压下的体积比为2:1,C错误;由上述分析知左池产生H,右池消耗H,则离子交换膜为质子交换膜,H向正极移动,即H从左池移向右池,D正确。
11.[2019·安阳模拟]
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镁燃料电池作为一种高能化学电源,具有比能量高、使用安全方便、成本低、燃料易于贮运、污染小等特点,拥有良好的应用前景。如图是镁燃料电池的一种原理图,该装置为圆筒状,其中心为镁柱,圆筒为可透气的导电材料。下列有关该镁燃料电池的叙述正确的是( )
A.该电池的总反应为2Mg+O2===2MgO B.反应生成O2,该离子由正极移向负极 C.Cl在负极失去电子生成Cl2
D.正极反应式为O2+2H2O+4e===4OH 答案:D
解析:负极电极反应式为Mg-2e===Mg2,电解质为氯化钠溶液,正极反应式为O2+2H2O+4e===4OH,因此电池总反应为2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2,故A错误;根据上述分析,没有O2产生,故B错误;在负极镁失去电子,故C错误;根据A的分析,故D正确。
12.用单质铁去除酸性水体中NO3的原理如图所示,下列说法错误的是( )
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A.能量转化形式主要为化学能转化为电能 B.电极材料分别为Fe和Fe3O4
C.负极反应为NO3+8e+10H===NH4+3H2O
D.该原理的总反应可表示为NO3+3Fe+2H+H2O===NH4+Fe3O4 答案:C
解析:此为原电池,其能量转化形式主要为化学能转化为电能,故A正确;由图示可知负极为Fe,正极材料为Fe3O4,故B正确;负极发生失电子的氧化反应,故C错误;该原电池的总反应可表示为NO3+3Fe+2H+H2O===NH4+Fe3O4,故D正确。
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13.[2019·河南漯河高中模拟]
普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2,溶液呈碱性。根据这一特点科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间,此法的原理如图所示,反应的总方程式为2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag。下列有关说法正确的是( )
A.装置中电流方向由Cu经导线到Ag2O B.测量原理示意图中,Ag2O为负极
C.负极的电极反应式为2Cu+2OH-2e===Cu2O+H2O D.电池工作时,OH向正极移动 答案:C
解析:由电池总反应可知,Cu发生氧化反应,则Cu极是负极,Ag2O/Ag极是正极,原电池中电流由正极经导线流向负极,故电流是由Ag2O/Ag极流向Cu极,A错误;由A项分析可知,Ag2O/Ag极为正极,B错误;负极上Cu失电子被氧化生成Cu2O,电极反应式为2Cu+2OH-2e===Cu2O+H2O,C正确;电池工作时,阴离子向负极移动,故OH向Cu电极移动,D错误。
14.一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法正确的是( )
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A.镀铂导电玻璃的作用是传递I
B.电池工作时,光能转变为电能,X为电池的正极 C.电解质溶液中发生反应:2Ru3+3I===2Ru2+I3 D.电池的电解质溶液中I和I3的浓度均不断减小 答案:C
解析:由图中电子的移动方向可知,电极X为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应为2Ru2-2e===2Ru3,电极Y为原电池的正极,电解质为I3和I的混合物,I3在正极上得电子被还原,正极反应为I3+2e===3I。电池工作时,Y电极为原电池的正极,发生还原反应,则镀铂导电玻璃的作用是作正极材料,A错误;由图中电子的移动方向可知,电极X为
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原电池的负极,B错误;电池工作时,负极反应为2Ru2-2e===2Ru3,正极反应为I3+2e
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===3I,又Ru2和Ru3,I3和I相互转化,所以电解质溶液中发生2Ru3+3I===2Ru2+I3,
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C正确;由电池中发生的反应可知,I3在正极上得电子被还原为I,后又被氧化为I3,I3和I
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相互转化,反应的实质是光敏有机物在激发态与基态的相互转化,所有化学物质都没有被损
耗,故D错误。
15.用FeS2纳米材料制成的高容量锂电池,电极分别是二硫化亚铁和金属锂,电解液中含锂盐和有机溶剂。下列说法错误的是( )
A.金属锂作电池的负极
B.电池正极反应为FeS2+4Li+4e===Fe+2Li2S C.放电时,Li向负极迁移
D.电池总反应为FeS2+4Li===Fe+2Li2S 答案:C
