
1.(2024·江蘇卷)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH,電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )A.電池工作時,MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作時,OH-通過隔膜向正極移動C.環(huán)境溫度過低,不利于電池放電D.反應(yīng)中每生成1 ml MnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×1023
解析:Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O,MnO2為正極,電極反應(yīng)式為MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-。電池工作時,MnO2為正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),A錯誤;電池工作時,OH-通過隔膜向負(fù)極移動,B錯誤;環(huán)境溫度過低,化學(xué)反應(yīng)速率下降,不利于電池放電,C正確;由電極反應(yīng)式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-可知,反應(yīng)中每生成1 ml MnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×1023,D錯誤。
解析:酸性鋅錳干電池,鋅筒為負(fù)極,石墨電極為正極,負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)Zn-2e-===Zn2+,A錯誤,D正確;原電池工作時,陽離子向正極(石墨電極)方向移動,B錯誤;MnO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng),C錯誤。
3.(2024·新課標(biāo)卷)一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示,通過CuO催化消耗血糖發(fā)電,從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn),電池啟動。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn),電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計)
電池工作時,下列敘述錯誤的是( )A.電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O2===2C6H12O7B.b電極上CuO通過Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用C.消耗18 mg葡萄糖,理論上a電極有0.4 mml電子流入D.兩電極間血液中的Na+在電場驅(qū)動下的遷移方向為b→a
解析:由題中信息可知,當(dāng)電池開始工作時,a電極為電池正極,血液中的O2在a電極上得電子生成OH-,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-;b電極為電池負(fù)極,Cu2O在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO,電極反應(yīng)式為Cu2O-2e-+2OH-===2CuO+H2O,然后葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸,CuO被還原為Cu2O,則電池總反應(yīng)為2C6H12O6+O2===2C6H12O7;根據(jù)反應(yīng)2C6H12O6+O2===2C6H12O7可知,1 ml C6H12O6參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移2 ml電子,18 mg C6H12O6的物質(zhì)的量為0.1 mml,則消耗18 mg葡萄糖時,理論上a電極有0.2 mml電子流入,C錯誤。
4.(2023·廣東卷)負(fù)載有Pt和Ag的活性炭,可選擇性去除Cl-實現(xiàn)廢酸的純化,其工作原理如圖。下列說法正確的是( )A.Ag作原電池正極B.電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC.Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng):O2+2H2O+4e-===4OH-D.每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L的O2,最多去除1 ml Cl-
解析:O2在Pt極得電子發(fā)生還原反應(yīng),Pt為正極,Ag失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),Ag為負(fù)極,A錯誤;溶液為酸性,故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-===2H2O,C錯誤;每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L的O2,轉(zhuǎn)移電子2 ml,此時有2 ml Ag轉(zhuǎn)化為Ag+,故最多去除2 ml Cl-,D錯誤。
