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

高分子有机物聚吡咯$\rm (PPy)$是一种光敏型半导体,其制成的纳米管在紫外光照射、关闭周期内会发生如下反应:端正电荷分布密度的变化,在电解质溶液中产生离子电流。某科研组使用$\rm PPy$构建了一种浓差电池,用来提取天然水中的氢能,其构造如图所示。下列叙述正确的是$(\qquad)$

["

电极$\\rm a$的电势低于电极$\\rm b$

","

$\\rm {b}$极电极方程式为$2{{\\text{H}}^{+}}+2{{\\text{e}}^{-}}={{\\text{H}}_{2}}\\uparrow $

","

纳米管道中的离子电流仅由$\\text{PPy}$阳离子的定向移动形成

","

照射一段时间后关闭光源,纳米管道中仍能存在微弱电流

"]
[["D"]]

,由此反应可知,在光照下,在电极$\rm b$失电子生成,天然水中的$\rm {{\text{H}}^{+}}$在电极$\rm a$得电子生成$\rm {{\text{H}}_{2}}$,根据电子流向可知电极$\rm b$为负极,电极$\rm a$为正极。

$\rm A$.由分析可知,$\rm a$极为正极,$\rm b$极为负极,故$\rm a$极的电势高于$\rm b$极,$\rm A$错误;

$\rm B$.电极$\rm b$为负极,失电子发生氧化反应,电极方程式为:$\rm -e^{-}=$$\rm B$错误;

$\rm C$.天然水是混合物,含有多种离子,因此除了$\rm PPy$阳离子之外还会有其它离子(如$\rm {{\text{H}}^{+}}$$\rm N{{a}^{+}}$等)在溶液中定向移动也能形成离子电流,$\rm C$错误;

$\rm D$.照射一段时间后关闭光源,则反应会逆向进行,导致纳米管道中仍能存在微弱电流,$\rm D$正确;

故选:$\rm D$

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