1.下图是探究氢氧燃料电池工作原理的装置示意图,实验时,先闭合S1,断开S2,电解水一段时间后,再断开S1,闭合S2,二极管能持续发光。
在断开S1闭合S2时,下列有关说法正确的是()A.左侧多孔碳棒电极吸附的氢气失去电子,发生还原反应B.右侧多孔碳棒电极作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-C.能量转变形式:电能→化学能→光能D.Na+向左侧多孔碳棒迁移,电子由负极经外电路流向正极答案B解析闭合S1,断开S2,左侧多孔碳棒附近的H+得电子产生氢气,故断开S1,闭合S2,左侧多孔碳棒电极吸附的氢气失去电子,发生氧化反应,A错误;右侧多孔碳棒电极作正极,O2得电子,在中性条件下结合水生成OH-,B正确;断开S1,闭合S2时,化学能转化为电能,C错误;断开S1,闭合S2时,属于原电池,阳离子移向正极,D错误。
2.我国科学家成功研制出一种全新的铝-石墨双离子电池(AGDIB)。
这种新型AGDIB电池采用廉价且易得的石墨作为电池正极材料,铝锂(AlLi)合金作为负极材料,LiPF6是电解质,LiPF6+x C+Al。
下列关于该电池的说碳酸酯为溶剂,反应原理是AlLi +C x PF6放电充电法不正确的是()A.该电池不能用水溶液作为电解质B.放电时,Li+在电解质中由负极向正极迁移C.充电时,若转移1 mol e-,阴极电极将增重7 gD.放电时,正极的电极反应式为AlLi-e-===Li++Al答案D解析Li是活泼的金属,能与水反应,因此该电池不能用水溶液作为电解质,A 正确;放电时属于原电池,Li+在电解质中由负极向正极迁移,B正确;充电时属于电解池工作原理,电解池的阴极发生得电子的还原反应,即Al+Li++e-===AlLi,所以若转移1 mol e-,阴极电极将增重7 g,C正确;放电时属于原电池的工作原理,正极C x PF6得电子被还原,电极反应式为C x PF6+e-===x C+PF-6,D错误。
3.酒后驾车人员体内酒精含量的检测装置如图所示,下列说法不正确的是()A.该检测装置实现了将化学能转化为电能,且单位时间内通过电量越大,酒精含量越高B.电极A 的反应:H2O+C2H5OH-4e-===CH3COOH+4H+C.电极B 是正极,且反应后该电极区pH值减小D.电池反应:O2+C2H5OH===CH3COOH+H2O答案C解析该装置是原电池装置,将化学能转化为电能,通入乙醇的一极是负极,单位时间内通过电量越大,酒精含量越高,A正确;电极A是负极,由图可知,乙醇发生氧化反应生成乙酸,B正确;电极B是正极,氧气发生还原反应,结合氢离子生成水,所以该极区的pH增大,C错误;电池的总反应是乙醇被氧化为乙酸和水的反应,D正确。
4.含氯苯(Cl)的废水可通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去,其除去原理如图所示,下列叙述正确的是()A.A极为负极,发生氧化反应B.H+由A极穿过质子交换膜到达B极C.A 极电极反应式为Cl+2e-+H+===Cl-+D.反应后电解液的pH升高答案C解析醋酸根失去电子转化为CO2,因此A为正极,B为负极,A错误;由示意图可知H+从B极移向A极,B错误;A是正极,A极电极反应式为Cl+2e-+H+===Cl-+,C正确;B为负极,发生氧化反应,电极反应式为CH3COO--8e-+2H2O===2CO2+7H+,由电极反应式可知当转移8 mol电子时,正极消耗4 mol H+,负极生成7 mol H+,则处理后的废水pH降低,D错误。
5.钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2S x)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,电池反应为2Na+x S===Na2S x,电池结构如图所示。
下列说法不正确的是()A.放电时,Na作负极,反应式为Na-e-===Na+B.钠硫电池在常温下也能正常工作C.放电时Na+向正极移动D.当外电路通过0.25 mol电子时消耗16 g硫,则x=4答案B解析根据图可知,放电时,Na失电子发生氧化反应,所以Na作负极、S作正极,负极反应式为2Na-2e-===2Na+、正极反应式为x S+2e-===S2-x,放电时,负极反应式为Na -e-===Na+,A正确;钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫作为电极,常温下不能正常工作,B错误;原电池放电时Na+向正极移动,C正确;正极反应式为x S+2e-===S2-x,当外电路通过0.25 mol电子时消耗16 g硫,硫的物质的量为0.5 mol,则x∶2=0.5∶0.25,解得x=4,D正确。
6.韩国三星公司因为手机电池爆炸而屡屡曝光,电池的安全性和环保性再次被公众所重视。
一种以引火性高的联氨(N2H4)为燃料的环保电池,工作时产生稳定无污染的物质,原理如图所示。
下列说法正确的是()A.N极为电源负极,联氨从c口通入B.负极上每消耗1 mol N2H4,转移6 mol电子C.正极的电极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-D.可将联氨改进为引火性低、稳定性好的N2H4·H2O答案D解析H+移向N极,N极为电源正极,联氨从b口通入,A错误;原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,负极反应为N2H4-4e-===4H++N2↑,负极上每消耗1 mol N2H4,转移4 mol电子,B错误;电解质溶液呈酸性,正极反应有氢离子参加,正确的正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,C错误。
