Question

氫能是重要的新能源，儲(chǔ)氫技術(shù)的開發(fā)對(duì)于氫能源的推廣應(yīng)用是一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)，是當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)之一，其中有一種可借助有機(jī)物儲(chǔ)氫，如圖所示，一定條件下，該裝置有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫（忽略其他有機(jī)物），下列說法不正確的是（　　）

• A、在外電路，電流方向是從D→A
• B、生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為：C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂
• C、通過電化學(xué)儲(chǔ)氫后，收集到的混合氣仍為10mol
• D、該儲(chǔ)氫裝置的電流效率η=64.3%（η=生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100%）

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：A、根據(jù)圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是負(fù)極、B是正極，電子從負(fù)極流向陰極；
B、該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷；
C、陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陽極上生成2.8mol氧氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2.8mol×4=11.2mol，生成1mol氧氣時(shí)生成2mol氫氣，則生成2.8mol氧氣時(shí)同時(shí)生成5.6mol氫氣，據(jù)此分析；
D、陽極上生成氧氣，同時(shí)生成氫離子，陰極上苯得電子和氫離子反應(yīng)生成環(huán)己烷，苯參加反應(yīng)需要電子的物質(zhì)的量與總轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比就是電流效率η．

解答： 解：A、根據(jù)圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是分解、B是正極，電流從陰極流向負(fù)極，所以從D流向A，故A正確；
B、該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，電極反應(yīng)式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，故B正確；
C、陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陽極上生成2.8mol氧氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2.8mol×4=11.2mol，生成1mol氧氣時(shí)生成2mol氫氣，則生成2.8mol氧氣時(shí)同時(shí)生成5.6mol氫氣，所以收集到的混合氣小于10mol；故C錯(cuò)誤；
D、陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陽極上生成2.8mol氧氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=2.8mol×4=11.2mol，
生成1mol氧氣時(shí)生成2mol氫氣，則生成2.8mol氧氣時(shí)同時(shí)生成5.6mol氫氣，
設(shè)參加反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量是xmol，參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量是3xmol，剩余苯的物質(zhì)的量為10mol×24%-xmol，反應(yīng)后苯的含量=

10mol×24%-x

10mol-3xmol+5.6mol

×100%=10%；x=1.2，苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.2mol×6=7.2mol，

7.2mol

11.2mol

×100%=64.3%，故D正確；
故選：C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解池原理等知識(shí)點(diǎn)，熟悉電解池工作原理是解題關(guān)鍵，題目難度較大．