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

我国科研工作者设计了一种$\rm Mg-$海水电池驱动海水$\rm (\mathrm{pH}=8.2\rm )$电解系统$\rm ($如下图$\rm )$。以新型$\text{MoNi}/\text{NiMo}{{\text{O}}_{4}}$为催化剂$\rm ($生长在泡沫镍电极上$\rm )$。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是$(\qquad)$

["

将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率

","

在外电路中,电子从电极$\\rm 1$流向电极$\\rm 4$

","

电极$\\rm 3$的反应为:$4\\text{O}{{\\text{H}}^{-}}-4{{\\text{e}}^{-}}=2{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}+{{\\text{O}}_{2}}\\uparrow $

","

理论上,每通过$\\rm 2\\;\\rm mol$电子,可产生$1\\;\\rm \\text{mol}{{\\text{ H}}_{2}}$

"]
[["D"]]

有图可知,左侧为原电池,右侧为电解池,电极$\rm 1$为负极,发生氧化反应,电极反应式为:$\rm Mg-2e^{-}+2OH^{-}=Mg(OH)_{2}$,电极$\rm 2$为正极发生还原反应,电极反应式为:$\rm H_{2}O+2e^{-}=H_{2}↑+2OH^{-}$,右侧为电解池,电极$\rm 3$为阳极,产生氧气,电极$\rm 4$产生阴极,产生氢气。

$\rm A$.催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率,提高催化效率,$\rm A$正确;

$\rm B$.根据分析,电极$\rm 1$是负极,电极$\rm 4$为阴极,电子从电极$\rm 1$流向电极$\rm 4$$\rm B$正确;

$\rm C$.由分析可知,电极$\rm 3$为阳极,发生氧化反应,生成氧气,电极$\rm 3$的反应为:$4\text{O}{{\text{H}}^{-}}-4{{\text{e}}^{-}}=2{{\text{H}}_{2}}\text{O}+{{\text{O}}_{2}}\uparrow $$\rm C$正确;

$\rm D$.根据分析可知,电极$\rm 2$和电极$\rm 4$均产生氢气,理论上,每通过$\rm 2\;\rm mol$电子,可产生$\rm 2\;\rm mol\;\rm H_{2}$$\rm D$错误。

故选:$\rm D$

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