原电池原理及应用

一、选择题

1.[2022·广东卷]科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备（如图）。充电时电极a的反应为： NaTi2（PO4）3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2（PO4）3。下列说法正确的是（ ）

A．充电时电极b是阴极

B．放电时NaCl溶液的pH减小

C．放电时NaCl溶液的浓度增大

D．每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g

2.[2022·福建卷]一种化学“自充电”的锌­有机物电池，电解质为KOH和Zn（CH3COO）2水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如图所示。下列说法正确的是（ ）

A．化学自充电时，c（OH－）增大

B．化学自充电时，电能转化为化学能

C．化学自充电时，锌电极反应式：

Zn2＋＋2e－===Zn

D．放电时，外电路通过0.02 mol电子，正极材料损耗0.78 g

3.[2023·广州综合测试]新型Li­Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其工作原理如图所示。放电时电极a的反应为：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4。下列说法不正确的是（ ）

A．充电时，Mg电极为阴极

B．放电时，Li＋从Ⅰ室向Ⅱ室迁移

C．放电时，Ⅱ室Li2SO4溶液的浓度增大

D．每消耗1 mol Mg，电极a质量理论上增加14 g

4.[2023·辽宁卷]某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是（ ）

A．放电时负极质量减小

B．储能过程中电能转变为化学能

C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧

D．充电总反应：

Pb＋SO＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋

5.

[素材创新]手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量，如图为某种氧电化学传感器的原理示意图。已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。一定时间内，通过传感器的待测气体为a L（标准状况），某电极质量增加了b g。下列说法正确的是（ ）

A．Pt电极为负极

B．反应过程中转移OH－的物质的量为0.125b mol

C.Pb电极上发生的电极反应为

Pb－2e－＋2OH－===Pb（OH）2

D．待测气体中氧气的体积分数为

6.[2023·重庆育才中学适应考]如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图，下列说法正确的是（ ）

A．外电路电流方向是a→b

B．电池工作时正极区溶液的pH升高

C．电极b上发生的反应为

CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH

D．1 mol H2O被完全氧化时有22.4 L CO2被还原

7.[2023·湖南郴州质检]微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，如图为其工作原理及废水中Cr2O浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是（ ）

A．有机物被氧化，M极为电池负极

B．电池工作时，N极附近溶液pH增大

C．Cr2O浓度较大时，可能会造成还原菌失活

D．处理0.1 mol Cr2O时有0.6 mol H＋从交换膜右侧向左侧迁移

8.某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是（ ）

A．Y的电极反应：Pb－2e－===Pb2＋

B．铅蓄电池工作时SO向X极移动

C．电解池的反应仅有

2Al＋6H2O2Al（OH）3＋3H2↑

D．每消耗 103.5 g Pb，理论上电解池阴极上有1 mol H2生成

9.[情境创新]常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池如图1所示，测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。下列说法错误的是（ ）

A．t1 s前，Al片的电极反应为：

2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋

B．t1 s时，因Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al继续反应

C．t1 s之后，负极Cu失电子，电流方向发生改变

D．t1 s之后，左边烧杯中发生反应的离子方程式为：2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O

二、非选择题

10.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。

请回答下列问题：

（1）甲池为 （填“原电池”“电解池”或“电镀池”），通入CH3OH一极的电极反应式为 。

（2）乙池中A（石墨）电极的名称为 （填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”），总反应式为 。

（3）当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL（标准状况），丙池中 极析出 g铜。

（4）若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲池中溶液的pH将 （填“增大”“减小”或“不变”，下同）；丙池中溶液的pH将 ，若要将丙池中溶液复原，需加入 。