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高效作业18 原电池
1.某种氢燃料电池的内部结构如图所示,下列说法正确的是
A.左侧电极是负极,发生还原反应
B.右侧电极反应式为O2+2H2O+4e-
===4OH-
C.当有0.1 mol电子通过导线时,左侧
消耗标准状况下1.12 L气体
D.电子由a极流出经用电器流入b极,再由b极经电解质溶液流回a极形成闭合回路
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A 新教材 夯基固本
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【解析】由电子流动方向,可确定a电极为负极,b电极为正极。在负极:2H2-4e-===4H+;在正极:O2+4H++4e-===2H2O。A项,左侧电极是负极,失电子发生氧化反应,A不正确;B项,右侧电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,B不正确;C项,当有0.1 mol电子通过导线时,左侧消耗0.05 mol H2,标准状况下消耗气体体积为0.05 mol×22.4 L/mol=1.12 L,C正确;D项,电子只能沿导线流动,不能经过电解质溶液,D不正确。
2.[2023·杭州外国语月考]微生物燃料电池(MFC)耦合人工湿地(CW)系统可用于生产、生活废水处理并提供电能,系统内产电微生物由根沉积物和废水提供,其原理如图所示:
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下列有关叙述正确的是
A.MFC——CW系统中电子由A极流向B极
B.若A极处溶解O2不足,则电路中无电流通过
C.若电路中转移0.2 mol e-,则A极消耗O2 1.12 L
D.B极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+
√
【解析】A项,在原电池中,电子由负极(B极)经导线流向正极(A极),A错误;B项,若A极处(即好氧上部) O2不充足,可发生H+得电子的反应生成H2,也可构成原电池,有微弱电流通过,B错误;C项,没有说明是标准状况,无法计算消耗氧气的体积,C错误;D项,根据分析可知,B极的电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+,D正确。
3.海泥细菌通过消耗海底沉积层中的有机物获得营养,同时产生电子。科学家利用这一原理设计了海泥细菌电池,该技术既可在海底增大石油污染物降解速率,又可产生电能,有很好的应用前景。其中海泥代谢产物显酸性,电池工作原理如图所示。下列说法错误的是
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A.A电极的电势高于B电极
B.1 mol质子通过海底沉积层和海水层交界面,A电极消耗氧气5.6 L(标准状况)
C.负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O===CO2+4H+
D.海水和海泥作为电解质的一部分,富含盐分,导电性强,有利于输出电能
√
4.铝空气电池因成本低廉、安全性高,有广阔的开发应用前景。一种铝空气电池放电过程示意如图所示,下列说法正确的是
A.a为正极,放电时发生氧化反应
B.放电时OH-往b极迁移
C.电路中每转移4 mol电子,消耗
22.4 L氧气
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5.CO气敏电极是一种电化学气体传感器,在数字化实验中常用于检测混合气体或者溶解在溶液中的CO含量。一氧化碳气体传感器的工作原理示意图如图所示。图中电流方向已示。电极A、B外覆盖一层聚四氟乙烯纳米纤维膜,可以让气体透过。下列有关CO气敏电极的说法不正确的是
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A.该传感器运用了原电池原理,负极反应式为CO+H2O-2e-===CO2+2H+
B.该传感器工作时,接触到的CO浓度增大,输出的电流强度也相应增大
C.当外电路中流过0.06 mol电子时,正极消耗标准状况下448 mL氧气
D.给传感器充电时,传感器内部H+将由A极向B极迁移
√
【解析】该传感器运用了原电池原理,由电流流向可知A为正极,B为负极,负极上CO发生失电子的氧化反应,正极上氧气发生得电子的还原反应,负极反应式为CO-2e-+H2O===CO2+2H+,正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,原电池放电时电子从负极流向正极,阴离子向负极移动;充电时为电解池,原电池的正极变为阳极、负极变为阴极,阴、阳极反应与负、正极反应相反。该装置是原电池,通入CO的电极为负极,通入O2的电极为正极,负极反应式为CO-2e-+H2O===CO2+2H+,故A正确;该传感器工作时,接触到的CO浓度越大,原电池放电时产生的电流越大,即接触到的CO浓度增大,输出的电流强度也相
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A.放电时,M室电极的电势低于N室电极
B.M极的电极反应式为CO(NH2)2-6e-+H2O===CO2↑+N2↑+6H+
C.电池工作时电极和导线上通过电子导电,溶液中通过离子导电
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