2015-2024年十年高考化學真題分類匯編專題40 化學電源-燃料電池(解析版)

2013-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題40化學電源——燃料電池考點十年考情(2015-2024）命題趨勢考點1燃料電池原理2021?山東卷、2020?新課標Ⅲ卷、2020?山東卷、2019?新課標Ⅰ卷、2015·全國卷Ⅰ、2015·江蘇卷燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)，由于燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能，能量轉(zhuǎn)化效率高，排放出的有害氣體極少，使用壽命長。從節(jié)約能源和保護生態(tài)環(huán)境的角度來看，有關燃料電池電極反應式也應運而生。本專題主要考查以燃料電池為載體，考查原電池正負極的判斷、電極反應式的書寫、電子或電流的方向及溶液pH的變化等?？键c2燃料電池綜合應用2021?河北卷、2020?江蘇卷考點1燃料電池原理1．(2021?山東卷，10)以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是()A．放電過程中，K+均向負極移動B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標準狀況下為11.2L【答案】C【解析】堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清潔燃料電池總反應為：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合價均為-2價，H元素化合價為+1價，所以根據(jù)氧化還原反應原理可推知其燃料電池的總反應為：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O。A項，放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯誤；B項，根據(jù)上述分析可知，N2H4-O2清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮氣和水，其總反應中未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應可知，KOH的物質(zhì)的量減小，B錯誤；C項，理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關，設消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量(物質(zhì)的量表達式)分別是：、、，通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；D項，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應式可知，消耗1molO2生成的氮氣的物質(zhì)的量為1mol，在標準狀況下為22.4L，D錯誤；故選C。2．(2020?新課標Ⅲ卷，12)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應：VB2+16OH-－11e－=VO43-+2B(OH)4-+4H2O，該電池工作時，下列說法錯誤的是()A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)O2參與反應B．正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-D．電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極【答案】B【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應生成VO43-和B(OH)4-，反應的電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應生成OH-，反應的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-。A項，當負極通過0.04mol電子時，正極也通過0.04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0.04mol電子消耗0.01mol氧氣，在標況下為0.224L，A正確；B項，反應過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH升高，負極消耗OH-使負極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯誤；C項，根據(jù)分析，電池的總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-，C正確；D項，電池中，電子由VB2電極經(jīng)負載流向復合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向為復合碳電極→負載→VB2電極→KOH溶液→復合碳電極，D正確；故選B。3．(2020?山東卷，10)微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是()A．負極反應為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時間后，正、負極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1【答案】B【解析】據(jù)圖可知a極上CH3COOˉ轉(zhuǎn)化為CO2和H+，C元素被氧化，所以a極為該原電池的負極，則b極為正極。A項，a極為負極，CH3COOˉ失電子被氧化成CO2和H+，結(jié)合電荷守恒可得電極反應式為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正確；B項，為了實現(xiàn)海水的淡化，模擬海水中的氯離子需要移向負極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極，即b極，則隔膜2為陽離子交換膜，故B錯誤；C項，當電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，根據(jù)電荷守恒可知，海水中會有1molClˉ移向負極，同時有1molNa+移向正極，即除去1molNaCl，質(zhì)量為58.5g，故C正確；D項，b極為正極，水溶液為酸性，所以氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應式為2H++2eˉ=H2↑，所以當轉(zhuǎn)移8mol電子時，正極產(chǎn)生4mol氣體，根據(jù)負極反應式可知負極產(chǎn)生2mol氣體，物質(zhì)的量之比為4：2=2：1，故D正確；故選B。4．(2019?