Question

16．用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水（含Cl^-、Br^-、Na⁺、Mg²⁺）的裝置如圖所示（a，b為石墨電極）．下列說法中正確的是（　�。�

• A． b電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• B． 電解時(shí)，a電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑
• C． 電解時(shí)，電子流動(dòng)路徑是：負(fù)極→外電路→b→溶液→a→正極
• D． 忽略能量消耗，當(dāng)電池中消耗0.02gH₂時(shí)，b極周圍會(huì)產(chǎn)生0.02gH₂

Answer 1

分析 左邊裝置是氫氧燃料電池，投放燃料的電極為負(fù)極，負(fù)極氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，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，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；氫氧燃料電池作外接電源，電解鹵水，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)，據(jù)此分析解答．

解答 解：A．氫氧燃料電池中，正極上放電的是氧氣，在酸性電解質(zhì)環(huán)境下，電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故A錯(cuò)誤；
B．還原性強(qiáng)的離子在陽(yáng)極先放電，因?yàn)檫�原性：Br^-＞Cl^-，所以電解時(shí)a電極周圍首先放電的是Br^-而不是Cl^-，電極反應(yīng)為：2Br^--2e^-=Br₂↑，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)，則電子流動(dòng)路徑是：負(fù)極→外電路→陰，陽(yáng)極→正極，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)H₂-2e^-=2H⁺可知轉(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D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池的工作原理，為高頻考點(diǎn)，明確離子的放電順序是解題關(guān)鍵，易錯(cuò)選項(xiàng)是C，注意電子不進(jìn)入電解質(zhì)溶液，題目難度不大．