專題48化學電源——燃料電池-學易金卷：十年（2014-2023）高考化學真題分項匯編（全國通用）專題48化學電源——燃料電池專題48化學電源——燃料電池專題48化學電源——燃料電池-學易金卷：十年（2014-2023）高考化學真題分項匯編（全國通用）1．【2022年福建卷】一種化學“自充電”的鋅-有機物電池，電解質為和水溶液。將電池暴露于空氣中，某電極無需外接電源即能實現化學自充電，該電極充放電原理如下圖所示。下列說法正確的是A．化學自充電時，增大B．化學自充電時，電能轉化為化學能C．化學自充電時，鋅電極反應式：D．放電時，外電路通過電子，正極材料損耗2．【2022年全國乙卷】電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科學家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應和陽極反應(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是A．充電時，電池的總反應B．充電效率與光照產生的電子和空穴量有關C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移D．放電時，正極發生反應3．（2021·山東真題）以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是A．放電過程中，K+均向負極移動B．放電過程中，KOH物質的量均減小C．消耗等質量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產物的體積在標準狀況下為11.2L4．（2020·全國高考真題）一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發生反應：該電池工作時，下列說法錯誤的是A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)O2參與反應B．正極區溶液的pH降低、負極區溶液的pH升高C．電池總反應為D．電流由復合碳電極經負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極5．（2018·浙江高考真題）鋰(Li)—空氣電池的工作原理如圖所示下列說法不正確的是A．金屬鋰作負極，發生氧化反應B．Li+通過有機電解質向水溶液處移動C．正極的電極反應：O2+4e—==2O2—D．電池總反應：4Li+O2+2H2O==4LiOH6．（2019·全國高考真題）利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是A．相比現有工業合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區，在氫化酶作用下發生反應H2+2MV2+2H++2MV+C．正極區，固氮酶為催化劑，N2發生還原反應生成NH3D．電池工作時質子通過交換膜由負極區向正極區移動7．（2017·浙江高考真題）金屬(M)-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A．金屬M作電池負極B．電解質是熔融的MOC．正極的電極反應D．電池反應8．（2016·浙江高考真題）Mg-H2O2電池是一種化學電源，以Mg和石墨為電極，海水為電解質溶液，示意圖如圖。下列說法不正確的是()A．石墨電極是該電池的正極B．石墨電極上發生還原反應C．Mg電極的電極反應式：Mg－2e－＝Mg2＋D．電池工作時，電子從Mg電極經導線流向石墨電極，再由石墨電極經電解質溶液流向Mg電極9．（2012·北京高考真題）人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是A．該過程是將太陽能轉化為化學能的過程B．催化劑a表面發生氧化反應，有O2產生C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強D．催化劑b表面的反應是CO2+2H++2e一=HCOOH10．（2018·海南高考真題）一種鎂氧電池如圖所示，電極材料為金屬鎂和吸附氧氣的活性炭，電解液為KOH濃溶液。下列說法錯誤的是A．電池總反應式為：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2B．正極反應式為：Mg－2e－＝Mg2＋C．活性炭可以加快O2在負極上的反應速率D．電子的移動方向由a經外電路到b11．（2011·福建高考真題）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是A．水既是氧化劑又是溶劑 B．放電時正極上有氫氣生成C．放電時OH-向正極移動 D．總反應為：12．（2008·北京高考真題）據報道，我國擁有完全自主產權的氫氧燃料電池車將在北京奧運會期間為運動員提供服務。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關該電池的敘述不正確的是（）A．正極反應式為：O2+2H2O+4e-====4OH-B．工作一段時間后，電解液中KOH的物質的量不變C．該燃料電池的總反應方程式為：2H2+O2====2H2OD．用該電池電解CuCl2溶液，產生2.24LCl2(標準狀況)時，有0.1mol電子轉移13．（2008·寧夏高考真題）一種燃料電池中發生的化學反應為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發生的反應是A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O（1）+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B．O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O（1）C．CH3OH(g)+H2O（1）=CO2(g)+6H+(aq)+6e–D．O2(g)+2H2O（1）+4e–=4OH-14．