十年（2014-2023）高考化學(xué)真題分項(xiàng)匯編（全國）專題48 化學(xué)電源-燃料電池（含答案或解析）

專題48化學(xué)電源——燃料電池專題48化學(xué)電源——燃料電池1．【2022年福建卷】一種化學(xué)“自充電”的鋅-有機(jī)物電池，電解質(zhì)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(shí)現(xiàn)化學(xué)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(xué)自充電時(shí)，增大B．化學(xué)自充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．化學(xué)自充電時(shí)，鋅電極反應(yīng)式：D．放電時(shí)，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(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)3．（2021·山東真題）以KOH溶液為離子導(dǎo)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(fù)極移動(dòng)B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)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(fā)生反應(yīng)：該電池工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是A．負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B．正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應(yīng)為D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)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(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．Li+通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移動(dòng)C．正極的電極反應(yīng)：O2+4e—==2O2—D．電池總反應(yīng)：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(shí)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(cuò)誤的是A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)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(fèi)作電池負(fù)極B．電解質(zhì)是熔融的MOC．正極的電極反應(yīng)D．電池反應(yīng)8．（2016·浙江高考真題）Mg-H2O2電池是一種化學(xué)電源，以Mg和石墨為電極，海水為電解質(zhì)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(fā)生還原反應(yīng)C．Mg電極的電極反應(yīng)式：Mg－2e－＝Mg2＋D．電池工作時(shí)，電子從Mg電極經(jīng)導(dǎo)線流向石墨電極，再由石墨電極經(jīng)電解質(zhì)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(xué)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(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng)D．催化劑b表面的反應(yīng)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(cuò)誤的是A．電池總反應(yīng)式為：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2B．正極反應(yīng)式為：Mg－2e－＝Mg2＋C．活性炭可以加快O2在負(fù)極上的反應(yīng)速率D．電子的移動(dòng)方向由a經(jīng)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(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)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(shí)正極上有氫氣生成C．放電時(shí)OH-向正極移動(dòng) D．總反應(yīng)為：12．（2008·北京高考真題）據(jù)報(bào)道，我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車將在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是（）A．正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-====4OH-B．工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C．該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2+O2====2H2OD．用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，有0.1mol電子轉(zhuǎn)移13．（2008·寧夏高考真題）一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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(fù)極發(fā)生的反應(yīng)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(zhuǎn)化率大；氧化劑和還原劑可以不斷從外部輸入；電極產(chǎn)物可以不斷輸出；且能代替汽油作為汽車的動(dòng)力，能持續(xù)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(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列說法正確的是（）A．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動(dòng)B．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42－D．放電時(shí)，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O17．（2013·安徽高考真題）熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)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(yīng)為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是A．正極反應(yīng)式：Ca+2Cl－－2e－=CaCl2B．放電過程中，Li+向負(fù)極移動(dòng)C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)18．（2012·四川高考真題）一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH-3CH2OH–4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有關(guān)說法正確的是A．檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H+向負(fù)極移動(dòng)B．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD．正極上發(fā)生的反應(yīng)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(guān)該電池的說法正確的是（）A．反應(yīng)，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為：H2+2OH--2e-=2H2OC．電池工作時(shí)，CO32-向電極B移動(dòng)D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2+2CO2+4e－=2CO32-20．（2021·河北真題）當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。（4）我國科學(xué)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(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)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(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_________。Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應(yīng)進(jìn)程中(H+被還原為H2的反應(yīng)可同時(shí)發(fā)生)，相對(duì)能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序?yàn)開______(用a、b、c字母排序)。21．（2020·江蘇高考真題）CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)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(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_____________；放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為_________(填化學(xué)式)。②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)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(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請(qǐng)回答：（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是______，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)開__________（用a、b表示）。（2）負(fù)極反應(yīng)式為________。（3）電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)開__________________________。