新課標Ⅰ卷，12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區(qū)，氫化酶作用下發(fā)生反應H2+2MV2+=2H++2MV+C．正極區(qū)，固氮酶催化劑，N2發(fā)生還原反應生成NH3D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動【答案】B【解析】由生物燃料電池的示意圖可知，左室電極為燃料電池的負極，MV+在負極失電子發(fā)生氧化反應生成MV2+，電極反應式為MV+—e—=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應生成H+和MV+，反應的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+；右室電極為燃料電池的正極，MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應生成MV+，電極反應式為MV2++e—=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應生成NH3和MV2+，反應的方程式為N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，電池工作時，氫離子通過交換膜由負極向正極移動。A項，相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法選用酶作催化劑，條件溫和，同時利用MV+和MV2+的相互轉(zhuǎn)化，化學能轉(zhuǎn)化為電能，故可提供電能，故A正確；B項，左室為負極區(qū)，MV+在負極失電子發(fā)生氧化反應生成MV2+，電極反應式為MV+—e—=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應生成H+和MV+，反應的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+，故B錯誤；C項，右室為正極區(qū)，MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應生成MV+，電極反應式為MV2++e—=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應生成NH3和MV2+，故C正確；D項，電池工作時，氫離子(即質(zhì)子)通過交換膜由負極向正極移動，故D正確。故選B。5．(2015·全國卷Ⅰ，11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A【解析】根據(jù)碳元素的化合價的變化，二氧化碳中碳元素的化合價為最高價+4價，所以生成二氧化碳的反應為氧化反應，應在負極生成，其電極反應式應為C6H12O6+6H2O-24e-=24H++6CO2↑，A錯誤；在微生物的作用下，該裝置為原電池裝置，反應速率比化學反應速率快，所以微生物促進了反應的發(fā)生，B正確；原電池中陽離子(質(zhì)子)向正極移動，C正確；電池的總反應實質(zhì)是葡萄糖的氧化反應，D正確。6．(2015·江蘇卷，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是()A．反應CH4+H2O3H2+CO，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應為H2+2OH--2e-=2H2OC．電池工作時，CO32-向電極D．電極B上發(fā)生的電極反應為O2+2CO2+4e-=2CO32-【答案】D【解析】根據(jù)化學反應方程式，每有1mol甲烷參與反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol，A項錯誤；因為電解質(zhì)為熔融態(tài)的碳酸鹽，所以電極A上H2參與的電極反應式為H2-2e-+CO32-=H2O+CO2，B項錯誤；根據(jù)原電池工作原理，電極A是負極，電極B是正極，陰離子向負極移動，碳酸根離子向負極移動(A電極)，C項錯誤；電極B上氧氣得電子與二氧化碳結(jié)合生成碳酸根離子，因此電極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-，D項正確?？键c2燃料電池綜合應用1．(2021?河北卷，16節(jié)選)當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。(4)我國科學家研究Li—CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：①Li—CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學反應。研究表明，該電池反應產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2O42-Ⅱ.C2O42-=CO2+CO22-Ⅲ.__________Ⅳ.CO32-+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應方程式為_________。Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應進程中(H+被還原為H2的反應可同時發(fā)生)，相對能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序為_______(用a、b、c字母排序)?！敬鸢浮?4)①正極2CO22-+CO2=2CO32-+C②12CO2+18e-+4H2O=CH3CH2CH2OH+9CO32-c、b、a【解析】(4)①由題意知，Li-CO2電池的總反應式為：4Li+3CO2=2Li2CO3+C，CO2發(fā)生得電子的還原反應，則CO2作為電池的正極；CO2還原后與Li+結(jié)合成Li2CO3，按4個步驟進行，由步驟II可知生成了CO22-，而步驟IV需要CO32-參加反應，所以步驟III的離子方程式為：2CO22-+CO2=2CO32-+C；②I.CO2在堿性條件下得電子生成CH3CH2CH2OH，根據(jù)電子守恒和電荷守恒寫出電極反應式為：12CO2+18e-+4H2O=CH3CH2CH2OH+9CO32-；II.c催化劑條件下，CO2電還原的活化能小于H+電還原的活化能，更容易發(fā)生CO2的電還原；而催化劑a和b條件下，CO2電還原的活化能均大于H+電還原的活化能，相對來說，更易發(fā)生H+的電還原。其中a催化劑條件下，H+電還原的活化能比CO2電還原的活化能小的更多，發(fā)生H+電還原的可能性更大，因此反應從易到難的順序為c、b、a。2．(2020?江蘇卷，20節(jié)選)(2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。①電池負極電極反應式為_____________；放電過程中需補充的物質(zhì)A為_________(填化學式)。