备考2024届高考化学一轮复习强化训练第六章化学反应与能量变化第3讲原电池的工作原理及常见电池

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A.b电极为电池正极
B.电池工作时，海水中的Na＋向a电极移动
C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D.每消耗1 kg Al，电池最多向外提供37 ml电子的电量
解析 由装置图可知该装置为原电池，其中铝为活泼金属，发生氧化反应，为负极，则石墨为正极。
由上述分析知，b电极为原电池正极，A正确。在原电池中，阳离子向正极移动，故海水中的Na＋向b电极移动，B错误。电池工作时，a电极生成铝离子，铝离子水解使溶液显酸性：Al3＋＋3H2O⇌Al（OH）3＋3H＋，C错误。电池工作时，Al由0价变为＋3价，则每消耗1 kg Al，即100027 ml Al，电池最多向外提供100027 ml×3＝10009 ml电子的电量，D错误。
2.[固体电解质传导][2021重庆]CO2电化学传感器是将环境中CO2浓度转变为电信号的装置，工作原理如图所示，其中YSZ是固体电解质。当传感器在一定温度下工作时，在熔融Li2CO3和YSZ之间的界面X会生成固体Li2O。下列说法错误的是（ B ）
A.CO32－迁移方向为界面X→电极b
B.电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶1
C.电极b为负极，发生的电极反应为2CO32－－4e－O2↑＋2CO2↑
D.电池总反应为Li2CO3Li2O＋CO2↑
解析
根据各电极上转移电子数相等，知电极a上消耗的O2和电极b上产生的CO2的物质的量之比为1∶2，B项错误。
3.[电极反应式的书写][2021河北]我国科学家研究Li－CO2电池，取得了重大科研成果。回答下列问题：
（1）Li－CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在 正 （填“正”或“负”）极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2＋2e－C2O42－
Ⅱ.C2O42－CO2＋CO22－
Ⅲ. C2O42－＋CO22－2CO32－＋C或CO2＋2CO22－2CO32－＋C
Ⅳ.CO32－＋2Li＋Li2CO3
（2）研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。CO2在碱性介质中电还原为正丙醇（CH3CH2CH2OH）的电极反应方程式为 3CO2＋18e－＋13H2OCH3CH2CH2OH＋18OH－ 。
解析 （1）Li－CO2电池中，Li为负极，则CO2在正极发生电化学反应。根据题给电池反应产物知正极反应为3CO2＋4Li＋＋4e－2Li2CO3＋C，结合第Ⅰ步、第Ⅱ步、第Ⅳ步反应，知第Ⅲ步反应为C2O42－＋CO22－2CO32－＋C或CO2＋2CO22－2CO32－＋C。（2）CO2转化为CH3CH2CH2OH，碳元素的化合价由＋4降低为－2，根据电荷守恒和原子守恒，配平的电极反应式为3CO2＋18e－＋13H2OCH3CH2CH2OH＋18OH－。电极
电极反应
正极（石墨）
O2＋4e－＋2H2O4OH－
负极（Al）
Al－3e－Al3＋