（2017·上海高考真題）能量轉化率大；氧化劑和還原劑可以不斷從外部輸入；電極產物可以不斷輸出；且能代替汽油作為汽車的動力，能持續使用的新型電池為A．鋰電池B．燃料電池C．干電池D．鉛蓄電池15．（2016·全國高考真題）鋅–空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質溶液為KOH溶液，反應為2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列說法正確的是（）A．充電時，電解質溶液中K+向陽極移動B．充電時，電解質溶液中c(OH－)逐漸減小C．放電時，負極反應為：Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42－D．放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標準狀況）16．（2015·全國高考真題）微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉移C．質子通過交換膜從負極區移向正極區D．電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O17．（2013·安徽高考真題）熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關說法正確的是A．正極反應式：Ca+2Cl－－2e－=CaCl2B．放電過程中，Li+向負極移動C．每轉移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉18．（2012·四川高考真題）一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：CH-3CH2OH–4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有關說法正確的是A．檢測時，電解質溶液中的H+向負極移動B．若有0.4mol電子轉移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應的化學方程式為：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD．正極上發生的反應為：O2+4e-+2H2O=4OH-19．（2015·江蘇高考真題）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是（）A．反應，每消耗1molCH4轉移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應為：H2+2OH--2e-=2H2OC．電池工作時，CO32-向電極B移動D．電極B上發生的電極反應為：O2+2CO2+4e－=2CO32-20．（2021·河北真題）當今，世界多國相繼規劃了碳達峰、碳中和的時間節點。因此，研發二氧化碳利用技術，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。（4）我國科學家研究Li—CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：①Li—CO2電池中，Li為單質鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負”)極發生電化學反應。研究表明，該電池反應產物為碳酸鋰和單質碳，且CO2電還原后與鋰離子結合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2OⅡ.C2O=CO2+COⅢ.__________Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質水溶液中，CO2氣體可被電化學還原。Ⅰ.CO2在堿性介質中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應方程式為_________。Ⅱ.在電解質水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應進程中(H+被還原為H2的反應可同時發生)，相對能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序為_______(用a、b、c字母排序)。21．（2020·江蘇高考真題）CO2/HCOOH循環在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應用。（2）HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電極區間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負極電極反應式為_____________；放電過程中需補充的物質A為_________(填化學式)。②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質是通過HCOOH與O2的反應，將化學能轉化為電能，其反應的離子方程式為_______________。22．（2009·天津高考真題）氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩定，請回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是______，在導線中電子流動方向為___________（用a、b表示）。（2）負極反應式為________。（3）電極表面鍍鉑粉的原因為___________________________。

