Question

7．用酸性氫氧燃料電池電解硫酸鈉飽和溶液的裝置如圖所示 （a、b為銅電極）．下列說(shuō)法中不正確的是（　　）

• A． 電池工作時(shí)，正極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O
• B． 電解時(shí)，當(dāng)陰極逸出amol氣體，同時(shí)有W克Na₂SO₄﹒10H₂O 析出，保持溫度不變，剩余溶液中的硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{71W}{161（W+36a）}$×100%
• C． 電解時(shí)，電子流動(dòng)路徑是：負(fù)極→外電路→陰極→溶液→陽(yáng)極→正極
• D． 忽略能量損耗，當(dāng)電池中消耗0.01g O₂時(shí)，b 極周圍會(huì)產(chǎn)生0.02g H₂

Answer 1

分析 左邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池，原電池放電時(shí)，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以投放燃料的電極為負(fù)極，投放氧化劑的電極為正極，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；右邊裝置有外接電源，所以是電解池，連接負(fù)極的b電極是陰極，連接正極的a電極是陽(yáng)極，陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；兩電池工作時(shí)，電子的流動(dòng)路徑是：負(fù)極→外電路→陰極→溶液→陽(yáng)極→正極．

解答 解：A、左邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池；原電池放電時(shí)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故A正確．
B、電解時(shí)，陰極上析出的是氫氣，當(dāng)陰極逸出amol氣體電解的水的質(zhì)量為：
2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$O₂↑+2H₂↑，
36g            2mol
18ag           amol
所以當(dāng)陰極逸出amol氣體電解的水的質(zhì)量為18ag，電解后的溶液仍為飽和溶液，溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{\frac{142}{142+180}×100%×W}{W+18a}×100%$=$\frac{71W}{161（W+18a）}$，故B錯(cuò)誤．
C、電子在導(dǎo)線中移動(dòng)，不能在溶液中移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D、燃料電池和電解池中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，當(dāng)電池中消耗0.02gH₂，根據(jù)電極反應(yīng)：H₂→2H⁺+2e^-，所以轉(zhuǎn)移電子0.02mol，b極的電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-→H₂，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，會(huì)產(chǎn)生0.02gH₂，故D正確．
故選BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池，明確原電池和電解池原理是解本題關(guān)鍵，知道離子的放電順序，易錯(cuò)選項(xiàng)是C，注意電子不進(jìn)入電解質(zhì)溶液，溶液中陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)而形成電流，題目難度中等．