5.(2023·海南卷)利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池,如圖所示。下列說法正確的是( )A.b電極為電池正極B.電池工作時,海水中的Na+向a電極移動C.電池工作時,緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強堿性D.每消耗1 kg Al,電池最多向外提供37 ml電子的電量
解析:根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知,Zn為電池的負(fù)極,MnO2為電池的正極,陽離子向正極移動,A錯誤。
解析:由題意可知,放電時硫電極得電子,硫電極為原電池正極,鈉電極為原電池負(fù)極。充電時為電解池裝置,陽離子移向陰極,即鈉電極,故充電時,Na+由硫電極遷移至鈉電極,A錯誤。
9.(2022·遼寧高考)某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是( )A.放電時負(fù)極反應(yīng):Na3Ti2(PO4)3-2e-===NaTi2(PO4)3+2Na+B.放電時Cl-透過多孔活性炭電極向CCl4中遷移C.放電時每轉(zhuǎn)移1 ml電子,理論上CCl4吸收0.5 ml Cl2D.充電過程中,NaCl溶液濃度增大
解析:放電時負(fù)極反應(yīng):Na3Ti2(PO4)3-2e-===NaTi2(PO4)3+2Na+,正極反應(yīng):Cl2+2e-===2Cl-,消耗氯氣,故A正確;放電時,陰離子移向負(fù)極,放電時Cl-透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移,故B錯誤;放電時每轉(zhuǎn)移1 ml電子,正極:Cl2+2e-===2Cl-,理論上CCl4釋放0.5 ml Cl2,故C錯誤;充電過程中,陽極:2Cl--2e-===Cl2,消耗氯離子,NaCl溶液濃度減小,故D錯誤。
1.(2024·廣東六校高三第二次聯(lián)考)貯備電池是日常將電池的一種組成部分(如電解質(zhì)溶液)與其他部分隔離備用,使用時可迅速被激活并提供足量電能。Mg-AgCl電池是一種可被海水激活的貯備電池,電池放電時,下列說法不正確的是( )A.海水作電解質(zhì)溶液B.Mg作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)C.正極反應(yīng)為AgCl+e-===Cl-+AgD.Cl-由負(fù)極向正極遷移
解析:原電池工作時,陰離子向負(fù)極移動,故Cl-由正極向負(fù)極遷移,D錯誤。
2.(2024·長春市高三質(zhì)量監(jiān)測)科學(xué)家設(shè)想利用圖示裝置進行CO2的固定,同時產(chǎn)生電能。該裝置工作時,生成的C附著在電極上。下列說法錯誤的是( )A.多孔催化劑電極為正極,放電時發(fā)生還原反應(yīng)B.采用多孔催化劑電極有利于CO2擴散到電極表面C.導(dǎo)線中流過2 ml e-,理論上就有2 ml Li+由負(fù)極區(qū)進入正極區(qū)D.負(fù)極區(qū)可以選用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液
解析:Li能與水反應(yīng)生成LiOH和H2,負(fù)極區(qū)不能選用LiCl水溶液作電解質(zhì)溶液,D錯誤。
3.(2024·海南省??谑懈呷荒?H2是重要的燃料,可將其設(shè)計成燃料電池,原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是( )A.該電池可將化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能B.該電池工作時,電子由b電極經(jīng)外電路流向a電極C.a(chǎn)電極的電極反應(yīng)式為H2-2e-+O2-===H2OD.該電池工作時,當(dāng)外電路中有0.1 ml e-通過時,b極消耗0.56 L O2
解析:由示意圖可知,a極通入H2,發(fā)生氧化反應(yīng),b極通入O2,發(fā)生還原反應(yīng),則a為負(fù)極,b為正極。電池工作時,主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,但也有其他形式的能量變化,如熱能,A錯誤;該電池工作時,電子由負(fù)極a經(jīng)外電路流向正極b,B錯誤;b極的電極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2-,每消耗1 ml O2轉(zhuǎn)移4 ml電子,則當(dāng)外電路中有0.1 ml e-通過時,b極消耗0.025 ml O2,由于沒有指明是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,則其體積不一定是0.56 L,D錯誤。
