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

酒驾行为危害社会安全,交警部门常用酸性燃料电池酒精检测仪对此进行检测。该检测仪的工作原理如图所示,下列说法正确的是$(\qquad)$

["

电子从呼气的$\\rm Pt$电极透过质子交换膜,流向通入$\\rm O_{2}$$\\rm Pt$电极

","

正极的电极反应式为$\\rm O_{2}\\rm +\\rm 4e^{-}\\rm +\\rm 4H^{+}\\rm =\\rm 2H_{2}O$

","

该电池工作一段时间后,负极区溶液的 $\\rm pH$ 增大

","

每消耗$\\rm 22.4\\;\\rm L\\;\\rm O_{2}$时,外电路就通过$\\rm 4\\;\\rm mol$电子

"]
[["B"]]

图为燃料电池,则通入氧气的$\rm Pt$电极为原电池的正极,酸性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为$\rm O_{2}\rm +\rm 4e^{-}\rm +\rm 4H^{+}\rm =\rm 2H_{2}O$;呼气通入的$\rm Pt$电极为原电池的负极,呼出的乙醇在负极失去电子发生氧化反应生成乙酸,电极反应式为$\rm {C}{{{H}}_{{3}}}{C}{{{H}}_{{2}}}{OH-4}{{{e}}^{-}}+{{{H}}_{{2}}}{O}={C}{{{H}}_{{3}}}{COOH+4}{{{H}}^{+}}$

$\rm A$.电子从呼气的电极经导线流向通入氧气的电极,不能通过质子交换膜移动,故$\rm A$错误;

$\rm B$.通入氧气的$\rm Pt$电极为原电池的正极,酸性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为$\rm O_{2}\rm +\rm 4e^{-}\rm +\rm 4H^{+}\rm =\rm 2H_{2}O$,故$\rm B$正确;

$\rm C$.呼气通入的$\rm Pt$电极为原电池的负极,呼出的乙醇在负极失去电子发生氧化反应生成乙酸,电极反应式为$\rm {C}{{{H}}_{{3}}}{C}{{{H}}_{{2}}}{OH-4}{{{e}}^{-}}+{{{H}}_{{2}}}{O}={C}{{{H}}_{{3}}}{COOH+4}{{{H}}^{+}}$,则电池工作一段时间后,负极区溶液的$\rm pH$减小,故$\rm C$错误;

$\rm D$.未指明气体所处的温度和压强条件,无法计算消耗$\rm 22.4\;\rm L$氧气的物质的量,也无法计算外电路电子转移的物质的量,故$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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