專題46 原電池原理的應(yīng)用1（2018屆內(nèi)蒙古鄂倫春自治旗高三下學(xué)期二模）下圖是采用新能源儲(chǔ)能器件將CO2轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)CO2的固定和儲(chǔ)能靈活應(yīng)用的裝置。儲(chǔ)能器件使用的Li-CO2電池組成為釕電極/CO2-飽和LiClO4-DMSO電解液/鋰片。下列說法正確的是A Li-CO2電池電解液由LiClO4和DMSO溶于水得到B CO2的固定中，每轉(zhuǎn)移8mole-，生成3mol氣體C 過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D 過程的釕電極的電極反應(yīng)式為2Li2CO3+C-4e-=4Li+3CO2【答案】D2（2018屆河南省六市高三第二次聯(lián)考二模）NO2是大氣的主要污染物之一，某研究小組設(shè)計(jì)如圖所示的裝置對(duì)NO2進(jìn)行回收利用,裝置中a、b均為多孔石墨電極。下列說法不正確的是A a為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B 一段時(shí)間后，b極附近HNO3 濃度減小C 電池總反應(yīng)為4NO2+O2+2H2O4HNO3D 電子流向:a電極用電器b電極溶液a電極【答案】D3（2018屆天津市和平區(qū)第二學(xué)期高三第一次質(zhì)量檢測(cè)）現(xiàn)在污水治理越來越引起人們重視，可以通過膜電池除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯苯酚(),其原理如下圖所示，下列說法正確的是A 該裝置為電解裝置，B為陽極B 電子是從A極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向B極C A極的電極反應(yīng)式為D 當(dāng)外電路中有0.1mole-轉(zhuǎn)移時(shí)，A極區(qū)增加的H+的個(gè)數(shù)為0.05NA【答案】D【解析】A、原理圖裝置沒有出現(xiàn)電源，因此不可能是電解裝置，A錯(cuò)誤。B、B電極CH3COO-中C元素平均價(jià)態(tài)為0價(jià)，反應(yīng)生成的HCO3-中C元素為+ 4價(jià)，所以B電極為負(fù)極，A電極反應(yīng)物分子式為C6H5OCl中C元素為-1/3價(jià)，生成物C6H6O中C元素為-2/3價(jià)、Cl元素價(jià)態(tài)沒有變化，所以A電極為正極，電子從B電極經(jīng)過小燈泡流向A極，B錯(cuò)誤。C、根據(jù)B分析，A電極反應(yīng)為+2e-+H+=Cl-+，C錯(cuò)誤。D、由C的電極反應(yīng)可得，該電極區(qū)域反應(yīng)生成苯酚和HCl， B極區(qū)域透過質(zhì)子交換膜的的H+一部分參加反應(yīng)，另一部分生成HCl，A極區(qū)增加的n(H+)=n(HCl)=n(e-)2=0.1mol2=0.05mol，既A極區(qū)增加的H+的個(gè)數(shù)為0.05NA ，D正確。4（2018屆浙江省溫州市高三選考適應(yīng)性測(cè)試二模）某電化學(xué)氣敏傳感器的工作原理如圖所示，下列說法不正確的是A a極為負(fù)極B b極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-C 電解質(zhì)溶液中的OH- 移向a極D 該傳感器工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的pH值將變大【答案】D5（2018屆山東省濟(jì)南市章丘區(qū)高三3月模擬聯(lián)考）一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如圖所示。下列說法正確的是A 電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?X為電池的正極B 鍍鉑導(dǎo)電玻璃的作用是傳遞I-C 電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Ru3+3I-=2Ru2+I3-D 電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度均不斷減小【答案】C6（2018屆湖北省襄陽市高三上學(xué)期1月調(diào)研統(tǒng)一測(cè)試）將光敏染料(用S表示) 涂在納米TiO2晶體(可導(dǎo)電) 表面制成其中一個(gè)電極，光敏染料可吸收光能將光敏染料S激發(fā)成敏化劑S* (高活性光敏材料)后發(fā)生下列相關(guān)反應(yīng):TiO2/STiO2/S*(激發(fā)態(tài))；TiO2/S*- e-TiO2/S+ 2TiO2/S+ +3I-2TiO2/S+I3-(注: S和S*不是硫單質(zhì)，是光敏染料的代號(hào))下列關(guān)于該太陽能電池?cái)⑹鲥e(cuò)誤的是A 電池工作時(shí)，染料敏化的TiO2 電極為負(fù)極B 電池工作時(shí)，正極發(fā)生的反應(yīng)為I3-+2e-=3I-C 電池工作過程中，光敏材料SS*需要吸收能量，總反應(yīng)中光敏材料S 不消耗D 該電池將光能直接轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【解析】A，電子由染料敏化TiO2電極通過外電路流向Pt-導(dǎo)電玻璃，電池工作時(shí)，染料敏化的TiO2電極為負(fù)極，A正確；B，Pt-導(dǎo)電玻璃為正極，根據(jù)圖示，正極發(fā)生的反應(yīng)為I3-+2e-=3I-，B正確；C，電池工作過程中光敏材料SS*需要吸收光能，根據(jù)染料敏化電極上的相關(guān)反應(yīng)：TiO2/STiO2/S*、TiO2/S*-e-TiO2/S+、2TiO2/S+3I-2TiO2/S+I3-，負(fù)極總反應(yīng)式為3I-2e-=I3-，正極反應(yīng)式為I3-+2e-=3I-，總反應(yīng)中光敏材料S不消耗，C正確；D，光敏染料吸收光能將光敏染料S激發(fā)成敏化劑S*，此過程將光能轉(zhuǎn)化為敏化劑S*內(nèi)能量，后發(fā)生的電池反應(yīng)中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，光能沒有直接轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤。