Question

11．H₂O₂被稱為綠色氧化劑．如圖是以甲烷燃料電池為電源，電解制備H₂O₂的示意圖．下列有關(guān)敘述中正確的是
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• A． 電解池裝置應(yīng)選擇陽離子交換膜
• B． d 極的電極反應(yīng)式為：O₂+2e^-+2H⁺=H₂O₂
• C． 當(dāng)有16g甲烷參與原電池反應(yīng)時，可制備4 mol H₂O₂
• D． 工作時，a、c電極附近的pH均增大

Answer 1

分析 左邊甲烷燃料電池a極甲烷為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，氧氣為正極，右邊為電解池，d與負(fù)極相連為陰極，O₂在陰極得電子放電生成H₂O₂，電極反應(yīng)式為：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，c與正極相連為陽極，氫氧根離子在陽極放電放出氧氣，據(jù)此結(jié)合選項分析．

解答 解：A、右邊為電解池，d與負(fù)極相連為陰極，O₂在陰極得電子放電生成H₂O₂，電極反應(yīng)式為：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，所以電解池裝置應(yīng)選擇陰離子交換膜，故A錯誤；
B、d與負(fù)極相連為陰極，O₂在陰極得電子放電生成H₂O₂，電極反應(yīng)式為：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，故B錯誤；
C、左邊甲烷為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，d與負(fù)極相連為陰極，電極反應(yīng)式為：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，根據(jù)電子守恒，則當(dāng)有16g甲烷參與原電池反應(yīng)時，可制備$\frac{16g}{16g/mol}$×$\frac{8}{2}$=4 mol H₂O₂，故C正確；
D、a極甲烷為負(fù)極，電極反應(yīng)式為：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，生成氫離子，c與正極相連為陽極，氫氧根離子在陽極放電放出氧氣，消耗氫氧根，所以a、c電極附近的pH均減小，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查了原電池原理和電解池原理的應(yīng)用，注意把握原電池正負(fù)極的判斷以及電極方程式的書寫，題目難度不大．