Question

18．用酸性氫氧燃料電池（甲池）為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置（乙池，一定條件下可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫）如圖所示．甲池中C為含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%的混合氣體，D為l0mol混合氣體其中苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為24%（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），E為標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.8mol氣體（忽略水蒸汽），下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 甲池中A處通入H₂，E處有O₂放出
• B． 甲池中H⁺由F極移向G極
• C． 乙池中陰極區(qū)只有苯被還原
• D． 導(dǎo)線(xiàn)中共傳導(dǎo)11.2mol電子

Answer 1

分析 甲池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，投放氧氣的電極為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，負(fù)極反應(yīng)為：H₂-2e^-═2H⁺，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，所以G為負(fù)極，通入氫氣，F(xiàn)為正極通入氧氣，據(jù)此分析．

解答 解：A、陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，所以G為負(fù)極，即B通入氫氣，E處產(chǎn)生氧氣，故A錯(cuò)誤；
B、甲池裝置是氫氧燃料電池，H⁺由負(fù)極移向正極，即由G極移向F極，故B錯(cuò)誤；
C、若參加反應(yīng)的苯有10mol×24%-10mol×10%=1.4mol，乙池中陰極區(qū)苯放電的電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，1.4mol苯反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為1.4mol×6=8.4mol，所以乙池中陰極區(qū)不只有苯被還原，故C錯(cuò)誤；
D、生成2.8mol氧氣，據(jù)電極反應(yīng)式4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑可知，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為2.8mol×4=11.2mol，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氫氧燃料電池和電解池的相關(guān)知識(shí)，注意分析各電極反應(yīng)，題目難度較大．