Question

7．當(dāng)電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀水溶液的甲烷燃料電池電解飽和碳酸鈉溶液一段時(shí)間，假設(shè)電解時(shí)溫度不變且用惰性電極，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 當(dāng)電池正極消耗mg氣體時(shí)，電解池陰極同時(shí)有mg氣體生成
• B． 電解后c（Na⁺）與c（CO₃^2-）的比值變小
• C． 電池中c（KOH）不變；電解池中溶液pH變大
• D． 電解后c（Na₂CO₃）不變

Answer 1

分析 該燃料電池為堿性電池，電池的正極反應(yīng)為：O₂+2H₂0+4e^-═4OH^-，負(fù)極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，電解飽和碳酸鈉溶液陰極發(fā)生的反應(yīng)為：2H⁺+2e^-═H₂↑，陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂0，以此結(jié)合電子守恒計(jì)算解答．

解答 解：A．原電池的正極反應(yīng)為O₂+2H₂0+4e^-═4OH^-，當(dāng)轉(zhuǎn)正極消耗mg氣體時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為$\frac{m}{32}$mol×2=$\frac{m}{16}$mol，電解池陰極得電子為 $\frac{m}{16}$mol，陰極發(fā)生的反應(yīng)為：2H⁺+2e^-═H₂↑，陰極生成氣體的質(zhì)量為 $\frac{m}{16}$mol×2g/mol=$\frac{m}{8}$g，故A錯(cuò)誤；
B．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(huì)析出碳酸鈉晶體，但是c（Na₂CO₃）不變，所以c（Na⁺）與c（CO₃^2-）的比值不變，故B錯(cuò)誤；
C．甲烷燃料電池的總反應(yīng)為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，反應(yīng)消耗氫氧化鉀，則c（KOH）減小，pH減小，故C錯(cuò)誤；
D．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(huì)析出碳酸鈉晶體，但是c（Na₂CO₃）不變，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了燃料電池和電解池原理的應(yīng)用，注意把握溶液的酸堿性與電極反應(yīng)的關(guān)系以及電子守恒在計(jì)算中的應(yīng)用，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．