2015安徽望江中学同步课时练（人教选修4）4.2.2燃料电池试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能这一中间形式，已用于宇宙飞船及潜艇中，其电极反应为：

负极：2H₂+4OH^--4e^-4H₂O       正极：O₂+2H₂O+4e^-4OH^-

所产生的水还可作为饮用水，今欲得常温下1 L水，则电池内电子转移的物质的量约为(　　)

A．8．9×10^-3 mol

B．4．5×10^-2 mol

C．1．1×10² mol

D．5．6×10 mol

2. 难度：中等

质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢气为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是H⁺。下列对该燃料电池的描述中正确的是(　　)

①正极反应为：O₂+4H⁺+4e^-2H₂O

②负极反应为：2H₂-4e^-4H⁺

③总的化学反应为：2H₂+O₂2H₂O

④氢离子通过电解质向正极移动

A．①②③       B．②③④       C．①②④       D．①②③④

3. 难度：中等

美国加州Miramar海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600~700 ℃，所用燃料为H₂，电解质为熔融的K₂CO₃。该电池的总反应为2H₂+O₂2H₂O，负极反应为H₂+C-2e^-H₂O+CO₂。则下列推断中正确的是(　　)

A．正极反应：4OH^--4e^-2H₂O+O₂↑

B．当电池生成1 mol H₂O时，转移4 mol电子

C．放电时C向负极移动

D．放电时C向正极移动

4. 难度：中等

有四种燃料电池：

A．固体氧化物燃料电池　      B．碱性氢氧化物燃料电池　

C．质子交换膜燃料电池　      D．熔融盐燃料电池，

下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是(　　)

5. 难度：中等

固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O^2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是(　　)

A．有O₂放电的a极为电池的负极

B．有H₂放电的b极为电池的正极

C．a极对应的电极反应为O₂+2H₂O+4e^-4OH^-

D．该电池的总反应方程式为2H₂+O₂2H₂O

6. 难度：中等

一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH₃CH₂OH-4e^-+H₂OCH₃COOH+4H⁺。下列有关说法正确的是(　　)

A．检测时，电解质溶液中的H⁺向负极移动

B．若有0．4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4．48 L氧气

C．电池反应的化学方程式为：CH₃CH₂OH+O₂CH₃COOH+H₂O

D．正极上发生的反应为：O₂+4e^-+2H₂O4OH^-

7. 难度：中等

以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是(　　)

A．该电池能够在高温下工作

B．电池的负极反应为：C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-6CO₂↑+24H⁺

C．放电过程中，H⁺从正极区向负极区迁移

D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO₂气体 L

8. 难度：中等

据报道，摩托罗拉公司研制了一种有甲醇和氧气，以及强碱作电解质的手机电池，电量可达到镍氢电池的10倍，有关此电池的叙述错误的是(　　)

A．溶液中的阳离子移向正极

B．负极反应式：CH₃OH+8OH^--6e^-C+6H₂O

C．电池在使用过程中，电解质溶液的c(OH^-)不变

D．当外电路通过6 mol电子时，理论上消耗1．5 mol O₂

9. 难度：中等

一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y₂O₃)的氧化锆(ZrO₂)晶体，在熔融状态下能传导O^2-。下列对该燃料电池的说法中正确的是(　　)

A．在熔融电解质中O^2-由负极移向正极

B．电池的总反应是2C₄H₁₀+13O₂8CO₂+10H₂O

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O₂+4e^-+2H₂O4OH^-

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C₄H₁₀-26e^-+13O^2-4CO₂+5H₂O

二、填空题

10. 难度：中等

（1）据报道，科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型电池，可供手机连续使用一个月。据此请回答以下问题：

①甲醇是　　　极，电极反应是　　　　　　　　。 

②电池反应的离子方程式是　　　　　　　　　。 

（2）一般说来，根据一个氧化还原反应便可设计一个原电池。例如，某种燃料电池的总反应是CH₄+2O₂+2OH^-C+3H₂O。在此燃料电池中，通CH₄极是　　　　极，通O₂极是　　　　极，每消耗1 mol CH₄，转移电子　　　　　mol，此电池的电解质溶液为　　　　　　　，负极发生的电极反应是　　　　　　　　　　　，正极发生的电极反应是　　　　　　　　。 

11. 难度：中等

如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

（1）a处应通入　　　(填“CH₄”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　； 

（2）电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH　　　(填“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu²⁺的物质的量浓度　　　； 

（3）电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH^-以外还含有　　　(忽略水解)； 

（4）在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12．8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷　　　 L(标准状况下)。