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間，假設(shè)電解時溫度不變且用惰性電極，下列說法正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)電池負極消耗mg氣體時，電解池陽極同時有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↑，陽極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，
A．負極上氫氣失電子和氫氧根離子生成水，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，根據(jù)電子守恒計算；
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，陽極上氫氧根離子放電、陰極上氫離子放電，實際上是電解水，導(dǎo)致析出部分碳酸鈉，溶液仍然是飽和溶液；
D．放電時，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．電池負極反應(yīng)為：H₂-2e^-+2OH^-═H₂O，當(dāng)負極消耗mg氣體時，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 $\frac{m}{2}$mol×2=mmol，電解池陽極得電子為 m mol，陽極發(fā)生的反應(yīng)為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，陽極生成氣體的質(zhì)量為：$\frac{m}{4}$mol×32g/mol=8mg，故A錯誤；
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錯誤；
故選C．

點評 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，為易錯點，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．．