化学电源新型电池知识点题库

高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH，下列叙述不正确的是

A . 放电时负极反应为：Zn-2e^-+2OH^-==Zn(OH)₂ B . 充电时阳极反应为：Fe(OH)₃-3e^-+5OH^-==FeO₄^2-+4H₂O C . 放电时每转移3mol电子，正极有1molK₂FeO₄被氧化 D . 放电时正极附近溶液的碱性增强

燃料电池是利用燃料（如CO、H₂、CH₄等）与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液．

（1）完成下列关于甲烷（CH₄）燃料电池的填空：

①甲烷与氧气反应的化学方程式为：

②已知燃料电池的总反应式为CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，电池中有一极的电极反应为CH₄+10OH^﹣﹣8e^﹣═CO₃²^﹣+7H₂O，这个电极是燃料电池的（填“正极”或“负极”），另一个电极上的电极反应式为：

③随着电池不断放电，电解质溶液的碱性（填“增大”、“减小”或“不变”）

④通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率．

（2）据报道，最近摩托罗拉（MOTOROLA）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1个月充电一次．假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃²^﹣

①该电池反应的总离子方程式为

②甲醇在极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将（填降低或上升、不变）．

下列电池工作时，O₂在正极放电的是（）


A．锌锰电池	B．氢氧燃料电池	C．铅蓄电池	D．镍镉电池

A . A B . B C . C D . D

镍镉（Ni﹣Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用．电解质溶液为KOH溶液，电池反应为：Cd+2NiO（OH）+2H₂O $\text{[math]}$ Cd（OH）₂+2Ni（OH）₂ ，下列有关镍镉电池的说法正确的是（）

A . 充电过程是化学能转化为电能的过程 B . 充电时阳极反应为Cd（OH）₂+2e^﹣═Cd+2OH ^﹣ C . 放电时电池内部OH^﹣向正极移动 D . 充电时与直流电源正极相连的电极上发生Ni（OH）₂转化为NiO（OH）的反应

熔融碳酸盐燃料电池，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池．其电解质是熔融态碳酸盐．如图是用熔融碳酸盐作电解质，氢气和氧气形成的燃料电池，下列说法不正确的是（）

A . 该电池放电时，负极的反应式为：H₂﹣2e^﹣+CO₃²^﹣═H₂O+CO₂ B . 该电池中CO₃²^﹣的为由左边移向右边移动 C . 该电池放电时，正极的反应式为：O₂+2CO₂+4e^﹣═2CO₃²^﹣ D . 该电池放电时，当转移4mol e^﹣时正极消耗1mol O₂和2mol CO₂

关于如图所示的氢氧燃料电池的说法错误的是（）

A . 电极a是负极 B . 电极a上的电极反应为2H₂﹣4e^﹣=4H⁺ C . 外电路中电子由电极a流向电极b D . 氢氧燃料电池的优点是高效、对环境友好

2008年12月15日，全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车﹣﹣比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市．比亚迪F3DM双模电动车代表着“科技•绿色明天”，运用了众多高新科技，开启了电动车的新时代，同时也实现了中国力量领跑世界．镍镉（Ni﹣Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H₂O $\text{[math]}$ Cd（OH）₂+2Ni（OH）₂有关该电池的说法正确的（）

A . 充电过程是化学能转化为电能的过程 B . 充电时阳极反应：Ni（OH）₂﹣e^﹣+OH^﹣═NiOOH+H₂O C . 放电时负极附近溶液的酸性增强 D . 放电时电解质溶液中的OH^﹣向正极移动

可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H₂O

Cd（OH）₂+2Ni（OH）₂有关该电池的说法正确的是（　　）

A . 放电时负极附近溶液的碱性不变 B . 充电过程是化学能转化为电能的过程 C . 充电时阳极反应：Ni（OH）₂﹣e^﹣+OH^﹣═NiOOH+H₂O D . 放电时电解质溶液中的OH^﹣向正极移动

一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷(C₂H₆)和氧气，其中某一电极反应式为C₂H₆＋18OH^－－14e^－=2CO₃^2-＋12H₂O。有关此电池的推断不正确的是（）

A . 通入氧气的电极为正极 B . 参加反应的O₂与C₂H₆的物质的量之比为7∶2 C . 放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降 D . 放电一段时间后，正极区附近溶液的pH减小

