Question

14．如圖中甲為甲烷和O₂構(gòu)成的燃料電池示意圖，電解質(zhì)為KOH溶液，乙為電解飽和MgCl₂溶液的裝置，其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜．用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)開(kāi)始后觀察到Fe電極附近出現(xiàn)白色沉淀．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 甲中A處通入CH₄，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O
• B． 乙中電解MgCl₂溶液的總反應(yīng)為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-
• C． 理論上甲中每消耗22.4 L CH₄（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），乙中產(chǎn)生4 mol Cl₂
• D． 甲、乙中電解質(zhì)溶液的pH都增大

Answer 1

分析 甲為甲烷和O₂構(gòu)成的燃料電池，電解質(zhì)為KOH溶液，則甲烷為負(fù)極，氧氣為正極；乙為電解MgCl₂溶液的裝置，反應(yīng)開(kāi)始后觀察到Fe電極附近出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明Fe電極附近生成氫氧根離子，則Fe電極是陰極氫離子放電生成氫氣、C是陽(yáng)極氯離子放電生成氯氣，所以與Fe電極相連的Pt電極為負(fù)極通入CH₄，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，與C電極相連的Pt電極為正極通入O₂，正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，據(jù)此分析解答．

解答 解：A．通過(guò)以上分析知，與C電極相連的Pt電極A處通入的氣體為O₂，正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故A錯(cuò)誤；
B．乙中電解MgCl₂溶液的總反應(yīng)為2Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+Mg（OH）₂↓，故B錯(cuò)誤；
C．甲原電池負(fù)極通入CH₄，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，乙中陽(yáng)極氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂，所以每消耗22.4 L CH₄（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），乙中產(chǎn)生4 mol Cl₂，故C正確；
D．甲原電池總反應(yīng)為CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，KOH參加反應(yīng)導(dǎo)致氫氧根離子濃度減小，溶液的pH降低，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解池，明確Fe電極附近出現(xiàn)白色沉淀來(lái)確定Fe電極為陰極是解答本題的關(guān)鍵，熟悉工作原理即可解答，難度不大，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力．