将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%（一 - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

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将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%（一般柴油发电机只有40%左右），产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是

A．上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质

B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用

C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为：C₂H₅OH－12e^－＝2CO₂↑＋3H₂O

D．甲烷燃料电池的正极反应为O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－

答案

解析

燃料电池总反应实质是一个燃烧反应，形成的燃料电池中氢气等燃料为负极,空气等氧化剂作正极，一般发生反应O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－，电解质常用KOH，乙醇作负极，反应生成的CO₂与碱反应会生成CO₃^2-，故反应为：C₂H₅OH+16OH^－－12e^－＝2 CO₃^2-↑＋11H₂O

核心考点

试题【将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%（一】；主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]

举一反三

锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时电极反应式为负极反应：C₆Li－xe－==C₆Li_1－x＋xLi⁺（C₆Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料）正极反应：Li_1－xMO₂＋xLi⁺＋xe－==LiMO₂（LiMO₂表示含锂的过渡金属氧化物）下列有关说法正确的是

A．锂离子电池充电时电池反应为C₆Li＋Li_1－xMO₂==LiMO₂＋C₆Li_1－x

B．电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1mol电子，金属锂所消耗的质量最小

C．锂离子电池放电时电池内部Li⁺向负极移动

D．锂离子电池充电时阴极反应为C₆Li_1－x＋xLi⁺＋x e－==C₆Li

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发生原电池的反应通常是放热反应,在理论上可设计成原电池的是: ( )

A．C(s)+H₂O(g)="CO(g)+" H₂(g)；△H>0

B．Ba(OH)₂^.8H₂O(s)+2NH₄Cl(s)=BaCl₂(aq)+2NH₃^.H₂O (1) +8H₂O(1)；△H>0

C．CaC₂(s)+2H₂O(1)→Ca(OH)₂(s)+C₂H₂(g)；△H<0

D．CH₄(g)+2O₂(g)→CO₂(g) +2H₂O(1)；△H<0

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据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍,可连续使用一个月才充电一次.假定放电过程中,甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成CO₃²^－.
(1)该电池反应的离子方程式为
(2)甲醇在   极发生反应(填“正”或“负”),电池中放电过程中溶液pH将    (填“下降”、“上升”或“不变”)；若有16克甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液假设能量利用率为80%。则将产生标准状况下氧气   L。
(3)最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导O²^－离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷代表汽油。该电池的正极反应式为        ；
(4)放电时固体电解质里的O²^－离子的移动方向是向　　　极移动（填“正”或“负”）。

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已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl₂溶液、NaOH溶液、盐酸.按要求回答:
(1) 电工操作上规定不能把铜导线和铝导线连接在一起使用.说明原因         　.
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铜溶液,外加导线,能否构成原电池?        ,若能,请写出电极反应式,负极               ,正极　　　　　　  .(若不能,后面两空不填)
(3)通常说的燃料电池都以铂为电极,将燃烧反应的化学能转化为电能,在燃料电池中,可燃物在         极反应,          在另一极反应。

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（1）蕴藏在海底的“可燃冰”是在高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体，我国南海海底有极其丰富的“可燃冰”资源。将“可燃冰”从海底取出时易融化，释放出的甲烷气体将泄漏于大气中而产生严重的环境问题，这是目前开采“可燃冰”遇到的技术难题，请据此回答：
①甲烷气体泄漏于大气中会造成怎样的环境问题？答：                   。
②请你运用所学的物质结构知识解释“可燃冰”为何易融化放出气体？
答：                                                                。
（2）设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人设计了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入液化石油气（以C₄H₁₀表示），电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-。
①已知该电池的负极反应为：C₄H₁₀+13O^2--26e^-4CO₂+5H₂O，则该电池的正极反应式为                             ，电池工作时，固体电解里的O^2-向   极移动。
②液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化还原不完全而产生的           （填写物质的名称）堵塞电极的通气管道。
（3）能源的紧缺在很大程度上制约了我国的经济发展，请你提出解决能源紧缺问题的两点建议：①                                                         ，
②                                                         。

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