2023人教版高中化学必修第二册-第六章-化学反应与能量-专题强化练3-新型电源电极反应式的正误判断.docx

专题强化练3　新型电源电极反应式的正误判断

1.(2022广西桂林中学期中)某固体酸燃料电池以NaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,电池总反应可表示为2H2+O2 2H2O。下列有关说法正确的是(　　)

A.电子通过外电路从b极流向a极
B.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2
C.b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-
D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
2.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机酸转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电,电池负极反应式为(　　)
A.H2+2OH-+2e- 2H2O
B.O2+4H++4e- 2H2O
C.H2-2e- 2H+
D.O2+2H2O+4e- 4OH-
3.(2022广东广州大学附中月考)有一种纸质软电池,该电池采用薄层纸片作为载体和传导体,一面附着Zn,另一面附着MnO2。电池总反应为Zn+2MnO2+H2O ZnO+2MnO(OH),关于此电池,下列说法正确的是(　　)
A.该电池的正极反应式为MnO2+e-+H2O MnO(OH)+OH-
B.该电池Zn为负极,ZnO为正极,MnO2作催化剂
C.当0.1 mol Zn溶解时,流经电解液的电子的物质的量为0.2 mol
D.电池工作时,OH-通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动
4.固体氧化物燃料电池以固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是(　　)

A.有O2放电的a极为电池的负极
B.O2-移向电池的正极
C.b极对应的电极反应式为H2-2e-+O2- H2O
D.a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-
5.(2022江苏淮安月考)锌—空气电池可用作电动车的动力电源,其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.该装置将化学能转化为电能
B.Zn为负极
C.电子由石墨经外电路流向Zn
D.石墨电极的反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-

答案全解全析
1.D　根据题意可对该燃料电池进行如下分析:

电池工作时,电子由负极流出经导线流回正极,即电子通过外电路由a极流向b极,A项错误;根据负极反应式可知,每转移0.1 mol电子,消耗0.05 mol H2,由于未给出H2所处的条件,无法计算其体积,B项错误;由于固体电解质能传递H+,其正极(b极)反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O,C项错误;电池工作时阳离子向正极移动,即H+由a极通过固体酸电解质传递到b极,D项正确。
反思升华
解答燃料电池类题目的注意事项
　　(1)通入燃料的电极为负极,通入O2的电极为正极;(2)燃料电池的电极通常不参加反应,一般为惰性电极(如Pt、石墨等),且两个电极材料可能相同;(3)书写电极反应式需注意电解质溶液的影响,电解质不同,对应的正、负极反应式通常不同。
2.C　根据题给信息,该燃料电池的总反应为2H2+O2 2H2O,燃料电池中负极通入氢气,氢气失去电子生成氢离子,故C正确。
归纳提升
　　氢氧燃料电池在不同的介质中发生的电极反应归纳如下:
介质
电池反应:2H2+O2 2H2O
酸性(H+)
负极
2H2-4e- 4H+
正极
O2+4H++4e- 2H2O
中性
负极
2H2-4e- 4H+
正极
O2+2H2O+4e- 4OH-
碱性(OH-)
负极
2H2-4e-+4OH- 4H2O
正极
O2+2H2O+4e- 4OH-
3.A　电池正极发生还原反应,由电池总反应可知正极反应式为MnO2+e-+H2O MnO(OH)+OH-,A项正确;由反应中元素化合价变化可知,Zn为负极,MnO2为正极,B项错误;当0.1 mol Zn溶解时,流经导线的电子为0.2 mol,电子不能进入溶液,C项错误;电池工作时,阴离子移向负极,即OH-通过薄层纸片向附着Zn的电极移动,D项错误。
4.C　在燃料电池中,有O2放电的a极为原电池的正极,A错误;在燃料电池中,O2-移向电池的负极,B错误;在燃料电池中,有H2放电的b极为电池的负极,电极反应式为H2-2e-+O2- H2O,C正确;a极是正极,氧气在正极得电子,则对应的电极反应式为O2+4e- 2O2-,D错误。
5.C　该装置为原电池,能将化学能转化为电能,A项正确;Zn易失去电子作负极,空气中O2易得电子而作正极,B项正确;电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,即电子由Zn经外电路流向石墨,C项错误;结合图示装置和电解质溶液呈碱性可知,石墨电极的反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,D项正确。

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