Question

7．當(dāng)電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀水溶液的氫氧燃料電池電解飽和碳酸鈉溶液一段時(shí)間，假設(shè)電解時(shí)溫度不變且用惰性電極，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 當(dāng)電池負(fù)極消耗mg氣體時(shí)，電解池陽(yáng)極同時(shí)有mg氣體生成
• B． 電池的正極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O
• C． 電解后c（Na₂CO₃）不變，且溶液中有晶體析出
• D． 電池中c（KOH）不變；電解池中溶液pH變大

Answer 1

分析 該燃料電池為堿性電池，電池的正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，負(fù)極反應(yīng)為：H₂-2e^-+2OH^-═H₂O，電解飽和碳酸鈉溶液陰極發(fā)生的反應(yīng)為：2H⁺+2e^-═H₂↑，陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，
A．負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子生成水，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，根據(jù)電子守恒計(jì)算；
B．正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子；
C．電解時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電、陰極上氫離子放電，實(shí)際上是電解水，導(dǎo)致析出部分碳酸鈉，溶液仍然是飽和溶液；
D．放電時(shí)，原電池中生成水，氫氧化鉀的物質(zhì)的量不變，據(jù)此確定其濃度是否變化；電解池中碳酸鈉濃度不變，其pH不變．

解答 解：A．電池負(fù)極反應(yīng)為：H₂-2e^-+2OH^-═H₂O，當(dāng)負(fù)極消耗mg氣體時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 $\frac{m}{2}$mol×2=mmol，電解池陽(yáng)極得電子為 m mol，陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，陽(yáng)極生成氣體的質(zhì)量為：$\frac{m}{4}$mol×32g/mol=8mg，故A錯(cuò)誤；
B．該燃料電池為堿性電池，電池的正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故B錯(cuò)誤；
C．電解后，由于電解了水，水的質(zhì)量減小，碳酸鈉為飽和溶液，所以會(huì)析出碳酸鈉晶體，但是仍然為碳酸鈉飽和溶液，則c（Na₂CO₃）不變，故C正確；
D．放電時(shí)燃料電池的總反應(yīng)為O₂+2H₂═2H₂O，原電池中生成水，氫氧化鉀的物質(zhì)的量不變，則氫氧化鉀濃度降低；電解池中碳酸鈉濃度不變，其pH不變，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和電解池工作原理，題目難度中等，明確電解反應(yīng)實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意電解后的碳酸鈉溶液仍然是飽和溶液，導(dǎo)致其濃度、pH都不變，為易錯(cuò)點(diǎn)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．．