Question

用酸性氫氧燃料電池為電源電解CuSO₄溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．下列關(guān)于此裝置的說(shuō)法中，正確的是（　�。�

• A、燃料電池工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O
• B、a極是石墨，b極是銅時(shí)，b極的電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
• C、a極是石墨，b極是純銅時(shí)，電解一定時(shí)間后兩極產(chǎn)生的氣體體積都為224ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則原溶液的濃度是0.1mol/L
• D、a、b兩極均是石墨時(shí)，若a極產(chǎn)生的氣體為56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則U形管中溶液的PH為2（體積變化忽略不計(jì)）

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：A．燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
B．通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極是正極，則a是陽(yáng)極、b是陰極，陰極上銅離子放電；
C．a(chǎn)極是石墨，b極是純銅時(shí)，電解一定時(shí)間后兩極產(chǎn)生的氣體體積都為224ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況），即氫氣和氧氣的物質(zhì)的量都是0.01mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算n（Cu²⁺），再結(jié)合C=

n

V

計(jì)算硫酸銅濃度；
D．a(chǎn)、b兩極均是石墨時(shí)，若a極產(chǎn)生的氣體為56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），a極產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量=

0.056L

22.4L/mol

=0.0025mol，硫酸銅的物質(zhì)的量未知無(wú)法確定氫離子是否放電．

解答： 解：A．燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O、負(fù)極反應(yīng)為H₂-2e^-=2H⁺，故A錯(cuò)誤；
B．通入燃料的電極是負(fù)極、通入氧化劑的電極是正極，則a是陽(yáng)極、b是陰極，陰極上銅離子放電，電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，故B錯(cuò)誤；
C．a(chǎn)極是石墨，b極是純銅時(shí)，電解一定時(shí)間后兩極產(chǎn)生的氣體體積都為224ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況），即氫氣和氧氣的物質(zhì)的量都是0.01mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（Cu²⁺）=

0.01mol×4-0.01mol×2

2

=0.01mol，硫酸銅濃度C=

n

V

=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，故C正確；
D．a(chǎn)、b兩極均是石墨時(shí)，若a極產(chǎn)生的氣體為56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），a極產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量=

0.056L

22.4L/mol

=0.0025mol，硫酸銅的物質(zhì)的量未知無(wú)法確定氫離子是否放電，所以無(wú)法計(jì)算溶液的pH，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，要注意結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書(shū)寫(xiě)，題目難度不大．