專題48化學電源——燃料電池-學易金卷：十年（2014-2023）高考化學真題分項匯編（全國通用）1．【2022年福建卷】一種化學“自充電”的鋅-有機物電池，電解質為和水溶液。將電池暴露于空氣中，某電極無需外接電源即能實現化學自充電，該電極充放電原理如下圖所示。下列說法正確的是A．化學自充電時，增大B．化學自充電時，電能轉化為化學能C．化學自充電時，鋅電極反應式：D．放電時，外電路通過電子，正極材料損耗【答案】A【解析】A．由圖可知，化學自充電時，消耗O2，該反應為O2+2H2O+4e-=4OH-，增大，故A正確；B．化學自充電時，無需外接電源即能實現化學自充電，該過程不是電能轉化為化學能，故B錯誤；C．由圖可知，化學自充電時，鋅電極作陰極，該電極的電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-，故C錯誤；D．放電時，1mol轉化為，消耗2molK+，外電路通過電子時，正極物質增加0.02molK+，增加的質量為0.02mol×39g/mol=0.78g，故D錯誤；故選A。2．【2022年全國乙卷】電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好的應用前景。近年來科學家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應和陽極反應(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是A．充電時，電池的總反應B．充電效率與光照產生的電子和空穴量有關C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移D．放電時，正極發生反應【答案】C【解析】充電時光照光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應（Li++e-=Li+）和陽極反應（Li2O2+2h+=2Li++O2），則充電時總反應為Li2O2=2Li+O2，結合圖示，充電時金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽極；則放電時金屬Li電極為負極，光催化電極為正極；據此作答。A．光照時，光催化電極產生電子和空穴，驅動陰極反應和陽極反應對電池進行充電，結合陰極反應和陽極反應，充電時電池的總反應為Li2O2=2Li+O2，A正確；B．充電時，光照光催化電極產生電子和空穴，陰極反應與電子有關，陽極反應與空穴有關，故充電效率與光照產生的電子和空穴量有關，B正確；C．放電時，金屬Li電極為負極，光催化電極為正極，Li+從負極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯誤；D．放電時總反應為2Li+O2=Li2O2，正極反應為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確；答案選C。3．（2021·山東真題）以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是A．放電過程中，K+均向負極移動B．放電過程中，KOH物質的量均減小C．消耗等質量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產物的體積在標準狀況下為11.2L【答案】C【解析】堿性環境下，甲醇燃料電池總反應為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清潔燃料電池總反應為：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合價均為-2價，H元素化合價為+1價，所以根據氧化還原反應原理可推知其燃料電池的總反應為：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，據此結合原電池的工作原理分析解答。A．放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯誤；B．根據上述分析可知，N2H4-O2清潔燃料電池的產物為氮氣和水，其總反應中未消耗KOH，所以KOH的物質的量不變，其他兩種燃料電池根據總反應可知，KOH的物質的量減小，B錯誤；C．理論放電量與燃料的物質的量和轉移電子數有關，設消耗燃料的質量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量（物質的量表達式）分別是：、、，通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；D．根據轉移電子數守恒和總反應式可知，消耗1molO2生成的氮氣的物質的量為1mol，在標準狀況下為22.4L，D錯誤；故選C。4．（2020·全國高考真題）一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發生反應：該電池工作時，下列說法錯誤的是A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)O2參與反應B．正極區溶液的pH降低、負極區溶液的pH升高C．電池總反應為D．電流由復合碳電極經負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極【答案】B【解析】根據圖示的電池結構，左側VB2發生失電子的反應生成和，反應的電極方程式如題干所示，右側空氣中的氧氣發生得電子的反應生成OH-，反應的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，據此分析。A．當負極通過0.04mol電子時，正極也通過0.04mol電子，根據正極的電極方程式，通過0.04mol電子消耗0.01mol氧氣，在標況下為0.224L，A正確；B．反應過程中正極生成大量的OH-使正極區pH升高，負極消耗OH-使負極區OH-濃度減小pH降低，B錯誤；C．根據分析，電池的總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，C正確；D．電池中，電子由VB2電極經負載流向復合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向為復合碳電極→負載→VB2電極→KOH溶液→復合碳電極，D正確；故選B。5．（2018·浙江高考真題）鋰(Li)—空氣電池的工作原理如圖所示下列說法不正確的是A．