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一、判断有机物得失电子
例1:微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法正确的是
A.该装置是原电池,b极是负极
B.该电池工作时,应选用质子交换膜
C.该电池工作时,电子从a经电流表A流向b,离子从右经交换膜向左迁移
D.电极a反应:(C6H10O5)n-24e-+7H2O=6CO2↑+24H+
[解析]由题意利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置,即为原电池,由图b极通O2,a极为有机物,则b极为正极,氧气发生还原反应,a极为负极,有机物发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子,负极电极反应:(C6H10O5)n+ 7nH2O - 24ne﹣= 6nCO2↑+ 24n H+,原电池中阳离子移向正极b极,本题选B。
例2:以和N,N—二蒽醌—花酰二亚胺(PTCDI-DAQ)作电极的新型有机钾离子电池的综合性能达到了世界领先水平,该电池的工作原理如图。下列说法正确的是
[解析]此题初看无法判断物质的电子转移,但题目图最上方提供了电子的流动方向,由a到b。放电时,a电极为原电池负极,发生氧化反应,b电极为原电池正极,发生还原反应;充电时,a电极为阴极,发生还原反应,b电极为阳极,发生氧化反应。本题选B。
二、判断有机物得失电子数目
例3:高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
[解析]观察题图,充电时,左侧的FQH2生成右侧FQ被氧化(失2个H,生成羰基),所以充电时,装置图中接碱性电解质的右侧为阳极,接酸性电解质的左侧为阴极,推出Zn(OH)42-得电被还原为Zn,OH-增多,为平衡电荷,中性电解质经阳膜迁移Na+,经阴膜迁移Cl-到右侧。而放电时左侧为负极,Zn被氧化为Zn(OH)42-,右侧为正极FQ与2个H+被还原为FQH2,氢离子减少,pH增大。选C。
三、综合判断有机物原电池
例4:某有机物作电极材料的水系二次电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
[解析]
从题图中分析,从到
的变化,是失去2个电子,生成羰基的过程,所以放电时a为负极;b极I3-得2个电子生成I-,为正极。每转移2mol e-,右侧增加2 mol阴离子,同时有2 mol 离子进入右室,右室离子数目增加4 mol。
充电时,a极接电源负极,为阴极反应式:
选D。
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