專題48化學(xué)電源——燃料電池專題48化學(xué)電源——燃料電池1．【2022年福建卷】一種化學(xué)“自充電”的鋅-有機(jī)物電池，電解質(zhì)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(shí)現(xiàn)化學(xué)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(xué)自充電時(shí)，增大B．化學(xué)自充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．化學(xué)自充電時(shí)，鋅電極反應(yīng)式：D．放電時(shí)，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(xué)自充電時(shí)，消耗O2，該反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-，增大，故A正確；B．化學(xué)自充電時(shí)，無需外接電源即能實(shí)現(xiàn)化學(xué)自充電，該過程不是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，化學(xué)自充電時(shí)，鋅電極作陰極，該電極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，故C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)，1mol轉(zhuǎn)化為，消耗2molK+，外電路通過電子時(shí)，正極物質(zhì)增加0.02molK+，增加的質(zhì)量為0.02mol×39g/mol=0.78g，故D錯(cuò)誤；故選A。2．【2022年全國乙卷】電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時(shí)，Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)【答案】C【解析】充電時(shí)光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)（Li++e-=Li+）和陽極反應(yīng)（Li2O2+2h+=2Li++O2），則充電時(shí)總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，結(jié)合圖示，充電時(shí)金屬Li電極為陰極，光催化電極為陽極；則放電時(shí)金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極；據(jù)此作答。A．光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為Li2O2=2Li+O2，A正確；B．充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C．放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)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(dǎo)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(fù)極移動(dòng)B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時(shí)，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L【答案】C【解析】堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清潔燃料電池總反應(yīng)為：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合價(jià)均為-2價(jià)，H元素化合價(jià)為+1價(jià)，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可推知其燃料電池的總反應(yīng)為：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O，據(jù)此結(jié)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(dòng)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)上述分析可知，N2H4-O2清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，其總反?yīng)中未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應(yīng)可知，KOH的物質(zhì)的量減小，B錯(cuò)誤；C．理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關(guān)，設(shè)消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量（物質(zhì)的量表達(dá)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(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應(yīng)式可知，消耗1molO2生成的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為22.4L，D錯(cuò)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(fā)生反應(yīng)：該電池工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是A．負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2參與反應(yīng)B．正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應(yīng)為D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極【答案】B【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應(yīng)生成和，反應(yīng)的電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)生成OH-，反應(yīng)的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應(yīng)方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，據(jù)此分析。A．當(dāng)負(fù)極通過0.04mol電子時(shí)，正極也通過0.04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0.04mol電子消耗0.01mol氧氣，在標(biāo)況下為0.224L，A正確；B．反應(yīng)過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH升高，負(fù)極消耗OH-使負(fù)極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)分析，電池的總反應(yīng)為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，C正確；D．電池中，電子由VB2電極經(jīng)負(fù)載流向復(fù)合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向?yàn)閺?fù)合碳電極→負(fù)載→VB2電極→KOH溶液→復(fù)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(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．Li+通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處移動(dòng)C．正極的電極反應(yīng)：O2+4e—==2O2—D．電池總反應(yīng)：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(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，正確；B．Li在負(fù)極失去電子變成了Li+，會(huì)通過有機(jī)電解質(zhì)向水溶液處（正極）移動(dòng)，正確；C．正極氧氣得到了電子后與氫結(jié)合形成氫氧根，電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，錯(cuò)誤；D．