| 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

一种$\text{Zn}-\text{C}{{\text{O}}_{2}}$离子液体电池可以在供电的同时将$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$转化为$\text{C}{{\text{H}}_{4}}$,电解质为离子液体${{\left[ \text{EMIM} \right]}^{+}}{{\left[ \text{B}{{\text{F}}_{4}} \right]}^{-}}$及少量水,其中的${{\left[ \text{EMIM} \right]}^{+}}$是一种季铵离子,在电池中作电解质、质子源和促进剂。该电池如图所示运行一段时间后,碳纳米管表面可检测出有$\text{ZnC}{{\text{O}}_{3}}$生成。

下列说法正确的是$\rm (\qquad)$

["

$\\rm a$电极为负极,$\\rm \\left[ \\text{EMIM} \\right]{{}^{+}}$在该电极上被氧化

","

$\\rm b$电极反应式为:$\\rm 5\\text{C}{{\\text{O}}_{2}}+8{{\\text{e}}^{-}}+2{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}=\\text{C}{{\\text{H}}_{4}}+4\\text{CO}_{3}^{2-}$

","

$\\rm {{\\left[ \\text{EMIM} \\right]}^{+}}$是电池中唯一的质子源

","

$\\rm {{\\left[ \\text{EMIM} \\right]}^{+}}$作为电池促进剂的原理是通过生成$\\rm {{\\left[ \\text{ZnNHC} \\right]}^{2+}}$增加电荷浓度,从而增强了离子电流强度

"]
[["B"]]

碳纳米管通入二氧化碳,生成甲烷和$\rm \text{ZnC}{{\text{O}}_{3}}$,发生还原反应,得到电子,是正极,电极反应:$\rm 5\text{C}{{\text{O}}_{2}}+8{{\text{e}}^{-}}+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}=\text{C}{{\text{H}}_{4}}+4\text{CO}_{3}^{2-}$;则锌为负极,锌失电子,发生氧化反应。

$\rm A$.根据分析知,$\rm a$电极为负极,锌被氧化,$\rm A$错误;

$\rm B$.根据分析知,$\rm b$电极反应式为:$\rm 5\text{C}{{\text{O}}_{2}}+8{{\text{e}}^{-}}+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}=\text{C}{{\text{H}}_{4}}+4\text{CO}_{3}^{2-}$$\rm B$正确;

$\rm C$.根据左图可知,水也是质子源,$\rm C$错误;

$\rm D$.根据左图可知,$\rm 2$$\rm {{\left[ \text{EMIM} \right]}^{+}}$生成$\rm 1$$\rm {{\left[ \text{ZnNHC} \right]}^{2+}}$,没有增加电荷的浓度,$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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