Question

利用甲烷空氣（堿性溶液）燃料電池電解500mL物質(zhì)的量濃度都為2mol/L的NaCl和CuSO₄的混合溶液，當(dāng)電路上通過4mol電子時(shí)，下列判斷正確的是（　�。�

• A、電池消耗的甲烷的物質(zhì)的量至少有1 mol
• B、陽極收到標(biāo)況下的氣體的體積為28L
• C、陰極收到標(biāo)況下的氣體的體積為11.2L
• D、若不考慮溶液體積變化，溶液的PH值為0

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：混合溶液中n（NaCl）=n（CuSO₄）=2mol/L×0.5L=1mol，當(dāng)電路上通過4mol電子時(shí)，陽極上氯離子放電轉(zhuǎn)移1mol電子，氫氧根離子放電通過3mol電子，生成n（O₂）=

3mol

4

=0.75mol；
陰極上完全析出銅單質(zhì)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=1mol×2=2mol，還有2mol電子通過氫離子放電轉(zhuǎn)移，則生成n（H₂）=

2mol

2

=1mol，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算消耗甲烷的物質(zhì)的量．

解答： 解：A．串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，當(dāng)電路上通過4mol電子時(shí)，消耗n（CH₄）=

4mol

[4-(-4)]

=0.5mol，故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)電路上通過4mol電子時(shí)，陽極上氯離子放電轉(zhuǎn)移1mol電子，生成n（Cl₂）=0.5mol，氫氧根離子放電通過3mol電子，生成n（O₂）=

3mol

4

=0.75mol，所以陽極收到標(biāo)況下的氣體的體積=（0.5+0.75）mol×22.4L/mol=28L，故B正確；
C．當(dāng)電路上通過4mol電子時(shí)，陰極上完全析出銅單質(zhì)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=1mol×2=2mol，還有2mol電子通過氫離子放電轉(zhuǎn)移，則生成n（H₂）=

2mol

2

=1mol，陰極收到標(biāo)況下的氣體的體積為22.4L，故C錯(cuò)誤；
D．n（H₂）：n（O₂）=1：0.75=4：3，如果氫氣和氧氣的物質(zhì)的量之比為2：1時(shí)，溶液呈中性，實(shí)際上二者的物質(zhì)的量之比為4：3，則溶液中多放出0.25mol氧氣，溶液中c（H⁺）=

0.25mol×4

0.5L

=2mol/L，溶液的pH小于0，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關(guān)鍵，知道電解過程各個(gè)階段得到的物質(zhì)分別是什么，再結(jié)合氣體摩爾體積進(jìn)行計(jì)算，題目難度中等．