《2025年高中总复习优化设计高中化学》

例 3(2021·山东卷)以$ KOH $溶液为离子导体，分别组成$ CH_3OH-O_2 $、$ N_2H_4-O_2 $、$ (CH_3)_2NNH_2-O_2 $清洁燃料电池，下列说法正确的是(C)

A.放电过程中，$ K^+ $均向负极移动
B.放电过程中，$ KOH $物质的量均减小
C.消耗等质量燃料，$ (CH_3)_2NNH_2-O_2 $燃料电池的理论放电量最大
D.消耗$ 1 mol O_2 $时，理论上$ N_2H_4-O_2 $燃料电池气体产物的体积在标准状况下为$ 11.2 L $

答案： 例3C

对点训练 3 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示(假设$ M $、$ N $两电极均为惰性电极)，下列说法正确的是(B)


A.$ N $电极上发生氧化反应，得到电子
B.电池工作时，外电路中电子的流动方向：$ N $电极→导线→$ M $电极
C.$ M $电极上的电极反应式：$ O_2 + 4H^+ - 4e^- = 2H_2O $
D.电路中每转移$ 1.2 mol e^- $，此时生成$ CO_2 $的质量为$ 8.8 g $

答案： 对点训练3B

1. (2024·广东湛江调研)氢负离子具有强还原性，是一种颇具潜力的能量载体。2023 年 4 月 5 日，我国科学家开发了首例室温全固态氢负离子二次电池，该电池通过固态氢负离子导体实现对$ H^- $的快速传导，其工作原理如图所示，其中放电时乙电极的电极反应式为$ M + xH^- - xe^- = MH_x $($ M $为$ Li $、$ Na $、$ K $、$ Mg $、$ Ti $等金属)，下列说法错误的是(D)


A.放电时，电子经外电路流向甲电极
B.放电时，氢负离子移向乙电极
C.充电时，甲电极发生的反应可表示为$ MH_{n - x} - xe^- + xH^- = MH_n $
D.可将固态离子导体替换成电解质水溶液，对氢负离子进行传导

答案： 1.D

2. 研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。质子交换膜只允许$ H^+ $自由通过，下列说法错误的是(B)


A.电子由$ Pt $电极流向$ C $电极
B.电池工作时正极区溶液的$ pH $降低
C.常温常压下，$ 96 g O_2 $被还原同时有$ 46 g CH_3CH_2OH $被氧化
D.负极反应为$ CH_3CH_2OH + 3H_2O - 12e^- =$2CO_2 \uparrow + 12H^+$2CO_2 \uparrow + 12H^+ $

答案： 2.B

3. (2024·七省适应性测试安徽化学，11)我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，其示意图如下。放电时，$ Zn $转化为$ 2ZnCO_3 \cdot 3Zn(OH)_2 $。下列说法错误的是(B)


A.放电时，正极反应为$ Ni(OH)_2 + 2e^- = Ni + 2OH^- $
B.放电时，若外电路有$ 0.2 mol e^- $转移，则有$ 0.1 mol Zn^{2+} $向正极迁移
C.充电时，$ a $为外接电源负极
D.充电时，阴极反应为$ 2ZnCO_3 \cdot 3Zn(OH)_2 + 10e^- = 5Zn + 2CO_3^{2-} + 6OH^- $

答案： 3.B