下图1为甲烷和O₂构成的燃料电池示意图，电解质溶液为KOH溶液，图2为电解AlCl₃溶液的装置，电极材料均为石墨。用该装置进行实验，反应开始后观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是（）

A . 图2中Y电极为阴极 B . 图2中总反应的化学方程式为：2AlCl₃+6H₂O₂ $\text{[math]}$ 2Al(OH)₃↓+3Cl₂↑+3H₂↑ C . 图1中电解质溶液的pH增大 D . 图1中的a 电极反应式为：CH₄-8e^-+8OH^-=CO₂+6H₂O

一种钌(Ru)配合物光敏太阳能电池工作原理及电池中发生的反应如下所示。下列说法正确的是（）

A . 电极X为电池的正极 B . 电池工作时，光能→化学能→电能 C . 电池工作时，I^-在电极Y上得电子 D . 电池电解质溶液中I^-和I₃^-的浓度不断减少

氮氧化物（NO₂）是一种主要的大气污染物，必须进行处理。

（1）汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应生成NO，其反应过程中的能量变化如下：

反应	N₂(g)→2N(g)	O₂(g)→2O(g)	N(g)＋O(g)→NO(g)
反应热	△H₁	△H₂	△H₃
热量值kJ/mol	945	498	630

①△H₁0，△H₃0。（填“>”或“<”）

②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=kJ·mol^-1。

（2）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ·mol^-l

CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）AH=-1160 kJ·mol^-l

H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ·mol^-l

CH₄与NO₂反应生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式为。
（3）潜艇中使用的液氮-液氧燃料电池工作原理如图所示：

①电极a名称是。

②电解质溶液中OH^-离子向移动（填“电极a”或“电极b”）。

③电极b的电极反应式为。
（4）可通过NH₃与NaClO反应来制得火箭燃料肼（N₂H₄）。该反应的化学反应方程式是。

由NO₂、O₂和熔融NaNO₃组成的燃料电池如图所示在该电池工作过程中石墨Ⅰ电极产生一种气态氧化物Y。下列说法正确的是( )

A . Y可能为NO B . 电流由石墨Ⅰ流向负载 C . 石墨Ⅰ上发生还原反应 D . 石墨Ⅱ上的电极反应：O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-

如图是一个化学过程的示意图。

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请回答：

（1）甲池是池，通入O₂的一极电极反应式为，该电池的总反应方程式为。
（2）乙池中A电极名称为极，电极反应式为。一段时间后溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O₂mL(标准状况下)。

现在污水治理越来越引起人们重视。可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚(

)同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法错误的是( )

A . A极的电极反应式为

+e^-=Cl^-+

B . 当乙中铜电极质量减少6.4g，甲中A极区增加的日的个数为0.1N_A C . 膜电池不适合在较高温度环境下工作 D . 反应过程中乙中电解质溶液c(Cu²⁺)不变

使用氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现。某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池在使用时的电极反应为： 2H₂ +4OH^- - 4e^-＝4H₂O ；O₂ + 2H₂O + 4e^-＝4OH^- ，下列有关该氢氧燃料电池的说法中正确的是（）

A . H₂在正极发生氧化反应 B . 氢氧燃料电池不属于环境友好电池 C . 氢氧燃料电池中H₂和O₂燃烧放出的热量转变为电能 D . 供电时的总反应为：2H₂ + O₂ ＝2H₂O

2019年12月20日，美国总统特朗普签署了2020财政年度国防授权法案，对俄罗斯向欧洲进行天然气输出的“北溪2号”管道项目实施制裁，实施“美国优先发展战略”。天然气既是一种优质能源，又是一种重要化工原料，甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢是目前的研究热点。

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（1）甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，已知在反应器中存在如下反应过程：
Ⅰ. $\text{[math]}$

Ⅱ. $\text{[math]}$

根据上述信息请写出甲烷水蒸气催化重整的热化学反方程式：

。
（2）某氢氧燃料电池以熔融态的碳酸盐为电解质，其中参与电极反应。工作时负极的电极反应为。如图所示，根据相关信息回答下列问题：
①正极的电极反应为；

②当甲池中A电极理论上消耗H₂的体积为448 mL（标准状况）时，乙池中C、D两电极质量变化量之差为g。