7.氢氧燃料电池是一种化学电源,如图所示,以石墨为电极,两极分别通入氢气和氧气,KOH溶液为电解质溶液,下列说法不正确的是()A.a电极是该电池的正极B.电池工作时,电子从a电极流出经导线流向b电极C.工作一段时间后,电解质溶液碱性减弱D.b极的电极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-答案A解析根据原电池工作原理,燃料发生失电子的氧化反应的电极是燃料电池的负极,则通入氢气的电极是负极,即a电极是该电池的负极,A错误;根据原电池工作原理,负极上失电子,电子从负极沿外电路流向正极,则电子从a电极流出经导线流向b电极,B正确;氢氧燃料电池发生的反应是氢气和氧气反应生成水,则工作一段时间后,KOH溶液的浓度降低,溶液的碱性减弱,C正确;正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子,发生还原反应,b极是正极,电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,D正确。
8.2017年2月19日在第十三届阿布扎比国际防务展上,采用先进的氢燃料电池系统的无人机,创造了该级别270分钟续航的新世界记录。
下列有关氢燃料电池的说法不正确的是()A.通入氢气的电极发生氧化反应B.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-C.碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动D.放电过程中碱性电解液的pH不变答案C解析通入氢气的电极失电子发生氧化反应,A正确;正极是氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,B正确;阳离子向通入氧气的方向移动,C 错误;放电过程中负极生成的水及时排出,所以碱性电解液的pH不变,D正确。
9.英国科学家发明的尿素微生物电池的反应:2CO(NH2)2+3O2===2CO2+2N2+4H2O,电池装置如图所示。
下列说法正确的是()A.该装置能够在高温下工作B.微生物促进了反应中电子的转移C.装置工作时,电能转变为化学能D.装置工作时,电子由电极a沿导线流向电极b答案 B解析微生物在高温下失去生理活性而没有催化活性,A错误;微生物作为催化剂促进了反应中电子的转移,B正确;该装置为原电池,原电池是把化学能转化为电能的装置,C错误;在a极氧气得电子转化为水应该为正极,电子由负极b极流向正极a极,D错误。
10.圣路易斯大学研制的新型乙醇燃料电池,用能传递质子(H+)的介质作溶剂,反应为C2H5OH+3O2―→2CO2+3H2O,如图是该电池的示意图,下列说法正确的是()A.a极为电池的正极B.电池正极的电极反应:4H++O2+4e-===2H2OC.电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极D.电池工作时,1 mol乙醇被氧化时有6 mol电子转移答案 B解析原电池工作时,阳离子向正极移动,则a极为负极,A错误;正极氧气得到电子被还原,电极反应式为4H++O2+4e-===2H2O,B正确;电池工作时,电流由正极经外电路流向负极,在该电池中由b极流向a极,C错误;乙醇中C元素的化合价为-2价,被氧化后升高到+4价,则电池工作时,1 mol乙醇被氧化时有12 mol电子转移,D错误。
11. 某溶液中含有两种溶质——氯化钠和硫酸,它们的物质的量之比为3:1。
用石墨做电极电解溶液时,根据反应产物,电解可明显分为三个阶段,测下列叙述中不正确的是A. 阴极只析出氢气B. 阳极先析出氯气后析出氧气C. 电解最后阶段为电解水D. 电解过程中溶液的pH值不断增大,最后pH值为712. 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气。
已知铅蓄电池放电时发生如下反应:负极:Pb+SO42--2e-==P b SO4正极:PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O今若制得Cl2 0.05mol,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是A. 0.025molB. 0.05molC. 0.1molD. 0.2mol13. 用惰性电极电解下列物质的溶液,经过一段时间,溶液的物质的量浓度增大,pH减小的是A. NaClB. CuSO4C. H2SO4D. Na2SO414. X、Y、Z、M代表四种金属元素。
金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,Z极上有H2放出;若电解Y2+和Z2+共存的溶液时,Y先析出;又知M2+的氧化性强于Y2+。
则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为A. X>Z>Y>MB. X>Y>Z>MC. M>Z>X>YD. X>Z>M>Y15.以下现象与电化学腐蚀无关的是A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B.生铁比软铁心(几乎是纯铁)容易生锈C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈D. 银质奖牌长期放置后,奖牌的表面变暗16.下列关于实验现象的描述不正确的是A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡B.用锌片做阳极,铁片做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快。