知识点燃料电池

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1、知识点11化学能转化为电能一一原电池(第3课时)【考纲定位】了解常见化学电源的种类及其工作原理。【知识回顾】考点燃料电池的工作原理及其应用燃料电池是一种不经过燃烧而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转化为电能的装置。近年 来，燃料电池因其具有能量利用率高、可连续使用、环境污染轻、结构模块化等突出优点已成为一 种发展前景十分广阔的化学电源，得到了迅速的发展。以电解质类型来区分，目前的燃料电池主要 有以下几种类型：碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、熔 融碳酸盐燃料电池(MCFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)。1碱性燃料电池碱性燃料电池的电解质

2、为浓氢氧化钾的水溶液，将OH-从正极输送到负极。其工作温度为80r 左右，且对CO2非常敏感(电解质能与CO2反应)，所以只能用纯氧气作为氧化剂。写出下列燃料电池的电极反应式及总反应式(1)氢气燃料电池CO燃料电池甲烷燃料电池甲醇燃料电池【练一练】某氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述正确的是()A. 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极B. 电池工作时，OH-向正极移动C. 工作一段时间后，电解质溶液的pH变大D. 用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2 (标准状况)时，有0.2 mol e-转移2酸性磷酸型燃料电池磷酸型燃料电池的电解质是磷酸溶液，将

3、H+从负极传送到正极，工作温度在200 r左右。磷酸 型燃料电池对CO2不敏感(电解质不与CO2反应)。与其它燃料电池相比，磷酸型燃料电池由于工 作温度低、不需用纯氧而能实现低成本运营，是最早投入工业化发电的燃料电池。写出下列燃料电池的电极反应式及总反应式(1)氢气燃料电池CO燃料电池甲烷燃料电池甲醇燃料电池【练一练】甲醇（CH3OH）燃料电池可用于笔记本电脑、汽车等，一极通入甲醇，另一极通入氧气, 电池工作时，H+由负极移向正极。下列叙述正确的是A. 氧气为负极B. 甲醇为负极C. 正极反应为：O2+4H+4e-=2H2OD. 负极反应为：CH3OH+H2O+6e- =CO2f+ 6H+3固

4、体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池以氧化钇一氧化锆固体为电解质，这种固体电解质在高温下（1000C）能将 02勺从正极运送到负极，由于工作温度很高，因此这种燃料电池的电解质连同其他组件都由陶瓷材料 制成。写出下列燃料电池的电极反应式及总反应式（1）氢气燃料电池CO燃料电池甲烷燃料电池甲醇燃料电池【练一练】瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪（下图甲）能够在煤矿巷道中的甲 烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,主弋其装置如下图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3 Na2O, 02-可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的的是（）A. 瓦斯分析

5、仪工作时，电池内电路中电子由电极 b流向电极aB. 电极b是正极，02-由电极a流向电极bC .电极a的反应式为：CH4+4O2-+8e-=CO2+2H2OD.当固体电解质中有1 mol 02-通过时，电子转移4mol4熔融盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池以复合碳酸盐为电解质，通过CO32-从正极向负极的流动，进行物质和电荷 的传递。由于CO32-不断地从正极输送到负极，因此正极需要补充CO2,工作温度约在650C。 写出下列燃料电池的电极反应式及总反应式氢气燃料电池CO燃料电池甲烷燃料电池甲醇燃料电池【练一练】一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率而倍受重视。现有用Li2CO3和K2CO3的熔融盐

6、 作电解质，工作温度为，700C的燃料电池，一极通CH4气体，另一极通空气和CO2的混合气体， 其电池总反应是CH4+2O2=CO2+2H2O。贝9下列说法中不正确的是A. 负极的电极反应为：CH4+4CO32-5CO2+2H2O+8e-B. 正极的电极反应为：2O2+4H2O+8e-f8OH-C. 电池工作时，熔融盐中CO32-向负极移动D. 电池工作时，熔融盐中CO32-的物质的量保持不变五、质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池的电解质为固体聚合物薄膜，此膜加湿后可将质子(H+)从负极传送到正极。 其工作温度为80100C。此类燃料电池的电极反应式及总反应式与酸性的燃料电池的书写形式相同。

7、【练一练】科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是 采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:IltH下列说法错误的是A. a是负极，b是正极B. b 极的电反应是：O2+4H+4e-=2H2OC. 甲醇在a极上得电子，发生还原反应D. 当电路上通过2mol电子消耗的CH3OH为1/3molCHjOfl+HsO1【达标测试】1.肼（N2H4）空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%法中，不正确的是（）A.该电池放电时，通入肼的一极为负极B.电池每释放1 mol N2转移的电子数为4N AC.通入空气的一

8、极的电极反应式是:O2+2H2O+4e-=4OH-D.电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将不变2.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H，O，F列有关说法正确的是（）A. 电子通过外电路从b极流向a极B. b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-C. 每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D. H+由a极通过固体酸电解质传递到b极固弹撷袒 布鹉3.用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下图所示。下列说法中正确的是A. 燃料电池工作时，正极反应为：O2+2H2O+4e 一=40HB. a极

9、是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出C. a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解b极上有铜析出D. a、b两极均是石墨时，在相同条件下a极产生的气体与电 池中消耗的h2体积相等含金關權化刑的多孔电扱4.如下图所示，装置1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。催化剂 （电极）催化剂（电极）闫曰CuSO4 溶液n a处通 ，b处电极上发生的电极反应式是。 电镀结束后，装置I中溶液的pH，装置II中Cu2+的物质的量浓度。填（“变大”“变小”或“不变”）若完全反应后，装置II中阴极质量增加12.8g,则装置I中理论上消耗甲烷1.(标准状况下)。5.某甲烷燃料

10、电池是以熔融碳酸盐为电解质，ch4为燃料，空 气为氧化剂，稀土金属材料做电极。为了使该燃料电池长时 间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必 须有部分A物质参加循环(见右图)。A物质的化学式是甲烷*A+H2I * 1 2 3熔融由碳襯盐极空气诙过jNO、厂附0电谢ptifetefZ迁程；该原电池的负极反应式可表示为。6.某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如右图，含有 某种催化剂，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与 电解质溶液充分接触。通入SO2的电极为极，其电极反应式为; 电池的总反应式为7. 通过NO传感器可监测NO的含量，其工作原理示意图如下：(1) pt电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。(2) 写出NiO电极的电极反应式：8. 科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：甲醇燃料电池工作原理示意图请回答下列问题：(1)Pt(a)电极是电池的极，电极反应式为; Pt(b)电极发生反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为。(2)电池的总反应方程式为。(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有mol。