高中 | 原电池工作原理 题目答案及解析

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选修四

第四章 电化学基础

第一节 原电池

原电池工作原理

中国海洋大学科学家发现海泥细菌电池的电压可以高达$\rm 0.8$ $\rm V$,在这种海水$\rm /$海泥界面存在的天然电压驱动下,海泥细菌产生的电子可以源源不断的传输出来,持续产生电能。下列说法错误的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

电极电势:$\\rm A\\lt B$

","

天然的海泥层和海水层分别为负极和正极的导电介质

","

海底沉积层可发生反应:$\\text{C}{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}-4{{\\text{e}}^{-}}+{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}=\\text{C}{{\\text{O}}_{2}}+4{{\\text{H}}^{+}}$

","

海底沉积层$\\rm /$海水天然界面作为“质子交换膜材料”,不需要任何人工膜材料

"]
[["A"]]

分析:由图示可知,电极$\rm A$上氧气转化成水,氧元素化合价降低,发生还原反应,即电极$\rm A$为正极,则电极$\rm B$为负极。

$\rm A$.电极$\rm A$为正极,电极$\rm B$为负极,正极电势高于负极电势,所以电极电势:$\rm A\gt B$,故$\rm A$错误;

$\rm B$.电极$\rm A$为正极,电极$\rm B$为负极,天然的海泥层和海水层分别为负极和正极的导电介质,故$\rm B$正确;

$\rm C$.由图示可知,海底沉积层$\rm CH_{2}O$转化为$\rm CO_{2}$,所以海底沉积层可发生反应:$\text{C}{{\text{H}}_{2}}\text{O}-4{{\text{e}}^{-}}+{{\text{H}}_{2}}\text{O}=\text{C}{{\text{O}}_{2}}+4{{\text{H}}^{+}}$,故$\rm C$正确;

$\rm D$.负极电极反应式为$\rm HS^{-}-2e^{-}=S↓+H^{+}$,生成的$\rm H^{+}$向正极移动,即$\rm H^{+}$从海底沉积层通过交接面向海水层移动,所以海底沉积层$\rm /$海水天然界面作为“质子交换膜材料”,不需要任何人工膜材料,故$\rm D$正确;

故选:$\rm A$

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