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跟踪练(28) 原电池和化学电源
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是( )
A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-
C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
A 解析:Zn比Cu活泼,形成原电池时,Zn作负极,电极反应为Zn-2e-===Zn2+;Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑,故Cu电极负极溶液中H+浓度减小。
2.“践行双碳目标,助力绿色冬奥”,2022年北京冬奥会使用700余辆搭载国家电投氢能公司全自主研发“氢腾”燃料电池系统的宇通氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如图,下列说法正确的是( )
A.b极为正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-
B.电子流向:从电极a经电解质溶液到电极b
C.装置工作一段时间后,电解质溶液的pH增大
D.正极每消耗2.24 L H2,转移2 mol电子
C 解析:通入氧气的电极b为正极,酸性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,A错误;通入氢气的a电极为负极,通入氧气的电极b为正极,电子从电极a经用电器到电极b,B错误;电池工作时,反应生成水,电解质溶液体积增大,溶液中c(H+)减小,溶液的pH增大,C正确;未指明是否为标准状况下,无法计算2.24 L氢气的物质的量和反应转移电子的物质的量,D错误。
3.(2021·广东卷)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时( )
A.负极上发生还原反应
B.CO2在正极上得电子
C.阳离子由正极移向负极
D.将电能转化为化学能
B 解析:根据题干信息可知,放电时总反应为4Na+3CO2===2Na2CO3+C。放电时,负极上Na失去电子发生氧化反应生成Na+,A错误;正极为CO2得到电子生成C,B正确;放电时,阳离子由负极移向正极,C错误;放电时,该装置为原电池,将化学能转化为电能,D错误。
4.(2021·福建卷)催化剂TAPPMn( Ⅱ )的应用,使LiCO2电池的研究取得了新的进展。 LiCO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.LiCO2电池可使用有机电解液
B.充电时,Li+由正极向负极迁移
C.放电时,正极反应为3CO2+4Li++4e-===2Li2CO3+C
D.*LiCO2、*CO、*LiC2O3和C都是正极反应的中间产物
D 解析:Li 是活泼金属能与水发生反应,不能采用水溶液作为电解质,应使用有机电解液,A 正确;充电时,阳极与电源的正极相连,阳离子向阴极移动,故Li+由正极向负极迁移,B正确;该原电池的正极为二氧化碳得电子生成 C 单质,正极反应为3CO2+4Li++4e-===2Li2CO3+C,C 正确; 由正极的反应历程图示可知,C为最终的产物,不是中间产物, D 错误。
5.(2023·北京丰台区一模)一种可充电的锌锰分液电池,其结构如下图所示:
下列说法不正确的是( )
A.放电时,正极反应为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O
B.充电时,Zn作阴极:[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH-
C.离子交换膜a和b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D.充电过程中K2SO4溶液的浓度逐渐降低
C 解析:放电时,Zn是负极,MnO2是正极,正极反应为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O,A正确;放电时,Zn是负极,充电时,Zn作阴极,阴极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-===Zn+4OH-,B正确;放电过程中,正极区SO通过离子交换膜a进入硫酸钾溶液, 负极区K+通过离子交换膜b进入硫酸钾溶液,则a和b分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜,C错误;充电过程中,K+通过离子交换膜b进入负极区,SO通过离子交换膜a 进入正极区,故K2SO4溶液的浓度逐渐降低,D正确。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
6.(2023·湖北省名校联盟联考)某LiCuO二次电池以含Li+的有机溶液为电解质溶液,放电时的工作原理为2Li+CuO===Li2O+Cu。下列说法正确的是( )
A.放电时电子的流向:Li→电解质溶液→CuO
B.放电时,正极的电极反应式为CuO-2e-===Cu+O2-
C.充电时,Li与直流电源正极相连
D.充电时,阳极的质量减轻
D 解析:放电时,Li为负极,CuO为