負(fù)極的反應(yīng)式為Li-e-=Li+，正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應(yīng)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(shí)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(cuò)誤的是A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時(shí)還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+2H++2MV+C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時(shí)質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)【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(fù)極，MV+在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+，電極反應(yīng)式為MV+—e—=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應(yīng)生成H+和MV+，反應(yīng)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(fā)生還原反應(yīng)生成MV+，電極反應(yīng)式為MV2++e—=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應(yīng)生成NH3和MV2+，反應(yīng)的方程式為N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，電池工作時(shí)，氫離子通過交換膜由負(fù)極向正極移動(dòng)。A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法選用酶作催化劑，條件溫和，同時(shí)利用MV+和MV2+的相互轉(zhuǎn)化，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故可提供電能，正確；B．左室為負(fù)極區(qū)，MV+在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MV2+，電極反應(yīng)式為MV+—e—=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應(yīng)生成H+和MV+，反應(yīng)的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+，錯(cuò)誤；C．右室為正極區(qū)，MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MV+，電極反應(yīng)式為MV2++e—=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應(yīng)生成NH3和MV2+，正確；D．電池工作時(shí)，氫離子（即質(zhì)子）通過交換膜由負(fù)極向正極移動(dòng)，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(fèi)作電池負(fù)極B．電解質(zhì)是熔融的MOC．正極的電極反應(yīng)D．電池反應(yīng)【答案】B【解析】根據(jù)圖示，金屬M(fèi)為負(fù)極，通入空氣的電極為正極。A．金屬M(fèi)作電池負(fù)極，正確；B．根據(jù)圖示，電解質(zhì)是熔融的M(OH)2，錯(cuò)誤；C．正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)，正確；D．負(fù)極M失去電子生成M2+，結(jié)合C的分析，電池反應(yīng)，正確；答案選B。8．（2016·浙江高考真題）Mg-H2O2電池是一種化學(xué)電源，以Mg和石墨為電極，海水為電解質(zhì)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(fā)生還原反應(yīng)C．Mg電極的電極反應(yīng)式：Mg－2e－＝Mg2＋D．電池工作時(shí)，電子從Mg電極經(jīng)導(dǎo)線流向石墨電極，再由石墨電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向Mg電極【答案】D【解析】A、Mg易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)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(fā)生還原反應(yīng)，正確；C、Mg易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，電極反應(yīng)為：Mg-2e-=Mg2+，正確；D、電池工作時(shí)，電子從負(fù)極Mg電極經(jīng)導(dǎo)線流向石墨電極，但是電子不會(huì)經(jīng)過電解質(zhì)溶液，錯(cuò)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(xué)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(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng)D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2+2H++2e一=HCOOH【答案】C【解析】根據(jù)裝置圖中電子的流向，判斷催化劑a為負(fù)極電極反應(yīng)：2H2O-4e-═O2+4H+，酸性增強(qiáng)；催化劑b為正極，電極反應(yīng)：CO2+2H++2e-═HCOOH，酸性減弱，總的電池反應(yīng)為2H2O+2CO2═2HCOOH+O2，該過程把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；A、過程中是光合作用，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，正確；B、催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生，正確；C、催化劑a附近酸性增強(qiáng)，催化劑b附近酸性條件下生成弱酸，酸性減弱，錯(cuò)誤；D、催化劑b表面的反應(yīng)是通入二氧化碳，酸性條件下生成HCOOH，電極反應(yīng)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(cuò)誤的是A．電池總反應(yīng)式為：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2B．正極反應(yīng)式為：Mg－2e－＝Mg2＋C．活性炭可以加快O2在負(fù)極上的反應(yīng)速率D．電子的移動(dòng)方向由a經(jīng)外電路到b【答案】BC【解析】A．電池總反應(yīng)式為：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2，不符合題意；B．正極應(yīng)該是氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：O2+4e-+4OH-=2H2O，符合題意；C．氧氣在正極參與反應(yīng)，符合題意；D．外電路中，電子由負(fù)極移向正極，該反應(yīng)中a為負(fù)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(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)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(shí)正極上有氫氣生成C．放電時(shí)OH-向正極移動(dòng) D．總反應(yīng)為：【答案】C【解析】A．在反應(yīng)2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑中，水是氧化劑，同時(shí)水又是溶劑，正確；B．正極發(fā)生還原反應(yīng)，所以放電時(shí)正極上有氫氣生成，正確；C．陰離子移向負(fù)極，放電時(shí)OH－向負(fù)極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D．Li與Na處于同主族，化學(xué)性質(zhì)相似，所以總反應(yīng)為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，正確。答案選C。12．（2008·北京高考真題）據(jù)報(bào)道，我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車將在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是（）A．正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-====4OH-B．工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C．該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2+O2====2H2OD．用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，有0.1mol電子轉(zhuǎn)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(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-==2H2O，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-====4OH-，反應(yīng)的總方程式為2H2+O2==2H2O，結(jié)合氧氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算。A．正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-==4OH-，所以A選項(xiàng)是正確的；B．負(fù)極上氫氣和氫氧根離子反應(yīng)生成水，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，所以溶液中鉀離子沒有參與反應(yīng)，根據(jù)原子守恒知，KOH的物質(zhì)的量不變，所以B選項(xiàng)是正確的；C．負(fù)極電極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-==2H2O，正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-==4OH-，反應(yīng)的總方程式為2H2+O2==2H2O，所以C選項(xiàng)是正確的；D．