金屬鋰作負極，發生氧化反應B．Li+通過有機電解質向水溶液處移動C．正極的電極反應：O2+4e—==2O2—D．電池總反應：4Li+O2+2H2O==4LiOH【答案】C【解析】A．在鋰空氣電池中，金屬鋰失去電子，發生氧化反應，為負極，正確；B．Li在負極失去電子變成了Li+，會通過有機電解質向水溶液處（正極）移動，正確；C．正極氧氣得到了電子后與氫結合形成氫氧根，電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，錯誤；D．負極的反應式為Li-e-=Li+，正極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應則為4Li+O2+2H2O==4LiOH，正確。綜上所述，本題的正確答案為C。6．（2019·全國高考真題）利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是A．相比現有工業合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區，在氫化酶作用下發生反應H2+2MV2+2H++2MV+C．正極區，固氮酶為催化劑，N2發生還原反應生成NH3D．電池工作時質子通過交換膜由負極區向正極區移動【答案】B【解析】由生物燃料電池的示意圖可知，左室電極為燃料電池的負極，MV+在負極失電子發生氧化反應生成MV2+，電極反應式為MV+—e—=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應生成H+和MV+，反應的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+；右室電極為燃料電池的正極，MV2+在正極得電子發生還原反應生成MV+，電極反應式為MV2++e—=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應生成NH3和MV2+，反應的方程式為N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，電池工作時，氫離子通過交換膜由負極向正極移動。A．相比現有工業合成氨，該方法選用酶作催化劑，條件溫和，同時利用MV+和MV2+的相互轉化，化學能轉化為電能，故可提供電能，正確；B．左室為負極區，MV+在負極失電子發生氧化反應生成MV2+，電極反應式為MV+—e—=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應生成H+和MV+，反應的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+，錯誤；C．右室為正極區，MV2+在正極得電子發生還原反應生成MV+，電極反應式為MV2++e—=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應生成NH3和MV2+，正確；D．電池工作時，氫離子（即質子）通過交換膜由負極向正極移動，正確。故選B。7．（2017·浙江高考真題）金屬(M)-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A．金屬M作電池負極B．電解質是熔融的MOC．正極的電極反應D．電池反應【答案】B【解析】根據圖示，金屬M為負極，通入空氣的電極為正極。A．金屬M作電池負極，正確；B．根據圖示，電解質是熔融的M(OH)2，錯誤；C．正極發生還原反應，電極反應，正確；D．負極M失去電子生成M2+，結合C的分析，電池反應，正確；答案選B。8．（2016·浙江高考真題）Mg-H2O2電池是一種化學電源，以Mg和石墨為電極，海水為電解質溶液，示意圖如圖。下列說法不正確的是()A．石墨電極是該電池的正極B．石墨電極上發生還原反應C．Mg電極的電極反應式：Mg－2e－＝Mg2＋D．電池工作時，電子從Mg電極經導線流向石墨電極，再由石墨電極經電解質溶液流向Mg電極【答案】D【解析】A、Mg易失電子發生氧化反應而作負極，石墨電極是該電池的正極，正確；B、H2O2在石墨電極上得電子發生還原反應，正確；C、Mg易失電子發生氧化反應而作負極，電極反應為：Mg-2e-=Mg2+，正確；D、電池工作時，電子從負極Mg電極經導線流向石墨電極，但是電子不會經過電解質溶液，錯誤。答案選D。9．（2012·北京高考真題）人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是A．該過程是將太陽能轉化為化學能的過程B．催化劑a表面發生氧化反應，有O2產生C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強D．催化劑b表面的反應是CO2+2H++2e一=HCOOH【答案】C【解析】根據裝置圖中電子的流向，判斷催化劑a為負極電極反應：2H2O-4e-═O2+4H+，酸性增強；催化劑b為正極，電極反應：CO2+2H++2e-═HCOOH，酸性減弱，總的電池反應為2H2O+2CO2═2HCOOH+O2，該過程把太陽能轉化為化學能；A、過程中是光合作用，太陽能轉化為化學能，正確；B、催化劑a表面發生氧化反應，有O2產生，正確；C、催化劑a附近酸性增強，催化劑b附近酸性條件下生成弱酸，酸性減弱，錯誤；D、催化劑b表面的反應是通入二氧化碳，酸性條件下生成HCOOH，電極反應為：CO2+2H++2e一═HCOOH，正確；故選C。10．（2018·海南高考真題）一種鎂氧電池如圖所示，電極材料為金屬鎂和吸附氧氣的活性炭，電解液為KOH濃溶液。下列說法錯誤的是A．電池總反應式為：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2B．正極反應式為：Mg－2e－＝Mg2＋C．活性炭可以加快O2在負極上的反應速率D．電子的移動方向由a經外電路到b【答案】BC【解析】A．電池總反應式為：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2，不符合題意；B．正極應該是氧氣得電子，發生還原反應，反應式為：O2+4e-+4OH-=2H2O，符合題意；C．