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专题46 原电池原理的应用1（2018届内蒙古鄂伦春自治旗高三下学期二模）下图是采用新能源储能器件将CO2转化为固体产物，实现CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用的Li-CO2电池组成为钌电极/CO2-饱和LiClO4-DMSO电解液/锂片。下列说法正确的是A Li-CO2电池电解液由LiClO4和DMSO溶于水得到B CO2的固定中，每转移8mole-，生成3mol气体C 过程中电能转化为化学能D 过程的钌电极的电极反应式为2Li2CO3+C-4e-=4Li+3CO2【答案】D2（2018届河南省六市高三第二次联考二模）NO2是大气的主要污染物之一，某研究小组设计如图所示的装置对NO2进行回收利用,装置中a、b均为多孔石墨电极。下列说法不正确的是A a为电池的负极，发生氧化反应B 一段时间后，b极附近HNO3 浓度减小C 电池总反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3D 电子流向:a电极用电器b电极溶液a电极【答案】D3（2018届天津市和平区第二学期高三第一次质量检测）现在污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚(),其原理如下图所示，下列说法正确的是A 该装置为电解装置，B为阳极B 电子是从A极沿导线经小灯泡流向B极C A极的电极反应式为D 当外电路中有0.1mole-转移时，A极区增加的H+的个数为0.05NA【答案】D【解析】A、原理图装置没有出现电源，因此不可能是电解装置，A错误。B、B电极CH3COO-中C元素平均价态为0价，反应生成的HCO3-中C元素为+ 4价，所以B电极为负极，A电极反应物分子式为C6H5OCl中C元素为-1/3价，生成物C6H6O中C元素为-2/3价、Cl元素价态没有变化，所以A电极为正极，电子从B电极经过小灯泡流向A极，B错误。C、根据B分析，A电极反应为+2e-+H+=Cl-+，C错误。D、由C的电极反应可得，该电极区域反应生成苯酚和HCl， B极区域透过质子交换膜的的H+一部分参加反应，另一部分生成HCl，A极区增加的n(H+)=n(HCl)=n(e-)2=0.1mol2=0.05mol，既A极区增加的H+的个数为0.05NA ，D正确。4（2018届浙江省温州市高三选考适应性测试二模）某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法不正确的是A a极为负极B b极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-C 电解质溶液中的OH- 移向a极D 该传感器工作一段时间后，电解质溶液的pH值将变大【答案】D5（2018届山东省济南市章丘区高三3月模拟联考）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A 电池工作时,光能转变为电能,X为电池的正极B 镀铂导电玻璃的作用是传递I-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】C6（2018届湖北省襄阳市高三上学期1月调研统一测试）将光敏染料(用S表示) 涂在纳米TiO2晶体(可导电) 表面制成其中一个电极，光敏染料可吸收光能将光敏染料S激发成敏化剂S* (高活性光敏材料)后发生下列相关反应:TiO2/STiO2/S*(激发态)；TiO2/S*- e-TiO2/S+ 2TiO2/S+ +3I-2TiO2/S+I3-(注: S和S*不是硫单质，是光敏染料的代号)下列关于该太阳能电池叙述错误的是A 电池工作时，染料敏化的TiO2 电极为负极B 电池工作时，正极发生的反应为I3-+2e-=3I-C 电池工作过程中，光敏材料SS*需要吸收能量，总反应中光敏材料S 不消耗D 该电池将光能直接转化为电能【答案】D【解析】A，电子由染料敏化TiO2电极通过外电路流向Pt-导电玻璃，电池工作时，染料敏化的TiO2电极为负极，A正确；B，Pt-导电玻璃为正极，根据图示，正极发生的反应为I3-+2e-=3I-，B正确；C，电池工作过程中光敏材料SS*需要吸收光能，根据染料敏化电极上的相关反应：TiO2/STiO2/S*、TiO2/S*-e-TiO2/S+、2TiO2/S+3I-2TiO2/S+I3-，负极总反应式为3I-2e-=I3-，正极反应式为I3-+2e-=3I-，总反应中光敏材料S不消耗，C正确；D，光敏染料吸收光能将光敏染料S激发成敏化剂S*，此过程将光能转化为敏化剂S*内能量，后发生的电池反应中将化学能转化为电能，光能没有直接转化为电能，D错误。7（2018年成都七中高考模拟考试）新型电池的开发与使用在现代社会中已很普遍，一种水煤气燃料电池的能量转化率可达90%以上。下列说法正确的是A 总反应为2CO+O2=2CO2B 负极反应为H2-2e=2H+、CO-2e+H2O=CO2+2H+C 电路中通过4 mol电子，正极消耗22.4 L(标准状况)空气D 有机固体中的H+在放电时向正极移动，造成正极pH减小【答案】B8（2018届江苏省盐城市高三第三次模拟考试）一种新型太阳光电化学电池贮能时电解质溶液中离子在两极发生如下图所示的转化。下列说法正确的是（ ）A 贮能时，电能转变为化学能和光能B 贮能和放电时，电子在导线中流向相同C 贮能时，氢离子由a极区迁移至b极区D 放电时，b极发生：VO2+2H+e-=VO2+H2O【答案】D9（2018届辽宁省大连市高三第二次模拟考试）如图是NO2和O2形成的原电池装置。下列说法不正确的是A 石墨做正极,O2发生还原反应B 该电池放电时NO3-从右侧向左侧迁移C 当消耗1mol NO2时，电解质中转移1mol eD 石墨附近发生的反应为NO2+NO3-e-=N2O5【答案】C【解析】A.