Question

6．科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高，可用于航天航空．如圖1所示裝置中，以稀土金屬材料做惰性電極，在兩極上分別通入CH₄和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y₂O₃的ZrO₂固體，它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O^2-離子（O₂+4e→2O^2-）．下列說法不正確的是（　　）

• A． c電極的名稱為正極，d電極上的電極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+4O^2-═CO₂+2H₂O
• B． 如圖2所示，a電極上的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
• C． 如圖2所示電解100mL0.5mol/LCuSO₄溶液，若a電極產(chǎn)生56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，則所得溶液的pH=1（不考慮溶液體積變化）
• D． 若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可加入Cu₂（OH）₂CO₃

Answer 1

分析 依據(jù)裝置圖1中電流流向分析，c為正極，氧氣的電子發(fā)生還原反應(yīng)，d為負(fù)極，甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
圖2是電解池，與電源正極連接的a電極為陽極，發(fā)生4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，b為陰極，發(fā)生為Cu²⁺+2e^-═Cu，結(jié)合電極方程式計(jì)算．

解答 解：A．圖1是原電池，依據(jù)電流流向是從正極流向負(fù)極，c電極為正極，d電極為電池負(fù)極，d極上甲烷失電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+4O^2-═CO₂+2H₂O，故A正確；
B．圖2是電解池，與電源正極連接的a電極為陽極，發(fā)生4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，故B正確；
C．若a電極產(chǎn)生56mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體為氧氣，物質(zhì)的量為0.0025mol，消耗氫氧根離子物質(zhì)的量為0.01mol，溶液中生成氫離子物質(zhì)的量為0.01mol，c（H⁺）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，pH=-lg0.1=1，故C正確；
D．所得溶液電解過程中CuSO₄溶液每損失2個(gè)Cu原子，就損失2個(gè) O原子，相當(dāng)于損失一個(gè)CuO，為了使CuSO₄溶液，恢復(fù)原濃度，應(yīng)加入CuO，也可以加入CuCO₃，符合恢復(fù)溶液濃度的定量關(guān)系，但不能加入Cu（OH）₂、Cu₂（OH）₂CO₃，故D錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評 本題考查原電池原理和電解池原理的應(yīng)用，是中等難度的試題，試題綜合性較強(qiáng)，在注重對基礎(chǔ)知識鞏固和訓(xùn)練的同時(shí)，主要是側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實(shí)際問題的能力．