹣+2e﹣═PbSO4+2H2O，故D錯(cuò)誤。故選：D。16．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2﹣．下列對(duì)該燃料電池說(shuō)法不正確的是（）A．在熔融電解質(zhì)中，O2﹣移向負(fù)極 B．電池的總反應(yīng)是：2C4H10+13O2═8CO2+10H2O C．通入丁烷的一極是負(fù)極，電極反應(yīng)為：C4H10﹣26e﹣+13O2﹣═4CO2↑+5H2O D．通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為：O2+4e﹣+4H+═2H2O【答案】D【解析】A、原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以O(shè)2﹣移向負(fù)極，故A正確；B、電池的總反應(yīng)與丁烷燃燒的化學(xué)方程式一致，為2C4H10+13O2＝8CO2+10H2O，故B正確；C、通入丁烷一極是負(fù)極，失電子被氧化，電極反應(yīng)式為C4H10+13O2﹣﹣26e﹣＝4CO2+5H2O，故C正確；D、通入空氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣＝2O2﹣，故D錯(cuò)誤；故選：D。17．2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了鋰離子電池開發(fā)的三位科學(xué)家。一種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電池反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6+Li1﹣xCoO2C6+LiCoO2（x＜1）。下列說(shuō)法正確的是（）A．放電時(shí)，a極為負(fù)極 B．充電時(shí)，Li1﹣xCoO2/LiCoO2電極發(fā)生Li+脫嵌，放電時(shí)發(fā)生Li+嵌入 C．充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移0.3mol電子，石墨電極將減輕2.1g D．放電時(shí)，Li+在電解質(zhì)中由a極向b極遷移【答案】B【解析】A、原電池中b電極為負(fù)極，a電極為正極，故A錯(cuò)誤；B、充電時(shí)，Li1﹣xCoO2/LiCoO2電極反應(yīng)為：LiCoO2﹣xe﹣＝Li1﹣xCoO2+xLi+，電極發(fā)生Li+脫嵌，而放電時(shí)發(fā)生：Li1﹣xCoO2+xLi++xe﹣＝LiCoO2，Li+嵌入，故B正確；C、放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6﹣xe﹣＝C6+xLi+，充電時(shí)陰極反應(yīng)式為C6+xLi++xe﹣＝LixC6，所以充電時(shí)若轉(zhuǎn)移0.3mol電子，石墨電極將增重0.3mol×7gmol/L＝2.1g，故C錯(cuò)誤；D、放電時(shí)，陽(yáng)離子移向正極、陰離子移向負(fù)極，即Li+在電解質(zhì)中由b極向a極遷移，故D錯(cuò)誤；故選：B。18．乙醇做為可再生能源比化石能源具有較大的優(yōu)勢(shì)，如圖為乙醇燃料電池，該電池的總反應(yīng)方程式為C2H5OH+3O2═2CO2+3H2O．下列關(guān)于該電池?cái)⑹鲥e(cuò)誤的是（）A．a(chǎn)極與用電器的正極相接 B．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C．質(zhì)子（H+）由裝置左側(cè)向右側(cè)移動(dòng) D．該裝置的電解質(zhì)溶液呈酸性【答案】C【解析】A、氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，是原電池的正極，則a極與用電器的正極相接，故A正確；B、該裝置是原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故B正確；C、原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則質(zhì)子（H+）由裝置右側(cè)向左側(cè)移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、負(fù)極的電極產(chǎn)物為二氧化碳，則應(yīng)裝置中電解溶液呈酸性，故D正確；故選：C。19．被譽(yù)為改變未來(lái)世界的十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)。如圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，回答下列問(wèn)題：（1）O2進(jìn)入的電極為_______________極。（2）電池工作時(shí)：溶液中的OH﹣向_負(fù)_（填“正極”或“負(fù)極”）遷移，通___________（填“H2”或“O2”）一極的電勢(shì)較低。（3）寫出電池工作時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式：_____________________。（4）若電池工作時(shí)轉(zhuǎn)移0.01mol電子，理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下__________mLO2。（5）若將此燃料電池改成以CH4和O2為原料進(jìn)行工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為：______________________。【答案】（1）正；（2）負(fù)；H2；（3）H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O；（4）56；（5）CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O?！