氧氣在正極參與反應，符合題意；D．外電路中，電子由負極移向正極，該反應中a為負極，b為正極，故不符合題意；故答案為BC。11．（2011·福建高考真題）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質，使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是A．水既是氧化劑又是溶劑 B．放電時正極上有氫氣生成C．放電時OH-向正極移動 D．總反應為：【答案】C【解析】A．在反應2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑中，水是氧化劑，同時水又是溶劑，正確；B．正極發生還原反應，所以放電時正極上有氫氣生成，正確；C．陰離子移向負極，放電時OH－向負極移動，錯誤；D．Li與Na處于同主族，化學性質相似，所以總反應為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，正確。答案選C。12．（2008·北京高考真題）據報道，我國擁有完全自主產權的氫氧燃料電池車將在北京奧運會期間為運動員提供服務。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關該電池的敘述不正確的是（）A．正極反應式為：O2+2H2O+4e-====4OH-B．工作一段時間后，電解液中KOH的物質的量不變C．該燃料電池的總反應方程式為：2H2+O2====2H2OD．用該電池電解CuCl2溶液，產生2.24LCl2(標準狀況)時，有0.1mol電子轉移【答案】D【解析】氫氧燃料堿性電池中，通入氫氣的一極為電池的負極，發生氧化反應，電極反應式為H2+2OH--2e-==2H2O，通入氧氣的一極為電池的正極，發生還原反應，電極反應式為O2+2H2O+4e-====4OH-，反應的總方程式為2H2+O2==2H2O，結合氧氣和轉移電子之間的關系式計算。A．正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O2+2H2O+4e-==4OH-，所以A選項是正確的；B．負極上氫氣和氫氧根離子反應生成水，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，所以溶液中鉀離子沒有參與反應，根據原子守恒知，KOH的物質的量不變，所以B選項是正確的；C．負極電極反應式為H2+2OH--2e-==2H2O，正極電極反應式為O2+2H2O+4e-==4OH-，反應的總方程式為2H2+O2==2H2O，所以C選項是正確的；D．用該電池電解CuCl2溶液，產生2.24LCl2(標準狀況)，n(Cl2)=0.1mol，根據2Cl--2e-=Cl2↑，轉移電子0.2mol，錯誤。答案選D。13．（2008·寧夏高考真題）一種燃料電池中發生的化學反應為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發生的反應是A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O（1）+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B．O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O（1）C．CH3OH(g)+H2O（1）=CO2(g)+6H+(aq)+6e–D．O2(g)+2H2O（1）+4e–=4OH-【答案】C【解析】以甲醇為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2，負極通入甲醇，在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發生的反應是：CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)，所以C選項是正確的。14．（2017·上海高考真題）能量轉化率大；氧化劑和還原劑可以不斷從外部輸入；電極產物可以不斷輸出；且能代替汽油作為汽車的動力，能持續使用的新型電池為A．鋰電池B．燃料電池C．干電池D．鉛蓄電池【答案】B【解析】A．鋰電池中的氧化劑和還原劑不能從外部輸入，電極產物不能不斷輸出，錯誤；B．燃料電池的能量轉化率大；氧化劑和還原劑可以不斷從外部輸入；電極產物可以不斷輸出；且能代替汽油作為汽車的動力，正確；C．干電池的氧化劑和還原劑不能從外部輸入，電極產物不能不斷輸出，錯誤；D．鉛蓄電池的氧化劑和還原劑不能從外部輸入，電極產物不能不斷輸出，錯誤；故選B。15．（2016·全國高考真題）鋅–空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質溶液為KOH溶液，反應為2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列說法正確的是（）A．充電時，電解質溶液中K+向陽極移動B．充電時，電解質溶液中c(OH－)逐漸減小C．放電時，負極反應為：Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42－D．放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標準狀況）【答案】C【解析】A．充電時，陽離子向陰極移動，即K＋向陰極移動，錯誤；B．放電時總反應為2Zn+O2+4OH–+2H2O=2Zn(OH)42-，則充電時生成氫氧化鉀，溶液中的氫氧根離子濃度增大，錯誤；C．放電時，鋅在負極失去電子，電極反應為Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-，正確；D．標準狀況下22.4L氧氣的物質的量為1摩爾，電路中轉移4摩爾電子，錯誤；答案選C。16．（2015·全國高考真題）微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉移C．質子通過交換膜從負極區移向正極區D．