时间:2017-03-03 01:12:55
1、填空题 (共8分)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。完成下列关于甲烷（CH4）燃料电池的填空：
（1）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 + 10 OH- - 8e- == CO2-3 + 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：
（2）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性 （填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）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。
参考答案：（1）负极； 2O2+4H2O+8e-==8OH- （2）减小 （3）大于
本题解析：（1）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应。所以甲烷在负极通入，氧气在正极通入。由于溶液中电解质是氢氧化钾，所以正极反应式是
2O2+4H2O+8e-==8OH-。
（2）根据总的反应式可知，在反应过程中是消耗氢氧化钾的，所以溶液的碱性是降低的。
（3）燃料电池的硫利用率要大于甲烷直接燃烧的能量利用率。
本题难度：一般
2、选择题 用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成燃料电池，该电池放电时的总反应为：CH4+2KOH+2O2==K2CO3+3H2O，下列说法错误的是
[? ]
A．通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极
B．放电时通入氧气的一极附近溶液的pH升高
C．放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化
D．通甲烷的电极反应式是：CH4+10OH-－8e-==CO32-+7H2O
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 有下列4种燃料电池的工作原理示意图，其中正极反应的产物为水的是（ ）
A．
固化氧化物燃料电池
B．
碱性氢氧化物电池
C．
质子交换膜燃料电池
D．
熔融盐燃料电池
参考答案：A．在该固体氧化物燃料电池中，电解质特点，正极上O2+4e-=2O2-，故A错误；
B．碱性燃料电池中，正极上发生O2+2H20+4e-=4OH-，故B错误；
C．质子交换膜燃料电池，正极上发生4H++O2+4e-=2H20，故C正确；
D．熔融盐燃料电池中，正极反应是2CO2+O2+4e-=2CO32-，故D错误；
故选C．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(
)中而形成的，电池总反应方程式为：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S，下列叙述中正确的是
[? ]
A．电解质溶液中混入水，对电池反应无影响
B．金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极
C．电池工作过程中，亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3
D．电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4∶1
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 用下图Ⅰ所示装置通电10分钟后,去掉直流电源,连接成图Ⅱ所示装置,可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质,U形管右端液面上升。下列说法正确的是（?）
A．同温、同压下,装置Ⅰ中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多
B．用装置Ⅱ进行实验时铁电极的电极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2↓
C．用装置Ⅱ进行实验时石墨电极的电极反应为2H++2e-=H2↑
D．装置Ⅰ通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低
参考答案：B
本题解析：图Ⅰ中,铁作阴极,在铁电极上析出H2,在石墨电极上析出Cl2,根据电子守恒,得到的气体一样多,故A错误;由题中现象信息知图Ⅱ装置发生类似铁吸氧腐蚀的反应,石墨极上氯气得电子生成Cl-,故C错误;图Ⅰ中铁电极上氢离子得电子生成氢气,导致铁电极附近氢氧根离子浓度增大,pH升高,故D错误。
本题难度：一般