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1、2022高考化学 难点剖析 专题44 非水电池讲解
一、高考题再现
1．（2015江苏）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（ ）
A．反应CH4＋H2O3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子
B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2O
C．电池工作时，CO32－向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－
【答案】D
二、考点突破
1、固态金属氧化物燃料电池
典例1（2018广东省揭阳市高三高考第一次模拟考试）在固态金属氧化物燃料电池中，以H2—CO混合气
2、体为燃料，基本原理如右图所示。下列说法不正确的是
A． Y极是原电池的正极，发生还原反应
B． 负极的电极反应式是：H2－2eˉ＋O2ˉ＝H2O CO－2eˉ＋O2ˉ＝ CO2
C． 总反应可表示为：H2＋CO＋O2 ＝ H2O＋CO2
D． 同温同压下两极消耗的气体的体积之比是1︰1
【答案】D
典例2（2018届河南省濮阳市高三第二次模拟考试）氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600~700℃)，具有效率高、噪音低、无污染、燃料多样、余热利用价值高等优点。氢氧熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是
A． 电池工作时，熔融碳酸盐只起到
3、导电的作用
B． 负极反应式为H2 -2e- +CO32-==CO2+H2O
C． 该电池可利用工厂中排出的CO2，减少温室气体的排放
D． 电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2
【答案】B
【解析】根据图示，在氢氧熔融碳酸盐燃料电池中，通入氢气的电极为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为H2 -2e- +CO32-==CO2+H2O，通入氧气的电极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为O2+2CO2+4e-= 2CO32-，总反应为：2 H2＋O2= 2H2O。A. 根据上述分析，电池工作时，熔融碳酸盐参与了电极反应，A错误；B. 负极发生氧化反应，电极
4、反应式为H2 -2e- +CO32-==CO2+H2O，故B正确；C. 根据总反应，该电池工作时没有消耗二氧化碳，不能减少温室气体的排放，C错误；D. 电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，消耗0.5mol氧气，质量为16 g O2，D错误。
3、质子膜燃料电池
典例3（2018届甘肃省兰州市高三第一次诊断性考试）科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如下图所示。下列说法不正确的是
A． 电极a为电池的负极
B． 电极b上发生的电极反应为：O2 +4H+ + 4e﹣=== 2H2O
C． 电路中每流过
5、4 mol电子，在正极消耗44.8 LH2S
D． 每17 g H2S参与反应，有1 mol H+经质子膜进入正极区
【答案】C
4、固体氧化物燃料电池
典例4如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700 -900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是
A． 电极甲发生还原反应
B． 电池内的O2-由电极乙移向电极甲
C． 电池总反应为N2H4 +2O2= 2NO +2H2O
D． 当甲电极上有lmol N2H4消耗时，乙电极上有
6、22.4L O2参与反应
【答案】B
5、新材料电池
典例5（2018届广东省佛山市普通高中教学质量检测二）新型液态金属Li-Sb电池具有优良的动力传输特性，工作原理如图所示，该电池的两极及电解液被分成3层(熔融Li和Sb可互溶)。下列说法正确的是
A． 电池放电时Li为正极
B． 将Li换成Na会提高该电池的比能量
C． 该电池充电时阳极金属的总质量不变
D． 在Sb电极中常掺入Pb，目的是降低该电池工作温度
【答案】D
【解析】电池放电时Li为负极，A项错误；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，将Li换成Na会降低该电池的比能量，B项错误；当电池放电时，上层的锂金属失去电子，成为锂离子，移到中层的盐层，而盐层中的锂离子，则会吸收电子，渐渐跑到铅锑混合物所在的最下层，若开始充电，最底层的锂金属会往上熔回盐层的过程中，熔融Li和Sb可互溶，故该电池充电时阳极金属的总质量发生改变，C项错误；将正极金属Sb和低熔点金属进行合金化来降低熔点，从而降低电池的工作温度，D项正确。
2022高考化学 难点剖析 专题44 非水电池讲解