负极上二氧化氮失电子和硝酸根离子反应生成五氧化二氮，在石墨I附近发生氧化反应，所以石墨做正极,O2发生还原反应，A正确；B放电时，电解质中阴离子向负极移动，所以N03向石墨I电极迁移，即从右侧向左侧迁移，B正确；C由负极电极反应式为NO2e+NO3N2O5知，当消耗1mol NO2时，导线中转移1mol e-，C错误；D负极电极反应式为NO2e+NO3N2O5，所以石墨附近发生的反应为NO2+NO3-e-=N2O5，D正确。10（2018届广东省阳春市第一中学高三第九次月考）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是A 石墨电极上发生氧化反应 B 通甲烷的电极反应式：CH4+4CO32-8e-=5CO2+2H2OC 通空气的电极反应式为O2+4e-=2O2- D 甲烷燃料电池中CO32-向空气一极移动【答案】B11（2018届安徽省合肥市高三第三次教学质量检测）科学家用氮化镓(GaN)材料与铜作电极组装如下图所示的人工光合系统，成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是（ ）A 该过程是将太阳能转化为化学能和电能B GaN表面发生氧化反应,有O2产生C 电解液中H+从质子交换膜右侧向左侧迁移D Cu表面电极反应式：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O【答案】C12（2018届河南省濮阳市高三第三次模拟考试理综考试）一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的工作原理及电池中发生的主要反应如图所示。下列说法错误的是A 电池工作时，光能转变为电能，X为电池的负极B 镀铂导电玻璃上发生氧化反应生成I-C 电解质溶液中发生反应:2Ru3+3I-2Ru2+I3-D 电池工作时，电解质溶液中I-和I3-的浓度基本不变【答案】B【解析】A、根据示意图，电池工作时，光能转变为电能，根据电子的流向，电极X为负极，电极Y为正极，A正确；B、根据示意图，I3I，化合价降低，应发生还原反应，B错误；C、根据示意图，电解质溶液中发生反应:2Ru3+3I-2Ru2+I3-，C正确；D、根据示意图，I和I3的浓度基本不变，D正确。13（2018届福建省永春一中、培元、季延、石光中学四校高三上学期第二次联考）某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A 硅太阳能电池供电原理与该电池相同B 光照时， H+由a极区经质子交换膜向b极区迁移C 光照时，b极的电极反应式为 VO2+-e+H2O=VO2+2H+D 夜间无光照时，a极的电极反应式为V3+e=V2+【答案】C14（2018届广东省珠海市高三3月质量检测一模）最近科学家利用下图装置成功地实现了CO2和H2O合成CH4，下列叙述错误的是A 电池工作时，实现了将太阳能转化为电能B 铜电极为正极，电极反应式为CO2+8e+8H+=CH4+2H2OC 电池内H+透过质子交换膜从右向左移动D 为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量稀硫酸【答案】C15（2018届东北三省四市教研联合体高三高考模拟试卷一）微生物燃料电池可净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中Cr2O72-离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是A M为电池正极，CH3COOH被还原B 外电路转移4mol电子时，M 极产生22.4LCO2C 反应一段时间后，N极附近的溶液pH下降D Cr2O72-离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活【答案】D【解析】A.由图中信息可知，电子由M极流向N极，则M为电池负极，CH3COOH被氧化，A错误；B. 根据负极电极反应式CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2+8H+可知，外电路转移4mol电子时， 标准状况下M极产生22.4LCO2(忽略CO2溶解)，但题干中没有说明标准状况，B错误；C.根据图中信息可知， N极消耗氢离子，反应一段时间后，氢离子浓度降低，N极附近pH增大，C错误；D. 强氧化剂能使蛋白质变性，故Cr2O72-离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活，D错误16（2018届江西省南昌市高三第一次模拟考试）氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为：NH3BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。下列说法正确的是A 正极附近溶液的pH减小B 电池工作时，H+通过质子交换膜向负极移动C 消耗3.1g氨硼烷，理论上通过内电路的电子为0.6mlD 负极电极反应为：NH3BH3+2H2O-6e-= NH4+BO2-+6H+【答案】D17（2018届河南省周口市高三上学期期末抽测）垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如下图所示。有机物为C6H12O6)。下列说法正确的是A A为正极，H2PCA在该电极上发生氧化反应B 放电过程中，正极反应为2H2O-4e=4H+O2C 若1molO2参与电极反应，有2 mol H+穿过质子交换膜进入右室D 电池总反应为:C6H12O6+6O26CO2+6H2O【答案】D【解析】试题分析：由图中信息可知，A为负极 ，B为正极，放电过程中，氢离子从负极区通过质子交换膜进入正极区，H2PCA是催化剂。A. A为负极，有机物在该电极上发生氧化反应，A不正确；B. 放电过程中，正极反应为O2+4H+4e-=4H2O，B不正确；C. 若1molO2参与电极反应，有4 mol H+穿过质子交换膜进人右室，C不正确；D. 电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O，D正确。
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