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课时精练(三十一) 多池、多室的电化学装置
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.(2022·贵州遵义高三期末)微生物燃料电池可用于净化含铬废水,其工作原理如图所示,该电池工作时,下列说法错误的是( )
A.该离子交换膜为阳离子交换膜
B.外电路中的电子的流动方向为M→电流表→N
C.M电极的电极反应式为H2O+CH3OH+6e-===CO2↑+6H+
D.N电极上发生还原反应,得到电子
C [该电池中有机物CH3OH在微生物作用下发生失电子的氧化反应生成CO2,则M电极为负极,N电极为正极,正极上氧气和Cr2O发生得电子的还原反应,N极上Cr2O得到电子与溶液中的H+结合生成水、Cr(OH)3,反应消耗H+,c(H+)减小,N极Cr2O生成Cr(OH)3的电极反应为Cr2O+6e-+8H+===2Cr(OH)3+H2O,原电池工作时阳离子由负极移向正极,阴离子由正极移向负极,据此分析解答。A.根据上述分析可知:M电极为负极,N电极为正极,负极生成H+,透过交换膜进入右侧,故该离子交换膜为阳离子交换膜,A正确;B.在外电路中的电子的流动方向为负极M→电流表→正极N,B正确;C.M电极为负极,负极上CH3OH失去电子变为CO2,故负极的电极反应式为:CH3OH-6e-+H2O===CO2↑+6H+,C错误;D.N电极为正极,Cr2O得到电子发生还原反应,D正确。]
2.(2022·江苏海安高三期末)K2FeO4和Zn在碱性条件下组成二次电池,放电原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.在放电时,电子通过离子交换膜从右向左移动
B.在放电时,负极区电解质溶液的pH逐渐减小
C.在充电时,石墨电极上的电极反应式为:Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO+4H2O
D.在充电时,将Zn电极与外接电源的正极相连
C [K2FeO4Zn可以组成高铁电池,K2FeO4在电池中作正极材料,其电极反应式为FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-,原电池的负极发生氧化反应,Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,电池反应为:3Zn+2FeO+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-。A.在放电时,电子通过外电路从锌电极向石墨电极移动,电子不能在电解质溶液中传导,故A错误;B.在放电时,原电池的负极发生氧化反应,Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,氢氧根离子通过阴离子交换膜不断进行补充,负极区电解质溶液的pH基本不变,故B错误;C.在充电时,石墨电极是阳极发生氧化反应,石墨电极上的电极反应式为:Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO+4H2O,故C正确;D.在充电时,将Zn电极与外接电源的负极相连,故D错误。]
3.(2022·珠海高三上学期期末)一种三室可充电ZnMnO2电池如图所示,膜N为阳离子交换膜。充电时Zn电极反应式为:Zn(OH)+2e-===Zn+4OH-。下列说法不正确的是( )
A.放电时,c室的pH减小
B.放电时,Zn电极电势比MnO2电极低
C.充电时,SO由b室透过M膜到a室
D.充电时,MnO2电极反应式为Mn2++2H2O+2e-===MnO2+4H+
D [充电时Zn电极反应式为:Zn(OH)+2e-===Zn+4OH-,发生还原反应,则Zn极为阴极,放电时Zn为负极,MnO2为正极。A.放电时,Zn失电子,作负极,电极反应式与充电的相反,即为:Zn-2e-+4OH-===Zn(OH),消耗OH-,c室的pH减小,故A正确;B.放电时Zn为负极,MnO2为正极,则Zn电极电势比MnO2电极低,故B正确;C.充电时,阴离子移向阳极,由分析可知Zn极为阴极,MnO2为阳极,则SO由b室透过M膜到a室,故C正确;D.充电时,MnO2为阳极,发生氧化反应,电极反应式为Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+,故D错误。]
4.中国科学院福建物质结构研究所课题组基于二氧化碳和甲酸的相互转化反应设计并实现了一种可逆的水系金属—二氧化碳二次电池,放电时工作原理如图所示。下列有关电池放电时的说法错误的是( )
A.N极发生还原反应
B.电子由N极流出经导线流入M极
C.N极的电极反应式为CO2+2e-+2H+===HCOOH
D.若电路中流过6.02×1022个电子,则理论上M极有3.25 g锌参加反应
B [由题图可知,放电时,M极为二次电池的负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子,双极膜中产生的氢氧根离子移向负极区,N极为正极,二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸,双极膜中产生的氢离子移向正极区。A项,N极为二次电池的正极,二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸,正确;B项,放电时,M极为二次电池的负极,N极为正极,电子由