（魯京津瓊）2020版新高考化學(xué)第六章微考點(diǎn)46新型化學(xué)電源——燃料電池微生物電池（含解析）.docx

新型化學(xué)電源燃料電池，微生物電池題型一燃料電池及其應(yīng)用1(2018邢臺(tái)二中高三月考)以氨作為燃料的燃料電池，具有能量效率高的特點(diǎn)，另外氨氣含氫量高，易液化，方便運(yùn)輸和貯存，是很好的氫源載體。NH3O2燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是()Aa極為電池的正極B負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH36e6OH=N26H2OC當(dāng)生成1molN2時(shí)，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為3molD外電路的電流方向?yàn)閺腶極流向b極2(2018衡陽(yáng)八中高三月考)CO無(wú)色無(wú)味有毒，世界各國(guó)每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一種CO尾氣分析儀的工作原理如圖所示，該裝置中電解質(zhì)為氧化釔氧化鈉，其中O2可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng)。下列說法中錯(cuò)誤的是()A負(fù)極的電極反應(yīng)式為COO22e=CO2B工作時(shí)電極b作正極，O2由電極a向電極b移動(dòng)C工作時(shí)電子由電極a通過傳感器流向電極bD傳感器通過的電流越大，尾氣中CO的含量越高3(2018長(zhǎng)沙市明德中學(xué)月考)某傳感器工作原理如圖所示。利用該傳感器可以測(cè)定空氣中NO、CO、NH3、SO2等有害氣體的含量。下列說法正確的是()A若M為熔融KOH，X為NH3，Y為N2，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH36e=N26HB若M是含O2的固體電解質(zhì)，X為NO，則正極的電極反應(yīng)式為O24e=2O2C傳感器工作中，電子由Pt()極經(jīng)電流儀傳到Pt()極D若X為CO，M為KOH溶液，則電池總反應(yīng)為2COO2=2CO24NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理如圖。該電池在使用過程中石墨電極上生成氧化物Y。下列說法正確的是()A若將該電池中的熔融NaNO3換成NaOH溶液，則不可能產(chǎn)生電流B電子從石墨電極流向石墨電極C石墨電極的電極反應(yīng)式為NO2NOe=N2O5DNO2只有還原性沒有氧化性5(2018煙臺(tái)一模)LED系列產(chǎn)品是一類新型節(jié)能產(chǎn)品，圖甲是NaBH4/H2O2燃料電池，圖乙是LED發(fā)光二極管的裝置示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A電池A極區(qū)的電極反應(yīng)式為H2O22e=2OHB電池放電過程中，Na從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)C每有1molNaBH4參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NAD要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光，圖乙中的導(dǎo)線a應(yīng)與圖甲中的B極相連題型二微生物電池及其應(yīng)用6酶生物電池通常以葡萄糖作為反應(yīng)原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和輔酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法中正確的是()A該電池可以在高溫條件下使用BH通過交換膜從b極區(qū)移向a極區(qū)C電極a是正極D電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為C6H12O6H2O2e=C6H12O72H7(2018昆明模擬)糖生物電池是一種酶催化燃料電池(EFC)，它使用便宜的酶代替貴金屬催化劑，利用空氣氧化糖類產(chǎn)生電流。下列有關(guān)判斷不合理的是()A該電池不宜在高溫下工作B若該電池為酸性介質(zhì)，正極反應(yīng)式為O24e4H=2H2OC放電過程中，電池內(nèi)陽(yáng)離子向正極遷移D若該電池為堿性介質(zhì)，以葡萄糖為原料并完全氧化，負(fù)極反應(yīng)式為C6H12O624e6H2O=6CO224H8(2018長(zhǎng)沙質(zhì)檢)最近國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其在廢水處理和新能源開發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。如圖為有機(jī)污水處理的實(shí)驗(yàn)裝置。下列說法正確的是()A為加快處理速度，裝置可在高溫環(huán)境中工作B若污水中主要含有葡萄糖，則負(fù)極反應(yīng)式為C6H12O66H2O24e=6CO224HC放電過程中，H從正極室向負(fù)極室移動(dòng)D放電過程中，溶液的酸性逐漸增強(qiáng)9(2019成都調(diào)研)一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池的說法正確的是()Aa電極發(fā)生還原反應(yīng)BH由右室通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室Cb電極反應(yīng)式為2NO10e12H=N26H2OD電池工作時(shí)，電流由a電極沿導(dǎo)線流向b電極10(2018六安第一中學(xué)月考)甲醇(CH3OH)是一種有毒物質(zhì)，檢測(cè)甲醇含量的測(cè)試儀工作原理示意圖如下。下列說法正確的是()A該裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能Ba電極發(fā)生的電極反應(yīng)為CH3OH6eH2O=CO26HC當(dāng)電路中有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有1molH移向a電極區(qū)D將酸性電解質(zhì)溶液改為堿性電解質(zhì)溶液，該測(cè)試儀不可能產(chǎn)生電流答案精析1B2.B3B由于M是熔融的KOH，即使放電生成H也會(huì)與OH反應(yīng)生成水，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH36e6OH=N26H2O，A錯(cuò)誤；若M是含O2的固體電解質(zhì)，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NO4e2O2=2NO2，正極的電極反應(yīng)式為O24e=2O2，B正確；題述裝置屬于原電池，Pt()極為正極，Pt()極為負(fù)極，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，C錯(cuò)誤；若X為CO，M為KOH溶液，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為CO2e4OH=CO2H2O，電池總反應(yīng)為2CO4KOHO2=2K2CO32H2O，D錯(cuò)誤。4CNO2能與NaOH發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移，故可產(chǎn)生電流，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電池工作示意圖，石墨電極上O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，為電池正極，石墨電極為電池負(fù)極，電子從石墨電極流向石墨電極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨電極上，NO2失去電子與NO結(jié)合轉(zhuǎn)化為N2O5，C項(xiàng)正確；NO2既有氧化性又有還原性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5C根據(jù)圖甲知，雙氧水得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則A電極為正極，正極電極反應(yīng)式為H2O22e=2OH，故A項(xiàng)正確；電池放電過程中，陽(yáng)離子移向正極，Na從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)，故B項(xiàng)正確；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO，電極反應(yīng)式為BH8OH8e=BO6H2O,1molNaBH4參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8NA，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光，圖乙中的導(dǎo)線a(陰極)應(yīng)與圖甲中的B極(負(fù)極)相連，故D項(xiàng)正確。6D酶的主要成分為蛋白質(zhì)，在高溫條件下變性，喪失催化作用，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖示電子的移動(dòng)方向可知a為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：C6H12O6H2O2e=C6H12O72H，b為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)：H2O22e2H=2H2O，H通過交換膜從a極移向b極，D項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。7D酶在高溫下會(huì)失去生理活性，A項(xiàng)合理；若該電池為酸性介質(zhì)，則H會(huì)在正極與O2發(fā)生反應(yīng)，正極反應(yīng)式為O24e4H=2H2O，B項(xiàng)合理；根據(jù)原電池反應(yīng)原理可知，放電過程中陽(yáng)離子移向正極，C項(xiàng)合理；若該電池為堿性介質(zhì)，則負(fù)極反應(yīng)式為C6H12O636OH24e=6CO24H2O，D項(xiàng)不合理。8B細(xì)菌在高溫下不能存活，A錯(cuò)誤；污水中主要含有葡萄糖時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為C6H12O66H2O24e=6CO224H，B正確；H在負(fù)極產(chǎn)生，從負(fù)極室向正極室移動(dòng)，C錯(cuò)誤；負(fù)極產(chǎn)生的H與正極產(chǎn)生的OH恰好結(jié)合成水，故溶液的酸性不會(huì)增強(qiáng)，D錯(cuò)誤。9Cb極的硝酸根得到電子生成氮?dú)?，發(fā)生還原反應(yīng)，是正極，A錯(cuò)誤；燃料電池中陽(yáng)離子向正極遷移，即H由左室通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室，B錯(cuò)誤；圖中有質(zhì)子交換膜，說明是酸性介質(zhì)，硝酸根離子得到電子生成氮?dú)?，根?jù)電荷守恒可知反應(yīng)物中還有氫離子參與反應(yīng)，C正確；電池工作時(shí)，電流從正極(b極)流向負(fù)極(a極)，D