Question

用酸性氫氧燃料電池電解飽和食鹽水的裝置如圖所示（a、b為石墨電極，不考慮U形管中氣體的溶解且a上產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入小試管中）．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　�。�

A．同溫同壓下，燃料電池中參與反應(yīng)的H₂ 和0₂ 的體積之比為2：1

B．同等條件下，U形管a、b兩端產(chǎn)生的氣體的密度之比為35.5：1

C．燃料電池中消耗0.2g H₂ 時(shí)，U形管中陰極產(chǎn)生的氣體為2.24 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

D．燃料電池中消耗1 mol 0₂ 時(shí)，小試管中反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為4×6.02×10²³??

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)；
A．同溫同壓下，氣體摩爾體積相同，參加反應(yīng)的氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等判斷；
B．同等條件下，根據(jù)ρ=

M

Vm

判斷；
C．根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同判斷；
D．根據(jù)小試管中化學(xué)反應(yīng)方程式各物質(zhì)之間的關(guān)系式判斷．

解答：解：A．同溫同壓下，氣體摩爾體積相同，參加反應(yīng)的氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等時(shí)，二者的物質(zhì)的量之比為2：1，所以其體積為2：1，故A正確；
B．同等條件下，氣體摩爾體積相同，電解時(shí)，a極上析出氯氣，b極上析出氫氣，根據(jù)ρ=

M

Vm

知，其密度之比=其摩爾質(zhì)量之比=71：2=35.5：1，故B正確；

C．根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同得，當(dāng)燃料電池中消耗0.2g H₂ 時(shí)，U形管中陰極上產(chǎn)生的氣體是氫氣，所以產(chǎn)生的氣體質(zhì)量也為0.2g，其體積=

0.2g

2g/mol

×22.4L/mol=2.24 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），故C正確；
D．根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知，當(dāng)燃料電池中消耗1 mol 0₂ 時(shí)，a極上產(chǎn)生2mol氯氣，小試管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，所以小試管中反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為2×6.02×10²³，故D錯(cuò)誤；
故選D．??

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池原理，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等進(jìn)行分析解答，難度不大．