1、选择题  氢氧燃料电池已用于航天飞机。以硫酸溶液为电解质溶液，电子经外电路、质子经内电路到达另一电极后发生电极反应，这种电池在使用时的电极反应如下：
2H2 - 4e- = 4H+? O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
下列说法不正确的是

A．右电极为电池正极，b处通入的物质是氧气
B．左电极为电池负极，a处通入的物质是氧气
C．供电时的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O
D．H2在负极发生氧化反应

参考答案：B

本题解析：通过电子的流动方向，可推知左电极为电池负极，a处通入的物质是氢气，右电极为电池正极，b处通入的物质是氧气，总反应就是2H2 + O2 = 2H2O，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。故错误的是B

本题难度：一般

2、填空题  (9分)下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

（1）N的电极反应式为 ：
乙池的总化学方程式是                                              ，
加入甲烷的铂电极的电极反应式为                                    。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4．32g时，甲池中理论上消耗氧气为      L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为200mL，则乙池中溶液的H+的浓度为         。

参考答案：（1）4OH--4e-=O2↑+2H2O（1分）；
4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+2O2↑(2分)；
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O(2分)
（2）0．224(2分)；0．2mol/L(2分)

本题解析：（1）甲池是以氢氧化钾溶液为电解液的甲烷燃料电池，通入甲烷的一极为原电池的负极，电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为：O2 + 2H2O + 4e-=4OH-；乙池为电解池，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，N连接原电池的正极，为电解池的阳极，应为石墨材料，N为阳极，电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O，M为阴极，电极反应式为Ag++e-=Ag，电解的总反应为：4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+2O2↑；（2）n（Ag）=0.04mol，根据Ag++e-=Ag可知转移电子为0.04mol，甲池中通入氧气的一极为正极，电极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，则消耗n（O2）=0.01mol，
V（O2）=0.224L；根据反应4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+2O2↑知，n（H+）=n（HNO3）=0.04mol，又溶液的体积为200mL，则c（H+）=0．2mol/L。
考点：考查原电池原理、燃料电池及电解原理的应用。

本题难度：困难

3、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

4、填空题  (11分)右图为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。电池总反应为2CH3OH＋3O22CO2＋4H2O。（已知甲醇的标准燃烧热为-725.76kJ ·mol-1）


（1）该装置中?（填a或b）为电池的负极，其电极反应为?。
（2）已知任何反应都具有一定的可逆性。该甲醇质子交换膜燃料电池在实际工作中，各反应物、生成物均以气态的形式存在且反应也具有一定可逆性，即其反应原理可表示为2CH3OH（g）＋3O2（g） 2CO2（g）＋4H2O（g），试写出该条件下反应的平衡常数表达式K=?； 在电脑的使用过程中，电池的温度往往因为各种原因会升高，试判断温度升高时该反应的平衡常K将 ?（填增大、减小、不变），其反应的正反应速率将?（填增大、减小、不变）；逆反应速率将?（填增大、减小、不变）；温度升高?（填有利或不利于）电池将化学能转化为电能。
（3）又已知在该条件下H2O（l）=H2O（g）ΔH=+akJ·mol-1；CH3OH(l)= CH3OH(g) ΔH=+b kJ·mol-1。若常温下一定量的甲醇完全燃烧生成液态水释放出了1451.52 kJ的能量，则等质量的甲醇利用图示装置理论上可提供?mol电子的电量。

参考答案：

本题解析：略

本题难度：一般

5、选择题  微生物燃料电池简称MFC，是一种新型的燃料电池，它是以微生物作催化剂，以有机废水为燃料，将有机废水中的化学能直接转化为电能的一种装置．重庆大学工程热物理研究所在实验室中构建了一种“H”型微生物燃料电池，实验装置图如图1所示，总反应为2CH3COOK+4H2O+8K2S2O8═4CO2↑+7H2SO4+9K2SO4．研究表明，电池电压的高低受到多样因素的影响，并且实验中发现，在其他条件不变的情况下降低K2S2O8溶液的pH，电池所提供的电压会上升，如图2所示．下列推断肯定错误的是（　　）

A．正极反应：S2O82-+2e-═2SO42-
B．负极附近电解质溶液pH会降低
C．增大CH3COOK的浓度一定不会有利于提高电池的电压
D．降低K2S2O8溶液中pH，电压会上升的原因可能是c（H+）增大使得S2O82-的氧化性增强，从而提高了电池的整体性能

参考答案：A．K2S2O8被还原生成SO42-，应为电池的正极，正极反应式为S2O82-+2e-═2SO42-，故A正确；
B．负极反应式为2CH3COO--16e-+6H2O=4CO2+18H+，H+浓度增大，负极附近电解质溶液pH会降低，故B正确；
C．CH3COO-水解呈碱性，增大CH3COOK的浓度，溶液碱性增强，从pH上可能与图2不符，但如CH3COOK的浓度过低，原电池放电效率低，电压肯定低，故C错误；
D．在酸性条件下S2O82-氧化性增强，有利于电池放电，提高了电池的整体性能，故D正确．
故选C．

本题解析：

本题难度：简单