Question

15．以H₂、O₂、熔融鹽Na₂CO₃組成燃料電池，采用電解法制備Fe（OH）₂，裝置如圖所示，其中P端通入CO₂，通電一段時(shí)間后，右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色．則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． X、Y兩端都必須用鐵作電極
• B． 不可以用NaOH溶液作為電解液
• C． 陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H⁺+2e^-=H₂↑
• D． 白色沉淀只能在陽(yáng)極上產(chǎn)生

Answer 1

分析 左邊裝置是原電池，為氫氧燃料電池，通入氫氣的電極I為負(fù)極、通入氧氣的電極II為正極，負(fù)極反應(yīng)式為H₂-2e^-+CO₃^2-═CO₂+H₂O，正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，右邊裝置是電解池，X是陰極、Y是陽(yáng)極，陰極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-、陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂↓，則Y電極材料應(yīng)該為Fe，據(jù)此分析解答．

解答 解：左邊裝置是原電池，為氫氧燃料電池，通入氫氣的電極I為負(fù)極、通入氧氣的電極II為正極，負(fù)極反應(yīng)式為H₂-2e^-+CO₃^2-═CO₂+H₂O，正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，右邊裝置是電解池，X是陰極、Y是陽(yáng)極，陰極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-、陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂↓，則Y電極材料應(yīng)該為Fe，
A．通過(guò)以上分析知，Y電極必須是Fe，但X電極不一定是Fe，故A錯(cuò)誤；
B．電解過(guò)程是陰極上H⁺放電生成氫氣，同時(shí)生成OH^-，OH^-和Fe²⁺反應(yīng)生成Fe（OH）₂，溶液呈堿性，所以可以用NaOH溶液作為電解液，故B錯(cuò)誤；
C．陰極上H⁺放電生成氫氣，陰極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故C正確；
D．電解時(shí)電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，所以白色沉淀可以在陰極產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理及化學(xué)電源新型電池，為高頻考點(diǎn)，注意把握原電池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，解答本題的關(guān)鍵是根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷原電池的正負(fù)極，難點(diǎn)是燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)．