電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A【解析】A．根據圖象，負極上C6H12O6失電子，正極上O2得電子和H+反應生成水，負極的電極反應式為C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，正極的電極反應式為O2+4e-+4H+═2H2O，因此CO2在負極產生，錯誤；B．葡萄糖在微生物的作用下將化學能轉化為電能，形成原電池，有電流產生，所以微生物促進了反應中電子的轉移，正確；C．通過原電池的電極反應可知，負極區產生了H+，根據原電池中陽離子向正極移動，可知質子(H+)通過交換膜從負極區移向正極區，正確；D．該反應屬于燃料電池，燃料電池的電池反應式和燃燒反應式相同，則電池反應式為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O，正確；故選A。17．（2013·安徽高考真題）熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關說法正確的是A．正極反應式：Ca+2Cl－－2e－=CaCl2B．放電過程中，Li+向負極移動C．每轉移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．常溫時，在正負極間接上電流表或檢流計，指針不偏轉【答案】D【解析】A、正極發生還原反應，故電極反應式為PbSO4+2e－=Pb+SO42－，錯誤；B、放電過程為原電池，陽離子Li＋向正極移動，錯誤；C、每轉移0.1mol電子，生成0.05molPb，質量為10.35g，錯誤；D、常溫下，電解質不能融化，不導電，不能形成原電池，故電流表或檢流計指針不偏轉，正確。答案選D。18．（2012·四川高考真題）一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：CH-3CH2OH–4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有關說法正確的是A．檢測時，電解質溶液中的H+向負極移動B．若有0.4mol電子轉移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應的化學方程式為：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD．正極上發生的反應為：O2+4e-+2H2O=4OH-【答案】C【解析】A、該燃料電池的電極反應式分別為正極：O2+4e-+4H+=2H2O，負極：CH-3CH2OH–4e-+H2O=CH3COOH+4H+，電解質溶液中的H+應向正極移動（正極帶負電），A不正確；B、根據正極反應式，若有0.4mol電子轉移，則在標準狀況下消耗2.24L氧氣，B不正確；C、將正負極電極反應式疊加得CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O，C正確；D、酸性條件下正極：O2+4e-+4H+=2H2O，D不正確。答案選C。19．（2015·江蘇高考真題）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是（）A．反應，每消耗1molCH4轉移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應為：H2+2OH--2e-=2H2OC．電池工作時，CO32-向電極B移動D．電極B上發生的電極反應為：O2+2CO2+4e－=2CO32-【答案】D【解析】A、1molCH4→CO，化合價由-4價→+2上升6價，1molCH4參加反應共轉移6mol電子，錯誤；B、環境不是堿性，否則不會產生CO2，其電極反應式：CO+H2+2CO32--4e-=3CO2＋H2O，錯誤；C、根據原電池工作原理，電極A是負極，電極B是正極，陰離子向負極移動，錯誤；D、根據電池原理，O2、CO2共同參加反應，其電極反應式：O2+2CO2+4e-=2CO32-，正確；故合理選項為D。20．（2021·河北真題）當今，世界多國相繼規劃了碳達峰、碳中和的時間節點。因此，研發二氧化碳利用技術，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。（4）我國科學家研究Li—CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：①Li—CO2電池中，Li為單質鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負”)極發生電化學反應。研究表明，該電池反應產物為碳酸鋰和單質碳，且CO2電還原后與鋰離子結合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2OⅡ.C2O=CO2+COⅢ.__________Ⅳ.CO+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質水溶液中，CO2氣體可被電化學還原。Ⅰ.CO2在堿性介質中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應方程式為_________。Ⅱ.在電解質水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應進程中(H+被還原為H2的反應可同時發生)，相對能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序為_______(用a、b、c字母排序)。【答案】（4）①正極2C+CO2=2C+C②12CO2+18e-+4H2O=CH3CH2CH2OH+9Cc、b、a【解析】（4）①由題意知，Li-CO2電池的總反應式為：4Li+3CO2=2Li2CO3+C，CO2發生得電子的還原反應，則CO2作為電池的正極；CO2還原后與Li+結合成Li2CO3，按4個步驟進行，由步驟II可知生成了C，而步驟IV需要C參加反應，所以步驟III的離子方程式為：2