用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24LCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，n(Cl2)=0.1mol，根據(jù)2Cl--2e-=Cl2↑，轉(zhuǎn)移電子0.2mol，錯(cuò)誤。答案選D。13．（2008·寧夏高考真題）一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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(fù)極發(fā)生的反應(yīng)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(fù)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(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)，所以C選項(xiàng)是正確的。14．（2017·上海高考真題）能量轉(zhuǎn)化率大；氧化劑和還原劑可以不斷從外部輸入；電極產(chǎn)物可以不斷輸出；且能代替汽油作為汽車的動(dòng)力，能持續(xù)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(chǎn)物不能不斷輸出，錯(cuò)誤；B．燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率大；氧化劑和還原劑可以不斷從外部輸入；電極產(chǎn)物可以不斷輸出；且能代替汽油作為汽車的動(dòng)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(chǎn)物不能不斷輸出，錯(cuò)誤；D．鉛蓄電池的氧化劑和還原劑不能從外部輸入，電極產(chǎn)物不能不斷輸出，錯(cuò)誤；故選B。15．（2016·全國高考真題）鋅–空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列說法正確的是（）A．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動(dòng)B．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中c(OH－)逐漸減小C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42－D．放電時(shí)，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）【答案】C【解析】A．充電時(shí)，陽離子向陰極移動(dòng)，即K＋向陰極移動(dòng)，錯(cuò)誤；B．放電時(shí)總反應(yīng)為2Zn+O2+4OH–+2H2O=2Zn(OH)42-，則充電時(shí)生成氫氧化鉀，溶液中的氫氧根離子濃度增大，錯(cuò)誤；C．放電時(shí)，鋅在負(fù)極失去電子，電極反應(yīng)為Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-，正確；D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氧氣的物質(zhì)的量為1摩爾，電路中轉(zhuǎn)移4摩爾電子，錯(cuò)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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A【解析】A．根據(jù)圖象，負(fù)極上C6H12O6失電子，正極上O2得電子和H+反應(yīng)生成水，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+═2H2O，因此CO2在負(fù)極產(chǎn)生，錯(cuò)誤；B．葡萄糖在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，形成原電池，有電流產(chǎn)生，所以微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，正確；C．通過原電池的電極反應(yīng)可知，負(fù)極區(qū)產(chǎn)生了H+，根據(jù)原電池中陽離子向正極移動(dòng)，可知質(zhì)子(H+)通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，正確；D．該反應(yīng)屬于燃料電池，燃料電池的電池反應(yīng)式和燃燒反應(yīng)式相同，則電池反應(yīng)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(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)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(yīng)為：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有關(guān)說法正確的是A．正極反應(yīng)式：Ca+2Cl－－2e－=CaCl2B．放電過程中，Li+向負(fù)極移動(dòng)C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPbD．常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)【答案】D【解析】A、正極發(fā)生還原反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為PbSO4+2e－=Pb+SO42－，錯(cuò)誤；B、放電過程為原電池，陽離子Li＋向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；C、每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，生成0.05molPb，質(zhì)量為10.35g，錯(cuò)誤；D、常溫下，電解質(zhì)不能融化，不導(dǎo)電，不能形成原電池，故電流表或檢流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)，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(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH-3CH2OH–4e-+H2O=CH3COOH+4H+。下列有關(guān)說法正確的是A．檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H+向負(fù)極移動(dòng)B．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD．正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2+4e-+2H2O=4OH-【答案】C【解析】A、該燃料電池的電極反應(yīng)式分別為正極：O2+4e-+4H+=2H2O，負(fù)極：CH-3CH2OH–4e-+H2O=CH3COOH+4H+，電解質(zhì)溶液中的H+應(yīng)向正極移動(dòng)（正極帶負(fù)電），A不正確；B、根據(jù)正極反應(yīng)式，若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗2.24L氧氣，B不正確；C、將正負(fù)極電極反應(yīng)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(guān)該電池的說法正確的是（）A．反應(yīng)，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為：H2+2OH--2e-=2H2OC．電池工作時(shí)，CO32-向電極B移動(dòng)D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2+2CO2+4e－=2CO32-【答案】D【解析】A、1molCH4→CO，化合價(jià)由-4價(jià)→+2上升6價(jià)，1molCH4參加反應(yīng)共轉(zhuǎn)移6mol電子，錯(cuò)誤；B、環(huán)境不是堿性，否則不會(huì)產(chǎn)生CO2，其電極反應(yīng)式：CO+H2+2CO32--4e-=3CO2＋H2O，錯(cuò)誤；C、根據(jù)原電池工作原理，電極A是負(fù)極，電極B是正極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D、根據(jù)電池原理，O2、CO2共同參加反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：O2+2CO2+4e-=2CO32-，正確；故合理選項(xiàng)為D。20．（2021·河北真題）當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。（4）我國科學(xué)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(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)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(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_________。Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應(yīng)進(jìn)程中(H+被還原為H2的反應(yīng)可同時(shí)發(fā)生)，相對(duì)能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序?yàn)開______(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(yīng)式為：4Li+3CO2=2Li2CO3+C，CO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，則CO2作為電池的正極；CO2還原后與Li+結(jié)合成Li2CO3，按4個(gè)步驟進(jìn)行，由步驟II可知生成了C，而步驟IV需要C參加反應(yīng)，所以步驟III的離子方程式為：2C+CO2=2C+C，故答