②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，其反應的離子方程式為_______________?！敬鸢浮?2)①HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=HCO3-+H2OH2SO4②2HCOOH+O2+2OHˉ=2HCO3-+2H2O或2HCOOˉ+O2=2HCO3-【解析】(2)①左側(cè)為負極，堿性環(huán)境中HCOOˉ失電子被氧化為HCO3-，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可得電極反應式為HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=HCO3-+H2O；電池放電過程中，鉀離子移向正極，即右側(cè)，根據(jù)圖示可知右側(cè)的陰離子為硫酸根，而隨著硫酸鉀不斷被排除，硫酸根逐漸減少，鐵離子和亞鐵離子進行循環(huán)，所以需要補充硫酸根，為增強氧氣的氧化性，溶液最好顯酸性，則物質(zhì)A為H2SO4；②根據(jù)裝置圖可知電池放電的本質(zhì)是HCOOH在堿性環(huán)境中被氧氣氧化為HCO3-，根據(jù)電子守恒和電荷守恒可得離子方程式為2HCOOH+O2+2OHˉ=2HCO3-+2H2O或2HCOOˉ+O2=2HCO3-。專題40化學電源——燃料電池考點十年考情(2015-2024）命題趨勢考點1燃料電池原理2021?山東卷、2020?新課標Ⅲ卷、2020?山東卷、2019?新課標Ⅰ卷、2015·全國卷Ⅰ、2015·江蘇卷燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)，由于燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能，能量轉(zhuǎn)化效率高，排放出的有害氣體極少，使用壽命長。從節(jié)約能源和保護生態(tài)環(huán)境的角度來看，有關燃料電池電極反應式也應運而生。本專題主要考查以燃料電池為載體，考查原電池正負極的判斷、電極反應式的書寫、電子或電流的方向及溶液pH的變化等?？键c2燃料電池綜合應用2021?河北卷、2020?江蘇卷考點1燃料電池原理1．(2021?山東卷，10)以KOH溶液為離子導體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說法正確的是()A．放電過程中，K+均向負極移動B．放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大D．消耗1molO2時，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標準狀況下為11.2L【答案】C【解析】堿性環(huán)境下，甲醇燃料電池總反應為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；N2H4-O2清潔燃料電池總反應為：N2H4+O2=N2+2H2O；偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C和N的化合價均為-2價，H元素化合價為+1價，所以根據(jù)氧化還原反應原理可推知其燃料電池的總反應為：(CH3)2NNH2+4O2+4KOH=2K2CO3+N2+6H2O。A項，放電過程為原電池工作原理，所以鉀離子均向正極移動，A錯誤；B項，根據(jù)上述分析可知，N2H4-O2清潔燃料電池的產(chǎn)物為氮氣和水，其總反應中未消耗KOH，所以KOH的物質(zhì)的量不變，其他兩種燃料電池根據(jù)總反應可知，KOH的物質(zhì)的量減小，B錯誤；C項，理論放電量與燃料的物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)移電子數(shù)有關，設消耗燃料的質(zhì)量均為mg，則甲醇、N2H4和(CH3)2NNH2放電量(物質(zhì)的量表達式)分別是：、、，通過比較可知(CH3)2NNH2理論放電量最大，C正確；D項，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒和總反應式可知，消耗1molO2生成的氮氣的物質(zhì)的量為1mol，在標準狀況下為22.4L，D錯誤；故選C。2．(2020?新課標Ⅲ卷，12)一種高性能的堿性硼化釩(VB2)—空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應：VB2+16OH-－11e－=VO43-+2B(OH)4-+4H2O，該電池工作時，下列說法錯誤的是()A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L(標準狀況)O2參與反應B．正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-D．電流由復合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復合碳電極【答案】B【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應生成VO43-和B(OH)4-，反應的電極方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應生成OH-，反應的電極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應方程式為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-。A項，當負極通過0.04mol電子時，正極也通過0.04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0.04mol電子消耗0.01mol氧氣，在標況下為0.224L，A正確；B項，反應過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH升高，負極消耗OH-使負極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯誤；C項，根據(jù)分析，電池的總反應為4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-，C正確；D項，電池中，電子由VB2電極經(jīng)負載流向復合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向為復合碳電極→負載→VB2電極→KOH溶液→復合碳電極，D正確；故選B。3．(2020?山東卷，10)微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機廢水(以含CH3COO-的溶液為例)。下列說法錯誤的是()A．