7（2018年成都七中高考模擬考試）新型電池的開發(fā)與使用在現(xiàn)代社會(huì)中已很普遍，一種水煤氣燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上。下列說法正確的是A 總反應(yīng)為2CO+O2=2CO2B 負(fù)極反應(yīng)為H2-2e=2H+、CO-2e+H2O=CO2+2H+C 電路中通過4 mol電子，正極消耗22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)空氣D 有機(jī)固體中的H+在放電時(shí)向正極移動(dòng)，造成正極pH減小【答案】B8（2018屆江蘇省鹽城市高三第三次模擬考試）一種新型太陽光電化學(xué)電池貯能時(shí)電解質(zhì)溶液中離子在兩極發(fā)生如下圖所示的轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是（ ）A 貯能時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能和光能B 貯能和放電時(shí)，電子在導(dǎo)線中流向相同C 貯能時(shí)，氫離子由a極區(qū)遷移至b極區(qū)D 放電時(shí)，b極發(fā)生：VO2+2H+e-=VO2+H2O【答案】D9（2018屆遼寧省大連市高三第二次模擬考試）如圖是NO2和O2形成的原電池裝置。下列說法不正確的是A 石墨做正極,O2發(fā)生還原反應(yīng)B 該電池放電時(shí)NO3-從右側(cè)向左側(cè)遷移C 當(dāng)消耗1mol NO2時(shí)，電解質(zhì)中轉(zhuǎn)移1mol eD 石墨附近發(fā)生的反應(yīng)為NO2+NO3-e-=N2O5【答案】C【解析】A.負(fù)極上二氧化氮失電子和硝酸根離子反應(yīng)生成五氧化二氮，在石墨I(xiàn)附近發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨做正極,O2發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；B放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以N03向石墨I(xiàn)電極遷移，即從右側(cè)向左側(cè)遷移，B正確；C由負(fù)極電極反應(yīng)式為NO2e+NO3N2O5知，當(dāng)消耗1mol NO2時(shí)，導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移1mol e-，C錯(cuò)誤；D負(fù)極電極反應(yīng)式為NO2e+NO3N2O5，所以石墨附近發(fā)生的反應(yīng)為NO2+NO3-e-=N2O5，D正確。10（2018屆廣東省陽春市第一中學(xué)高三第九次月考）電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，即保持污水的pH在5.06.0之間，通過電解生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下來，起到凈水的作用，其原理如圖所示。下列說法正確的是A 石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B 通甲烷的電極反應(yīng)式：CH4+4CO32-8e-=5CO2+2H2OC 通空氣的電極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2- D 甲烷燃料電池中CO32-向空氣一極移動(dòng)【答案】B11（2018屆安徽省合肥市高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)）科學(xué)家用氮化鎵(GaN)材料與銅作電極組裝如下圖所示的人工光合系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4。下列說法不正確的是（ ）A 該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能B GaN表面發(fā)生氧化反應(yīng),有O2產(chǎn)生C 電解液中H+從質(zhì)子交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移D Cu表面電極反應(yīng)式：CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O【答案】C12（2018屆河南省濮陽市高三第三次模擬考試?yán)砭C考試）一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的工作原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A 電池工作時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，X為電池的負(fù)極B 鍍鉑導(dǎo)電玻璃上發(fā)生氧化反應(yīng)生成I-C 電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng):2Ru3+3I-2Ru2+I3-D 電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度基本不變【答案】B【解析】A、根據(jù)示意圖，電池工作時(shí)，光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，根?jù)電子的流向，電極X為負(fù)極，電極Y為正極，A正確；B、根據(jù)示意圖，I3I，化合價(jià)降低，應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)示意圖，電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng):2Ru3+3I-2Ru2+I3-，C正確；D、根據(jù)示意圖，I和I3的濃度基本不變，D正確。