窘馕觥客ǔＴ谠姵胤磻?yīng)中，O2只能得電子，所以通O2的電極為正極，在堿性電解質(zhì)溶液中，O2得電子的產(chǎn)物與溶液反應(yīng)生成OH﹣，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣，通H2的電極為負(fù)極，H2失電子的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)生成H2O，電極反應(yīng)式為H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O。（1）由以上分析知，O2進(jìn)入的電極為正極，故答案為：正；（2）電池工作時(shí)：陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則溶液中的OH﹣向負(fù)極遷移；在原電池中，負(fù)極的電勢(shì)較低，則通H2一極的電勢(shì)較低，故答案為：負(fù)；H2；（3）電池工作時(shí)，通H2的電極為負(fù)極，H2失電子的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)生成H2O，電極反應(yīng)式為H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O，故答案為：H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O；（4）在正極1molO2轉(zhuǎn)移電子4mol，若電池工作時(shí)轉(zhuǎn)移0.01mol電子，理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下O2的體積為＝56mL，故答案為：56；（5）若將此燃料電池改成以CH4和O2為原料進(jìn)行工作時(shí)，負(fù)極為通CH4的電極，CH4失電子的產(chǎn)物與OH﹣反應(yīng)生成CO32﹣和水，電極反應(yīng)式為：CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O，故答案為：CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O。20．通常氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，試回答下列問(wèn)題：（1）在酸式介質(zhì)中，負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)為___________，正極反應(yīng)的物質(zhì)為____________，酸式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極：_____________________，正極：______________________。電解質(zhì)溶液pH的變化____________（填“變大”，“變小”，“不變”）。（2）在堿式介質(zhì)中，堿式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極：______________________，正極：_____________________。電解質(zhì)溶液pH的變化__________（填“變大”，“變小”，“不變”）。（3）氫氧燃料電池汽車作為上海世博園中的交通工具之一，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是_C_。A．太陽(yáng)光催化分解水制氫氣比電解水氣氫氣更為科學(xué)B．氫氧燃料電池作為汽車動(dòng)力更能保護(hù)環(huán)境C．以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式相同D．以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式相同（4）純電動(dòng)車采用了高效耐用的一種新型可充電電池，該電池的總反應(yīng)式為：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH。①該電池放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為_______________________________。②放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有____________molK2FeO4被還原。③放電時(shí)，正極發(fā)生_還原_（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)；正極反應(yīng)為________________________________。④放電時(shí)，___________（填“正”或“負(fù)”）極附近溶液的堿性增強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）氫氣；氧氣；2H2﹣4e﹣＝4H+；O2+4e﹣+4H+＝2H2O；變大；（2）2H2﹣4e﹣+4OH﹣＝4H2O；O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣；變??；（3）C；（4）①Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）2；②1；③還原；FeO42﹣+3e﹣+4H2O═Fe（OH）3+5OH﹣；④正。【解析】（1）在酸性氫氧燃料電池中，石墨作電極，在負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)為2H2﹣4e﹣＝4H+；在正極由氧氣得電子生成水，電極反應(yīng)為O2+4e﹣+4H+＝2H2O，由于正負(fù)極消耗與生成的氫離子等量，所以氫離子的總量不變，而總電極反應(yīng)式為2H2+O22H2O，水的總量增加，故pH變大，故答案為：氫氣；氧氣；2H2﹣4e﹣＝4H+；O2+4e﹣+4H+＝2H2O；變大；（2）在堿式介質(zhì)中，氫氣在負(fù)極失去電子生成氫離子，氫離子結(jié)合氫氧根離子生成水，電極反應(yīng)式為2H2﹣4e﹣+4OH﹣＝2H2O；氧氣在正極得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，由于正負(fù)極消耗與生成的氫氧根離子等量，所以氫氧根離子的總量不變，而總電極反應(yīng)式為2H2+O2＝2H2O，水的總量增加，故pH變小，故答案為：2H2﹣4e﹣+4OH﹣＝4H2O；O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣；變?。