4.(2024·北京市石景山區(qū)高三一模)以氨為燃料的固體氧化物燃料電池(SOFC)具有廣闊的應(yīng)用前景,一種氧離子導(dǎo)電SOFC的工作原理如圖所示(NH3在催化劑作用下先分解為N2和H2)。下列說法不正確的是( )A.H2在負(fù)極放電B.正極的電極反應(yīng):O2+4e-===2O2-C.外電路轉(zhuǎn)移6 ml e-,理論上生成4 ml H2OD.O2-向負(fù)極移動
解析:由題圖可知,NH3在催化劑作用下先分解為N2和H2,H2在負(fù)極失電子生成H2O,故A正確;由題圖可知,O2在正極得電子生成O2-,電極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2-,故B正確;H2在負(fù)極失電子生成H2O,電極反應(yīng)式為H2-2e-+O2-===H2O,外電路轉(zhuǎn)移6 ml e-,理論上生成3 ml H2O,故C錯誤;原電池中陰離子向負(fù)極移動,則O2-向負(fù)極移動,故D正確。
5.(2024·廣東省河源中學(xué)高三調(diào)研)銀鋁電池具有能量密度高的優(yōu)點,電池裝置如圖所示,電池放電時的反應(yīng)為2Al+3AgO(氧化高銀)+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]+3Ag。下列說法正確的是( )A.Al電極的電勢比AgO電極的高B.正極電極反應(yīng)式為AgO+2e-+2H+===Ag+H2OC.陽離子交換膜允許陽離子和電子通過D.當(dāng)導(dǎo)線中通過0.3 ml電子時,負(fù)極區(qū)溶液質(zhì)量減小4.2 g
解析:金屬鋁是負(fù)極,正極的電勢高于負(fù)極,因此Al電極的電勢比AgO電極的低,A錯誤;溶液顯堿性,正極反應(yīng)式為AgO+2e-+H2O===Ag+2OH-,B錯誤;電子不能通過溶液和陽離子交換膜,C錯誤;負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-===[Al(OH)4]-,當(dāng)導(dǎo)線中通過0.3 ml電子時,消耗2.7 g鋁,同時溶液中有0.3 ml Na+移到正極區(qū),所以負(fù)極區(qū)溶液質(zhì)量減少0.3 ml×23 g·ml-1-2.7 g=4.2 g,D正確。
7.(2024·陜西師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)科學(xué)家研制出一種新型短路膜化學(xué)電池,利用這種電池可以消除空氣中的CO2,該裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是( )A.短路膜和常見的離子交換膜不同,它既能傳遞離子還可以傳遞電子B.當(dāng)負(fù)極生成1 ml CO2時,理論上需要轉(zhuǎn)移1 ml電子C.負(fù)極反應(yīng)為H2+2OH--2e-===2H2OD.當(dāng)反應(yīng)消耗22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2時,理論上需要轉(zhuǎn)移4 ml電子
解析:由上圖可知,A、C正確;正極CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,故正極區(qū)溶液的pH減小,B正確;每生成1 ml甲酸,轉(zhuǎn)移2 ml e-,雙極膜處解離2 ml H2O,D錯誤。
10.(2024·吉林、黑龍江高考適應(yīng)性測試)如圖,b為H+/H2標(biāo)準(zhǔn)氫電極,可發(fā)生還原反應(yīng)(2H++2e-===H2↑)或氧化反應(yīng)(H2-2e-===2H+),a、c分別為AgCl/Ag、AgI/Ag電極。實驗發(fā)現(xiàn):1與2相連a電極質(zhì)量減小,2與3相連c電極質(zhì)量增大。下列說法正確的是( )A.1與2相連,鹽橋1中陽離子向b電極移動B.2與3相連,電池反應(yīng)為2Ag+2I-+2H+===2AgI+H2↑C.1與3相連,a電極減小的質(zhì)量等于c電極增大的質(zhì)量D.1與2、2與3相連,b電極均為e-流出極
解析:1與2相連,左側(cè)兩池構(gòu)成原電池,a電極質(zhì)量減小,AgCl轉(zhuǎn)化為Ag,說明a為正極,b為負(fù)極,b極反應(yīng)為H2-2e-===2H+,1與2相連,鹽橋1中陽離子向a電極移動,A錯誤;2與3相連,右側(cè)兩池構(gòu)成原電池,c電極質(zhì)量增大,Ag轉(zhuǎn)化為AgI,說明c為負(fù)極,b為正極,生成氫氣,電池反應(yīng)為2Ag+2I-+2H+===2AgI+H2↑,B正確;由上述分析可知1與3相連時,a極為正極,AgCl轉(zhuǎn)化為Ag,a極質(zhì)量減小,c極為負(fù)極,Ag轉(zhuǎn)化為AgI,c極質(zhì)量增加,但a電極減小的質(zhì)量小于c電極增大的質(zhì)量,C錯誤;1與2相連,b為負(fù)極,b電極為e-流出極;2與3相連,c為負(fù)極,c電極為e-流出極,D錯誤。
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