题目内容

下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：
TiO2/S TiO2/S*(激发态)
TiO2/S*―→TiO2/S＋＋e－
I3—＋2e－―→3I－
2TiO2/S＋＋3I－―→2TiO2/S＋I3—
下列关于该电池叙述错误的是                  (　　)
A．电池工作时，I－在镀铂导电玻璃电极上放电
B．电池工作时，是将太阳能转化为电能
C．电池的电解质溶液中I－和I3—的浓度不会减少
D．电池中镀铂导电玻璃为正极
A
本题考查原电池的工作原理，意在考查化学基本原理的分析和应用能力。根据电池反应，TiO2电极流出电子，镀铂导电玻璃电极流入电子，故镀铂导电玻璃作正极，I在镀铂导电玻璃电极上发生还原反应I3—＋2e－=3I－，A项错误，D项正确；电池工作时，有机光敏染料吸收太阳能，最终转化为电能，B项正确；根据电池反应，电池工作时，I－在负极放电和正极生成的物质的量相等，I3—在正极放电和负极生成的物质的量相等，故二者在电解质溶液中的浓度不变，C项正确。
练习册系列答案
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(1)事实证明,原电池中发生的反应通常是放热反应。利用下列化学反应可以设计成原电池的是　　　　。 
A.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH>0
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH<0
C.2H2(g) +O2(g)2H2O(l)　ΔH<0
D.CaCO3(s)+2HCl(aq)CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)　ΔH<0
E.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH<0
(2)有A、B、C、D四种金属,将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断A、B、C、D的活动性由强到弱的顺序是　　　　。 
有A、B、C、D四种金属,当A、B组成原电池时,电子流动方向AB;当A、D组成原电池时,A为正极;B与C构成原电池时,电极反应式为C2++2e-=C,B-2e-=B2+,则A、B、C、D金属性由强到弱的顺序为(　　)。
A.A＞B＞C＞D             B.A＞B＞D＞C
C.D＞A＞B＞C             D.D＞C＞A＞B
已知反应AsO43—＋2I－＋2H＋AsO32—＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：
Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸
Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液
结果发现电流计指针均发生偏转。

据此，下列判断正确的是           (　　)
A．操作Ⅰ过程中，C1为正极
B．操作Ⅱ过程中，盐桥中的K＋移向B烧杯溶液
C．操作Ⅰ过程中，C2棒上发生的反应为：AsO43—＋2H＋＋2e－=AsO33—＋H2O
D．操作Ⅱ过程中，C1棒上发生的反应为：2I－=I2＋2e－
高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下：
Ni(OH)2＋MNiOOH＋MH，下列叙述正确的是  (　　)
A．放电时正极附近溶液的碱性增强
B．放电时负极反应为：M＋H2O＋e－=MH＋OH－
C．充电时阳极反应为：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－
D．放电时每转移1 mol电子，正极有1 mol NiOOH被氧化
根据右图，下列判断正确的是
A．电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极
B．烧杯b中发生的电极反应为Zn－2e－＝Zn2+
C．烧杯a中发生反应O2+4H++4e－＝2H2O，溶液pH降低
D．向烧杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成
研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是(　　)
A．水既是氧化剂又是溶剂
B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动
D．总反应为：2 Li＋2H2O=2 LiOH＋H2↑
铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42—2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
放电时：正极的电极反应式是______________________________；电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。
【实验目的】利用所学知识，设计电池装置。
【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。
【电解质】果汁（橙汁、苹果汁、柠檬汁等）。
【其他】导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。
【实验方案】①Cu—Mg原电池，电解质溶液为橙汁；
②Cu—Fe原电池，电解质溶液为苹果汁；
③Fe—Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁。

【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，用发光二极管两端分别接触三种方案中金属活动性不同的金属夹。观察现象，连接方式如图所示。
【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。
【实验结论】原电池把化学能转变为电能。
回答问题：
（1）连接装置时活泼金属接二极管的________极上，较不活泼金属接二极管的________极上。
（2）在方案①②中铜作电极情况__________________________。
（3）在方案①③中镁作电极情况__________________________。
（4）在方案②③中铁作电极情况__________________________。
（5）在方案③中负极反应为______，正极反应为________，总方程式为__________________________________________________________。

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