專題34-化學(xué)電源之燃料電池(學(xué)生版)-(2012-2021)高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編

專題34化學(xué)電源之燃料電池專題34化學(xué)電源之燃料電池1．（2021·山東真題）以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是A．放電過程中，K+均向負(fù)極移動(dòng)B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L2．（2020·全國(guó)高考真題）一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：該電池工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是A．負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B．正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應(yīng)為D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極3．（2020·山東高考真題）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯(cuò)誤的是A．負(fù)極反應(yīng)為B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:14．（2018·浙江高考真題）鋰(Li)—空氣電池的工作原理如圖所示下列說法不正確的是A．金屬鋰作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．Li+通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移動(dòng)C．正極的電極反應(yīng)：O2+4e—==2O2—D．電池總反應(yīng)：4Li+O2+2H2O==4LiOH5．（2019·全國(guó)高考真題）利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)6．（2012·四川高考真題）一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH-3CH2OH–4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有關(guān)說法正確的是A．檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H+向負(fù)極移動(dòng)B．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD．正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2+4e-+2H2O=4OH-7．（2015·江蘇高考真題）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（）A．反應(yīng)，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：H2+2OH--2e-=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：O2+2CO2+4e－=2CO32-8．（2017·浙江高考真題）金屬(M)-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A．金屬M(fèi)作電池負(fù)極B．電解質(zhì)是熔融的MOC．正極的電極反應(yīng)D．電池反應(yīng)9．（2016·浙江高考真題）Mg-H2O2電池是一種化學(xué)電源，以Mg和石墨為電極，海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如圖。下列說法不正確的是()A．石墨電極是該電池的正極B．石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)C．Mg電極的電極反應(yīng)式：Mg－2e－＝Mg2＋D．電池工作時(shí)，電子從Mg電極經(jīng)導(dǎo)線流向石墨電極，再由石墨電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向Mg電極10．（2012·北京高考真題）人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是A．該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng)D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2+2H++2e一=HCOOH11．（2018·海南高考真題）一種鎂氧電池如圖所示，電極材料為金屬鎂和吸附氧氣的活性炭，電解液為KOH濃溶液。下列說法錯(cuò)誤的是A．電池總反應(yīng)式為：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2B．正極反應(yīng)式為：Mg－2e－＝Mg2＋C．活性炭可以加快O2在負(fù)極上的反應(yīng)速率D．電子的移動(dòng)方向由a經(jīng)外電路到b12．（2011·福建高考真題）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是A．水既是氧化劑又是溶劑 B．放電時(shí)正極上有氫氣生成C．放電時(shí)OH-向正極移動(dòng) D．總反應(yīng)為：13．（2008·北京高考真題）據(jù)報(bào)道，我國(guó)擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車將在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是（）A．正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-====4OH-B．工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C．該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2+O2====2H2OD．用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，有0.1mol電子轉(zhuǎn)移14．（2008·寧夏高考真題）一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O（1）+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B．O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O（1）C．CH3OH(g)+H2O（1）=CO2(g)+6H+(aq)+6e–D．O2(g)+2H2O（1）+4e–=4OH-15．（2017·上海高考真題）能量轉(zhuǎn)化率大；氧化劑和還原劑可以不斷從外部輸入；電極產(chǎn)物可以不斷輸出；且能代替汽油作為汽車的動(dòng)力，能持續(xù)使用的新型電池為A．鋰電池B．燃料電池C．干電池D．鉛蓄電池16．（2016·全國(guó)高考真題）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，反應(yīng)為2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列說法正確的是（）A．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動(dòng)B．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42－D．放電時(shí)，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）17．（2015·全國(guó)高考真題）微生物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，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O18．（2013·安徽高考真題）熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是A．正極反應(yīng)式：Ca+2Cl－－2e－=CaCl2B．放電過程中，Li+向負(fù)極移動(dòng)C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)16．（2021·河北真題）當(dāng)今，世界多國(guó)相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。（4）我國(guó)科學(xué)家研究Li—CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：①Li—CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2OⅡ.C2O=CO2+COⅢ.__________Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_________。Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應(yīng)進(jìn)程中(H+被還原為H2的反應(yīng)可同時(shí)發(fā)生)，相對(duì)能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序?yàn)開______(用a、b、c字母排序)。19．（2020·江蘇高考真題）CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。（2）HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_____________；放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為_________(填化學(xué)式)。②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為_______________。2