13（2018屆福建省永春一中、培元、季延、石光中學(xué)四校高三上學(xué)期第二次聯(lián)考）某太陽能電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是( )A 硅太陽能電池供電原理與該電池相同B 光照時(shí)， H+由a極區(qū)經(jīng)質(zhì)子交換膜向b極區(qū)遷移C 光照時(shí)，b極的電極反應(yīng)式為 VO2+-e+H2O=VO2+2H+D 夜間無光照時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為V3+e=V2+【答案】C14（2018屆廣東省珠海市高三3月質(zhì)量檢測(cè)一模）最近科學(xué)家利用下圖裝置成功地實(shí)現(xiàn)了CO2和H2O合成CH4，下列敘述錯(cuò)誤的是A 電池工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)了將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B 銅電極為正極，電極反應(yīng)式為CO2+8e+8H+=CH4+2H2OC 電池內(nèi)H+透過質(zhì)子交換膜從右向左移動(dòng)D 為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率，可向裝置中加入少量稀硫酸【答案】C15（2018屆東北三省四市教研聯(lián)合體高三高考模擬試卷一）微生物燃料電池可凈化廢水，同時(shí)還能獲得能源或有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品，圖1為其工作原理，圖2為廢水中Cr2O72-離子濃度與去除率的關(guān)系。下列說法正確的是A M為電池正極，CH3COOH被還原B 外電路轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)，M 極產(chǎn)生22.4LCO2C 反應(yīng)一段時(shí)間后，N極附近的溶液pH下降D Cr2O72-離子濃度較大時(shí)，可能會(huì)造成還原菌失活【答案】D【解析】A.由圖中信息可知，電子由M極流向N極，則M為電池負(fù)極，CH3COOH被氧化，A錯(cuò)誤；B. 根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)式CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2+8H+可知，外電路轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)， 標(biāo)準(zhǔn)狀況下M極產(chǎn)生22.4LCO2(忽略CO2溶解)，但題干中沒有說明標(biāo)準(zhǔn)狀況，B錯(cuò)誤；C.根據(jù)圖中信息可知， N極消耗氫離子，反應(yīng)一段時(shí)間后，氫離子濃度降低，N極附近pH增大，C錯(cuò)誤；D. 強(qiáng)氧化劑能使蛋白質(zhì)變性，故Cr2O72-離子濃度較大時(shí)，可能會(huì)造成還原菌失活，D錯(cuò)誤16（2018屆江西省南昌市高三第一次模擬考試）氨硼烷(NH3BH3)電池可在常溫下工作，裝置如圖所示。該電池工作時(shí)的總反應(yīng)為：NH3BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。下列說法正確的是A 正極附近溶液的pH減小B 電池工作時(shí)，H+通過質(zhì)子交換膜向負(fù)極移動(dòng)C 消耗3.1g氨硼烷，理論上通過內(nèi)電路的電子為0.6mlD 負(fù)極電極反應(yīng)為：NH3BH3+2H2O-6e-= NH4+BO2-+6H+【答案】D17（2018屆河南省周口市高三上學(xué)期期末抽測(cè)）垃圾假單胞菌株能夠在分解有機(jī)物的同時(shí)分泌物質(zhì)產(chǎn)生電能，其原理如下圖所示。有機(jī)物為C6H12O6)。下列說法正確的是A A為正極，H2PCA在該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B 放電過程中，正極反應(yīng)為2H2O-4e=4H+O2C 若1molO2參與電極反應(yīng)，有2 mol H+穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室D 電池總反應(yīng)為:C6H12O6+6O26CO2+6H2O【答案】D【解析】試題分析：由圖中信息可知，A為負(fù)極 ，B為正極，放電過程中，氫離子從負(fù)極區(qū)通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)，H2PCA是催化劑。A. A為負(fù)極，有機(jī)物在該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，A不正確；B. 放電過程中，正極反應(yīng)為O2+4H+4e-=4H2O，B不正確；C. 若1molO2參與電極反應(yīng)，有4 mol H+穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)人右室，C不正確；D. 電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O26CO2+6H2O，D正確。