解析:金属锂是活泼金属,作电池的负极,A正确;电池正极是二硫化亚铁得到电子,发生还原反应,电极反应为FeS2+4Li+4e===Fe+2Li2S,B正确;放电时,Li向正极迁移,C错误;根据以上分析可知电池总反应为FeS2+4Li===Fe+2Li2S,D正确。
16.[2019·陕西榆林模拟]热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca===CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是( )
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A.钙电极为正极
B.放电过程中,Li向负极移动
C.每转移0.2 mol电子,理论上生成20.7 g Pb D.电池工作一段时间后,正极质量增加 答案:C
解析:由电池总反应可知,Ca发生失电子的氧化反应生成CaCl2,则钙电极是负极,A错误;放电过程中,阳离子向正极移动,则Li向硫酸铅电极移动,B错误;正极上PbSO4得电子被还原生成Pb,则转移0.2 mol电子时生成0.1 mol Pb,其质量为20.7 g,C正确;PbSO4是正极,电池工作时,PbSO4被还原生成Pb,正极质量减小,D错误。
17.[2019·山东枣庄模拟]可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性,
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放电充电
在充电和放电时,其电池反应为Mg+2MnF3( )
A.放电时,镁为负极材料
2MnF2+MgF2。下列说法不正确的是
B.放电时,电子从镁极流出,经电解质溶液流向正极 C.充电时,阳极的电极反应式为MnF2+F-e===MnF3 D.充电时,外加直流电源的负极应与原电池的Mg极相连 答案:B
解析:放电时,Mg被氧化生成MgF2,则镁为负极材料,A正确;放电时,电子从负极流出经导线流向正极,电子不进入电解质溶液,B错误;充电时,MnF2在阳极上发生氧化反应生成MnF3,电极反应式为MnF2+F-e===MnF3,C正确;充电时,外加直流电源的负极要与原电池的负极相连,即与镁极相连,D正确。
18.[2019·四川遂宁诊断]我国科研团队在“可充室温钠-二氧化碳电池”的研究中取得突破进展,该电池放电时工作情况如图所示。下列说法错误的是( )
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A.金属钠为电池的负极
B.放电时,电解液中Na向碳电极移动
C.充电时,碳电极发生的反应为4Na+3CO2+4e===2Na2CO3+C D.放电时,每转移2 mol电子,消耗标准状况下的CO2 33.6 L 答案:C
解析:由图可知,电池放电时钠被氧化生成Na,则钠为负极,碳电极为正极,A正确;放电时,该装置为原电池,阳离子向正极移动,则电解液中Na向碳电极移动,B正确;充电时,该装置为电解池,碳电极上发生氧化反应,电极反应式为2Na2CO3+C-4e===4Na+3CO2↑,C错误;放电时,正极反应式为4Na+3CO2+4e===2Na2CO3+C,则转移2 mol电子时,消耗1.5 mol CO2,在标准状况下的体积为1.5 mol×22.4 L·mol1=33.6 L,D正确。
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课时测评?
1.设计如图所示的装置研究电化学原理,下列叙述错误的是( ) A.a和b不连接时,只锌片上有气泡逸出,锌片逐渐溶解 B.a和b用导线连接时,H从铜片上获得锌失去的电子 C.无论a和b是否用导线连接,装置中所涉及的化学反应都相同 D.无论a和b是否用导线连接,装置中都存在化学能转变为电能的过程 答案:D
解析:a和b不连接,未构成原电池,锌片与稀硫酸反应,Zn+2H===Zn2+H2↑,锌片上产生氢气,锌片逐渐溶解,A正确;a和b用导线连接,构成原电池,锌作负极,铜作正极,根据原电池工作原理,H在铜片上得到锌失去的电子,转化成氢气,B正确;是否连接,都发生反应Zn+2H===Zn2+H2↑,C正确;a和b连接,构成原电池,是化学能转化成电能的过程,a和b不连接,不构成原电池,没有电流产生,D错误。
2.[2019·黑龙江双鸭山模拟]反应Cu(s)+2Ag(aq)===Cu2(aq)+2Ag(s)设计成如图所示原电池,下列叙述正确的是( )
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A.盐桥(饱和KNO3-琼脂)中的K移向Cu(NO3)2溶液 B.Ag作负极,Cu作正极
C.工作一段时间后,溶液中c(Cu2)增大 D.取出盐桥后,电流计的指针依然发生偏转 答案:C
解析:由电池总反应可知,Cu失电子被氧化生成Cu2,则Cu为负极,Ag为正极,盐桥中阳离子向正极移动,则K移向AgNO3溶液,A、B错误;负极反应式为Cu-2e===Cu2,则原电池工作一段时间后,溶液中c(Cu2)增大,C正确;取出盐桥后,该装置不能形成闭合回路,故电流计指针不发生偏转,D错误。
3.我国最近在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展,相关装置如图
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