高三化学化学能与电能专题2009年14道高考题答案详解和要点提示.docVIP

1.(江苏化学卷第12题，4分)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是 A．该电池能够在高温下工作 B．电池的负极反应为：C6H12O6+6H2O-24e- =6CO2 ↑+24H+ C．放电过程中，H+从正极区向负极区迁移 D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 1．答案：B 详解：高温条件下微生物（蛋白质受热变性）会变性，A错；根据图示：葡萄糖（碳元素0价）在微生物作用下生成二氧化碳（碳元素+4价），碳元素化合价升高，发生氧化反应，原电池的负极失电子发生氧化反应，所以发生该反应的电极是负极，题中采用质子交换膜，说明有H+通过交换膜，根据氧化还原反应的电荷守恒原理，葡萄糖失去电子产生二氧化碳的同时产生H+，C6H12O66CO2 ↑+24H+ ，负极电极反应式为：C6H12O6+6H2O-24e- =6CO2 ↑+24H+ ，B对；原电池内部阳离子应向正极移动，并在正极发生电极反应：6O2+24e-+24H+=12H2O，C错；葡萄糖燃烧的化学方程式：C6H12O6+6O2→6CO2 ↑+6H2O, 消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错。 要点1：葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的总反应式为：C6H12O6+6O2→6CO2 ↑+6H2O 要点2：正负极反应式书写注意事项：负极发生氧化反应，正极发生还原反应；负极失电子数等于正极的得电子数；正负极酸碱性符合题给的信息，体现电池反应的真实性、合理性、科学性。 本题的负极主要反应为：C6H12O6→6CO2 ↑，电极反应式两种可能：C6H12O6+6H2O-24e- =6CO2 ↑+24H+（I），C6H12O6-24e- +36OH-=6CO ↑+24H2O（II），题给信息质子交换膜允许H+通过，葡萄糖燃烧产生二氧化碳而不是以碳酸根的形式存在，I式正确、II式错误。 本题的正极反应主要为：6O2→12H2O, 电极反应式两种可能：6O2+24e-+24H+=12H2O （I）；6O2+24e-+12H2O =24OH-（II），题给信息质子交换膜允许H+通过，H+通过交换膜向电聚集的正极移动，并发生I式的电极反应，I式正确、II式错误。 要点3：微粒移动方向：电子从原电池的负极出发经过用电器流向原电池的正极；电解质溶液中的阳离子或负极产生的阳离子流向原电池的正极。 要点4：VS.T.P=n×Vm=22.4n 2.（广东化学卷第14题，4分）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 2．答案：A 解：无论是NaOH还是NaCl，在正极上都是O2得到电子被还原，A正确；生成的Al（OH）3是两性氢氧化物，在碱溶液中发生反应生成AlOB错误；生成的Al（OH）3与NaOH反应生成NaAlO2，消耗电解质中的NaOH，使pH减少，C错误；原电池中，电子在外电路的负极流向正极，D错误。）、中性分子[ CO2 、Al(OH)3 ]等微粒；强酸性溶液中不能存在阴离子（HCO、AlO）、中性分子[ Al(OH)3 ]等微粒。 要点2：电极附近溶液pH变化判断：电极反应消耗H+或产生OH-电极附近溶液的pH增大；反之pH减小。 要点3：电解质溶液pH变化判断：看原电池总反应式消耗H+或产生OH-电解质溶液的pH增大；反之pH减小。 要点4：铝-空气燃料电池，以NaCl溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极铝-空气燃料电池，以NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极+8H2O ，正极反应式：3O2+12e- +6H2O=12OH-， 总反应式：4Al+3O2+4NaOH=4 NaAlO2+2H2O 。 要点6：微粒移动方向：电子从负极流向正极，原电池中的阳离子流向正极，阴离子流向负极。 3．（上海化学卷第13题，3分）右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是 A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是： D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 3．答案：B 解a为中性环境，发生吸氧腐蚀，氧气被消耗，气体压强减小；b中酸性较强，发生析氢腐蚀，有氢气放出，气体压强增大，所以红墨