Question

16．下列幾個與電化學(xué)相關(guān)的裝置示意圖中，有關(guān)敘述正確的是（　　）

• A． 裝置①是電解Na₂SO₄溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿示意圖，若氣體甲，乙的體積比約為1：2，則離子交換膜c、d均為陰離子交換膜，產(chǎn)物丙為硫酸溶液
• B． 裝置②是以肼（N₂H₄）為燃料的電池裝置，a極的反應(yīng)式：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O
• C． 裝置③是在待鍍鐵制品上鍍銅的實驗裝置，電鍍過程中電極Ⅱ上Cu²⁺放電而使溶液中Cu²⁺濃度逐漸變小
• D． 裝置④是金屬犧牲陽極的陰極保護(hù)法實驗裝置，加入K₃[Fe（CN）6]溶液后，F(xiàn)e電極附近會產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

Answer 1

分析 A．裝置①電解硫酸鈉溶液時，陽極上OH^-放電生成O₂、陰極上H⁺放電生成H₂，所以實質(zhì)上是電解H₂O，同溫同壓下，轉(zhuǎn)移電子相等時生成H₂、O₂的體積之比為2：1，同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1：2，則甲是O₂、乙是H₂，所以a是陽極、b是陰極；陽極附近有H⁺生成，陰極附近有OH^-生成，c為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜，硫酸根通過陰離子交換膜進(jìn)入左室，所以產(chǎn)物丙是H₂SO₄，鈉離子通過陽離子交換膜進(jìn)入右室，所以產(chǎn)物丁是NaOH；
B．裝置②是燃料電池，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電池總反應(yīng)為：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O；
C．裝置③是在鐵上鍍銅，鐵作陰極，銅作陽極，陰極上銅離子得電子生成銅單質(zhì)，陽極上銅失電子生成銅離子進(jìn)入溶液，陰陽極上得失電子相等，陽極消耗的銅等于陰極上析出的銅；
D．裝置④中鋅的金屬性強(qiáng)于鐵，與鐵構(gòu)成原電池，在酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕，鋅易失電子作負(fù)極，鐵作正極，鐵被保護(hù)．

解答 解：A．裝置①是電解Na₂SO₄溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿示意圖，若氣體甲、乙的體積比約為1：2，氣體甲為氧氣，氣體乙為氫氣，c為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜，產(chǎn)物丙為硫酸溶液，故A錯誤；
B．裝置②是以肼（N₂H₄）為燃料的電池裝置，a極的反應(yīng)式：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，故B正確；
C．裝置③是在待鍍鐵制品上鍍銅的實驗裝置，電鍍過程中電極Ⅱ上Cu²⁺得電子變成Cu，電極I上Cu失電子變成Cu²⁺進(jìn)入溶液中，溶液中Cu²⁺濃度不變，故C錯誤；
D．裝置④是金屬犧牲陽極的陰極保護(hù)法實驗裝置，Zn失電子被消耗，F(xiàn)e得電子被保護(hù)，加入K₃[Fe（CN）₆]溶液后，由于Fe電極被保護(hù)，F(xiàn)e電極附近不會產(chǎn)生特征藍(lán)色的沉淀，故D錯誤；
故選B．

點(diǎn)評 本題綜合考查了原電池和電解池的工作原理，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重學(xué)生分析能力、應(yīng)用能力的考查，明確原電池正負(fù)極的判斷方法、電解池中離子放電順序、離子交換膜的作用即可解答，題目難度中等．