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为了研究能量的相互转化问题,某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置,以下叙述不正确的是(  )
A、当断开S2,接通S1时,石墨棒甲上放出氢气,实现了化学能转化为电能
B、当断开S1,接通S2时,该过程是化学能转化为电能,发光二极管被点亮,此时乙极为电池正极
C、石墨棒需放在高温火焰上灼烧到红热,然后骤冷,目的是使其表面变粗糙多孔,可以吸附气体
D、使二极管发光时该装置称为燃料电池,其能量利用率比燃料燃烧大得多
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:A.当断开S2,接通S1时,石墨甲连接电源的负极,石墨甲为阴极,发生还原反应,生成的氢气,为电能向化学能的转化;
B.当断开S1,接通S2时,由于电解质为硫酸钠溶液,电极为石墨,所以形成原电池;
C.根据石墨棒表面变粗糙多孔,可以吸附气体进行判断;
D.二极管发光,化学能转化成了电能,形成了燃料电池,其能量利用率比燃料燃烧高.
解答: 解:A.当断开S2,接通S1时,形成了电解装置,惰性电极电解硫酸钠溶液,实质是电解水,石墨乙连接的是原电池的正极,则乙为阳极,水电离的氢氧根离子失去电子发生氧化反应生成氧气,即石墨乙上生成氧气,石墨甲生成氢气,实现的是电能向化学能的转化,故A错误;
B.打开S1,关闭S2,石墨甲上有氢气、石墨乙有氧气,所以当断开S1,接通S2时,该装置形成燃料原电池,负极(石墨甲)的氢气失电子生成氢离子:2H2-4e-=4H+;正极(石墨乙)上氧气得电子和水生成氢氧根离子:O2+2H2O+4e-=4OH-,二极管会被点亮,故B正确;
C.如果石墨棒表面光滑,生成的气体在电极上无法保存,所以不能形成燃料电池,这样处理的石墨表面变得粗糙,且具有吸附性,使生成的气体在石墨棒上保存,为下一步实验作基础,故C正确;
D.二极管发光时该装置为氢氧燃料电池,实现了化学能向光能的转化,其能量的利用率要大于燃料的直接燃烧,故D正确;
故选A.
点评:本题考查了原电池原理、电解池原理,题目难度中等,注意掌握电解原理、原电池工作原理,明确各个电极上发生的电极反应式是解本题关键,电解硫酸钠溶液时实际上是电解水.
练习册系列答案
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131
53
I
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