負極反應為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時間后，正、負極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2：1【答案】B【解析】據(jù)圖可知a極上CH3COOˉ轉(zhuǎn)化為CO2和H+，C元素被氧化，所以a極為該原電池的負極，則b極為正極。A項，a極為負極，CH3COOˉ失電子被氧化成CO2和H+，結(jié)合電荷守恒可得電極反應式為CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A正確；B項，為了實現(xiàn)海水的淡化，模擬海水中的氯離子需要移向負極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極，即b極，則隔膜2為陽離子交換膜，故B錯誤；C項，當電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，根據(jù)電荷守恒可知，海水中會有1molClˉ移向負極，同時有1molNa+移向正極，即除去1molNaCl，質(zhì)量為58.5g，故C正確；D項，b極為正極，水溶液為酸性，所以氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應式為2H++2eˉ=H2↑，所以當轉(zhuǎn)移8mol電子時，正極產(chǎn)生4mol氣體，根據(jù)負極反應式可知負極產(chǎn)生2mol氣體，物質(zhì)的量之比為4：2=2：1，故D正確；故選B。4．(2019?新課標Ⅰ卷，12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區(qū)，氫化酶作用下發(fā)生反應H2+2MV2+=2H++2MV+C．正極區(qū)，固氮酶催化劑，N2發(fā)生還原反應生成NH3D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動【答案】B【解析】由生物燃料電池的示意圖可知，左室電極為燃料電池的負極，MV+在負極失電子發(fā)生氧化反應生成MV2+，電極反應式為MV+—e—=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應生成H+和MV+，反應的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+；右室電極為燃料電池的正極，MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應生成MV+，電極反應式為MV2++e—=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應生成NH3和MV2+，反應的方程式為N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，電池工作時，氫離子通過交換膜由負極向正極移動。A項，相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法選用酶作催化劑，條件溫和，同時利用MV+和MV2+的相互轉(zhuǎn)化，化學能轉(zhuǎn)化為電能，故可提供電能，故A正確；B項，左室為負極區(qū)，MV+在負極失電子發(fā)生氧化反應生成MV2+，電極反應式為MV+—e—=MV2+，放電生成的MV2+在氫化酶的作用下與H2反應生成H+和MV+，反應的方程式為H2+2MV2+=2H++2MV+，故B錯誤；C項，右室為正極區(qū)，MV2+在正極得電子發(fā)生還原反應生成MV+，電極反應式為MV2++e—=MV+，放電生成的MV+與N2在固氮酶的作用下反應生成NH3和MV2+，故C正確；D項，電池工作時，氫離子(即質(zhì)子)通過交換膜由負極向正極移動，故D正確。故選B。5．(2015·全國卷Ⅰ，11)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A【解析】根據(jù)碳元素的化合價的變化，二氧化碳中碳元素的化合價為最高價+4價，所以生成二氧化碳的反應為氧化反應，應在負極生成，其電極反應式應為C6H12O6+6H2O-24e-=24H++6CO2↑，A錯誤；在微生物的作用下，該裝置為原電池裝置，反應速率比化學反應速率快，所以微生物促進了反應的發(fā)生，B正確；原電池中陽離子(質(zhì)子)向正極移動，C正確；電池的總反應實質(zhì)是葡萄糖的氧化反應，D正確。6．(2015·江蘇卷，10)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是()A．反應CH4+H2O3H2+CO，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應為H2+2OH--2e-=2H2OC．電池工作時，CO32-向電極D．電極B上發(fā)生的電極反應為O2+2CO2+4e-=2CO32-【答案】D【解析】根據(jù)化學反應方程式，每有1mol甲烷參與反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol，A項錯誤；因為電解質(zhì)為熔融態(tài)的碳酸鹽，所以電極A上H2參與的電極反應式為H2-2e-+CO32-=H2O+CO2，B項錯誤；根據(jù)原電池工作原理，電極A是負極，電極B是正極，陰離子向負極移動，碳酸根離子向負極移動(A電極)，C項錯誤；電極B上氧氣得電子與二氧化碳結(jié)合生成碳酸根離子，因此電極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-，D項正確?？键c2燃料電池綜合應用1．(2021?河北卷，16節(jié)選)當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。(4)我國科學家研究Li—CO2電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：①Li—CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在___(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學反應。研究表明，該電池反應產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2+2e-=C2O42-Ⅱ.C2O42-=CO2+CO22-Ⅲ.__________Ⅳ.CO32-+2Li+=Li2CO3②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學還原。Ⅰ.CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應方程式為_________。Ⅱ.在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑(a、b、c)上CO2電還原為CO的反應進程中(H+被還原為H2的反應可同時發(fā)生)，相對能量變化如圖.由此判斷，CO2電還原為CO從易到難的順序為_______(用a、b、c字母排序)?！敬鸢浮?4)