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课时4 新型化学电源
1．二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，降低了成本提高了效益，其原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．Pt1电极附近发生的反应为：SO2＋2H2O－2e===SO4＋4H B．Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e===2O
C．该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极 D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
解析 电池总反应是2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，Pt1为负极，电极反应式为：SO2＋2H2O－2e
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===SO4＋4H，Pt2为正极，电极反应式为：O2＋4e＋4H===2H2O，A、C、D正确，B错误。 答案 B
2．(2015·昆明二模)利用碳纳米管能够吸附氢气，设计一种新型二次电池，其装置如图所示。关于该电池的叙述不正确的是( )
A．电池放电时K移向正极
B．电池放电时负极反应为：H2－2e＋2OH===2H2O C．电池充电时镍电极上NiOOH转化为Ni(OH)2 D．电池充电时碳纳米管电极与电源的负极相连
解析 本题考查二次电池的反应原理，意在考查考生对原电池原理和电解原理的理解和综合应用能力。原电池放电时，阳离子向正极移动，A项正确；该电池中H2在负极上失电子，发生氧化反应，因电解质溶液为碱性溶液，故OH参与反应，B项正确；放电时，正极(镍电极)上发生化合价降低的还原反应，即由NiOOH转化为Ni(OH)2，充电时正好相反，由Ni(OH)2转化为NiOOH，C项错误；充电时，该新型二次电池在外加电流的作用下，碳纳米管电极上发生精品K12教育教学资料
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还原反应，故碳纳米管电极作阴极，与电源负极相连，D项正确。 答案 C
3．(2016·临沂质检)研究人员研制出一种可快速充放电的超性能铝离子电池，Al、Cn为电极，有机阳离子与阴离子(AlCl4、Al2Cl7)组成的离子液体为电解质。如图为该电池放电过程示意图。下列说法错误的是( )
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A．充电时，Al做阴极、Cn为阳极
B．充电时，每生成1 mol铝，同时消耗4 mol Al2Cl7 C．放电时，电解质中的有机阳离子向铝电极方向移动 D．放电时，正极反应式为Cn[AlCl4]＋ e=== Cn ＋ AlCl4
解析 由图示知，该电池放电时，Al作负极，Cn作正极，因此充电时，Al做阴极、Cn为阳极，A项正确；充电时，阴极反应为4Al2Cl7＋3e===Al＋7AlCl4，B项正确；放电时，电解质中的有机阳离子向正电极方向移动，C项错误；放电时，正极反应式为Cn[AlCl4]＋e=== Cn＋AlCl4，D项正确。 答案 C
4．(2016·长沙一模)一种光化学电池的结构如图所示，电池总反应为：AgCl(s)＋Cu(aq)===Ag(s)＋Cu(aq)＋Cl(aq)，下列关于该电池在工作时的说法中正确的是( )
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A．生成108 g银，转移电子个数为1 mol B．Cu在负极发生氧化反应
C．Ag电极活泼，Ag失电子发生氧化反应 精品K12教育教学资料
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D．Cl由负极迁移到正极
解析 由题给反应可知，生成1 mol Ag，转移1 mol e，即生成108 g Ag，转移电子个数为NA，A项错误；负极Cu失电子生成Cu，化合价升高，发生氧化反应，B项正确；Ag电极为正极，AgCl得电子生成Ag和Cl，C项错误；Cl由正极向负极迁移，D项错误。 答案 B
5．氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：
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(1)氨气燃料电池的电解质溶液最好选择________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。 (2)空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是
______________________________________________________________。
(3)氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是________________
，
正
极
的
电
极
反
应
式
是
_________________________________________________________________。
解析 氨气为碱性气体，会与CO2反应，由此可回答(1)(2)问。由信息和所含元素可知无毒气体是氮气，在燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极，根据碱性环境可知，正极反应式为O2＋4e ＋ 2H2O===4OH。 答案 (1)碱性 (2)CO2
(3)4NH3 ＋ 3O2===2N2 ＋ 6H2O 3O2＋12e ＋ 6H2O===12OH(或O2 ＋ 4e ＋ 2H2O===4OH)
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