唬?）A.電解獲得H2消耗較多的能量，而在催化劑作用下利用太陽(yáng)能來(lái)分解H2O獲得H2更為科學(xué)，故A正確；B.氫氧燃料電池產(chǎn)物H2O無(wú)污染，能有效保護(hù)環(huán)境，所以氫氧燃料電池作為汽車動(dòng)力更能保護(hù)環(huán)境，故B正確；C.以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式分別為：H2﹣2e﹣═4H+，H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O，不相同，故C錯(cuò)誤；D.以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式均為2H2+O2＝2H2O，故D正確，故答案為：C；（4）①放電時(shí)，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）2，故答案為：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）2；②放電時(shí)，正極上1molK2FeO4得3mol電子發(fā)生還原反應(yīng)生成1molFe（OH）3，所以每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4被還原，故答案為：1；③放電時(shí)，正極上K2FeO4得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，正極的電極方程式為FeO42﹣+3e﹣+4H2O═Fe（OH）3+5OH﹣，故答案為：還原；FeO42﹣+3e﹣+4H2O═Fe（OH）3+5OH﹣；④負(fù)極電極方程式電極反應(yīng)式為：Zn﹣2e﹣+2OH﹣═Zn（OH）2，正極的電極方程式為FeO42﹣+3e﹣+4H2O═Fe（OH）3+5OH﹣，所以正極附近溶液的堿性增強(qiáng)，故答案為：正。21．燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源。圖為燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，電極材料為疏松多孔的石墨棒。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）若該燃料電池為氫氧燃料電池。①a極通入的物質(zhì)為____________，電解質(zhì)溶液中的OH﹣移向_負(fù)_極（填“負(fù)”或“正”）。②寫出此氫氧燃料電池工作時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：___________。（2）若該燃料電池為甲烷燃料電池。已知電池的總反應(yīng)為CH4+2O2+2OH﹣═CO32﹣+3H2O①下列有關(guān)說(shuō)法正確的是__________。（填字母代號(hào)）A．燃料電池將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B．負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2OC．正極的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e﹣═2H2OD．通入甲烷的電極發(fā)生還原反應(yīng)②當(dāng)消耗甲烷11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，假設(shè)電池的能量轉(zhuǎn)化效率為80%，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為____________mol?！敬鸢浮浚?）①氫氣；負(fù)；②H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O；（2）①B；②3.2?！窘馕觥浚?）①燃料電池中，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，通入燃料氫氣的電極是負(fù)極，據(jù)圖示可知a電極是負(fù)極，故a極通入的物質(zhì)為氫氣；原電池中陰離子移向負(fù)極故OH﹣移向負(fù)極，故答案為：氫氣；負(fù)；②電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，為堿性環(huán)境，故此氫氧燃料電池工作時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O，故答案為：H2﹣2e﹣+2OH﹣＝2H2O；（2）①A．燃料電池為原電池原理，應(yīng)為將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽蔄錯(cuò)誤；B．電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，為堿性環(huán)境，故負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH4+10OH﹣﹣8e﹣＝CO32﹣+7H2O，故B正確；C．堿性環(huán)境中正極的電極反應(yīng)式應(yīng)為：為O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣，故C錯(cuò)誤；D．通入甲烷的電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；故答案為：B；②據(jù)電池的總反應(yīng)CH4+2O2+2OH﹣＝CO32﹣+3H2O可知：消耗甲烷22.4L（標(biāo)準(zhǔn)