7.中科院董绍俊课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示),该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法中正确的是( )
A.a极为正极
B.随着反应不断进行,负极区的pH不断增大
C.b极的电极反应式为MnO2+2H2O+2e===Mn2+4OH D.消耗0.01 mol葡萄糖,电路中转移0.02mol电子
解析:D [此装置为燃料电池,燃料为葡萄糖(C6H12O6),被氧化后生成葡萄糖内酯(C6H10O6),a为负极,A错误;a极反应为C6H12O6-2e-===C6H10O6+2H+,负极区pH不断减小,B错误;生成的H+移动到b极,b电极反应式为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O,C错误;由电极反应式可知每消耗0.01 mol葡萄糖,电路中转移0.02 mol电子,D正确。]
8.一种突破传统电池设计理念的MgSb液态金属储能电池,其工作原理如图所示。该电池所用液体密度不同,在重力作用下分为三层,工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。该电池工作一段时间后,可由太阳能电池充电。下列说法不正确的是( )
-
+
-
A.放电时,Mg(液)层的质量减小
B.放电时,正极反应式为Mg2+ 2e===Mg C.充电时,Mg
-
+
-
Sb(液)层发生还原反应
D.充电时,Cl向中层和下层分界面处移动
解析:C [由图中电流方向可知,放电时Mg(液)为负极,发生氧化反应:Mg-2e-===Mg2
+,Mg(液)层的质量减小,A
正确;放电时MgSb(液)层是正极,由题中描述中间层熔融盐
Sb(液)层放电时为正
的组成及浓度不变可知,正极反应为Mg2++2e-===Mg,B正确;Mg
极,则充电时为阳极,发生氧化反应,C错误;该电池充电时,上层是阴极、下层是阳极,Cl-向阳极移动,D正确。]
9.据最近报道,中国的首艘国产航母“山东号”已经下水。为保护航母、延长其服役寿命可采用两种电化学方法。方法1:舰体镶嵌一些金属块;方法2:航母舰体与电源相连。下列有关说法正确的是( )
A.方法1为外加电流的阴极保护法 B.方法2为牺牲阳极的阴极保护法 C.方法1中金属块可能是锌、锡和铜 D.方法2中舰体连接电源的负极
解析:D [舰体是由钢板制成的,方法1舰体镶嵌的金属块必须是比铁活泼的金属,如锌等,不能用锡和铜等金属活动性弱于铁的金属,该方法为牺牲阳极的阴极保护法,故A、C错误。方法2航母舰体必须与电源负极相连,该方法为外加电流的阴极保护法,故D正确,B错误。]
10.锂碘电池应用于心脏起搏器,使用寿命超过10年,负极是锂,正极是聚2乙烯基吡啶(P2VP)和I2复合物,工作原理为2Li+P2VP·nI2===2LiI+P2VP·(n-1)I2,下列叙述错误的是( )
A.该电池是电解质为非水体系的二次电池 B.工作时Li向正极移动
C.正极反应式为P2VP·nI2+2Li+2e===2LiI+P2VP·(n-1)I2 D.该电池具有全时间工作、体积小、质量小、寿命长等优点
解析:A [锂碘电池的负极是锂,锂会与水反应生成LiOH和H2,且该电池不是可充电电池,故该电池是电解质为非水体系的一次电池,A错误;原电池工作时,阳离子向正极移动,故Li+向正极移动,B正确;负极反应式为Li-e-===Li+,结合电池总反应式可得,正极反应式为P2VP·nI2+2Li++2e-===2LiI+P2VP·(n-1)I2,C正确;该电池应用于心脏起搏器,使用寿命超过10年,据此推测,该电池具有全时间工作、体积小、质量小、寿命长等优点,D正确。]
11.锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。工作原理示意图如下,下列叙述正确的是( )
+
-
+
A.该电池工作时Li向负极移动 B.Li2SO4溶液可作该电池的电解质溶液 C.电池充电时间越长,电池中Li2O含量越多
D.电池工作时,正极可发生反应:2Li+O2+2e===Li2O2
解析:D [原电池中,阳离子应该向正极移动,A错误;单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气,所以该电池中不能使用水溶液作电解质溶液,B错误;电池充电时的反应与放电时
+
-
+
的反应互为逆过程,因此充电时间越长,Li2O含量应该越少,C错误;题目给出正极反应为xLi++O2+xe-===LixO2,当反应中O的化合价由0价变为-1价时,1个O2参与反应转移2个电子,所以x=2,正极反应为2Li++O2+2e-===Li2O2,D正确。]
12.完成下列各题。
(1)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入图甲装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能。
①M极发生的电极反应式为________________,N极区溶液pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
②若使该装置的电流强度达到2.0 A,理论上8 min内应向负极通入标准状况下气体的体积为________L(已知:1个电子所带电量为1.6×10
(2)图乙是硼氢化钠
-19
C,阿伏加德罗常数为6×1023)。
过氧化氢燃料电池示意图。该电池工作时,正极附近溶液的
pH________(填“增大”“减小”或“不变”),负极的电极反应式为____________
________________________________________________________________________。
(3)如图丙是某甲醇燃料电池工作的示意图。质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1 L 2 mol·L
-
-1
的H2SO4溶液。电极a上发生的电极反应式为________________,当电
池中有1 mol e发生转移时左右两侧溶液的质量之差为________g(假设反应物耗尽,忽略气体的溶解)。
(4)如图丁是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。
相关推荐: