Question

14．研究人員發現了一種“水”電池，其總反應為：5MnO₂+2Ag+2NaCl=Na₂Mn₅O₁₀+2AgCl．如圖用“水”電池為電源電解NaCl溶液的實驗中，X電極上有無色氣體逸出．下列有關分析正確的是（　　）

• A． I為負極，其電極反應式為Ag+Cl^-+e^-=AgCl
• B． “水”電池內Na⁺不斷向負極作定向移動
• C． 每轉移1 mol e-，U型管中消耗0.5 mol H₂O
• D． “水”電池內，每生成1 mol Na₂Mn₅O₁₀，X電極上生成1 mol氣體

Answer 1

分析 A．X電極上有無色氣體逸出，應為陰極，生成氫氣，則Ⅰ為負極，Ⅱ為正極，根據電池總反應可判斷出反應中Ag的化合價升高，被氧化，Ag應為原電池的負極，AgCl是氧化產物；
B．原電池工作時，陽離子向正極移動；
C．根據2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，結合轉移電子數計算；
D．方程式中5MnO₂生成1Na₂Mn₅O₁₀，化合價共降低了2價，所以每生成1molNa₂Mn₅O₁₀轉移2mol電子，結合X電極反應計算．

解答 解：A．X電極上有無色氣體逸出，應為陰極，生成氫氣，則Ⅰ為負極，根據電池總反應可判斷出反應中Ag的化合價升高，被氧化，Ag應為原電池的負極，AgCl是氧化產物，則負極發生Ag+Cl^--e^-=AgCl，故A錯誤；
B．原電池工作時，陽離子向正極移動，所以“水”電池內Na⁺不斷向正極作定向移動，故B錯誤；
C．每轉移1mole^-，由2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，可知生成0.5mol氫氣，消耗1mol水，故C錯誤；
D．方程式中5MnO₂生成1Na₂Mn₅O₁₀，化合價共降低了2價，所以每生成1molNa₂Mn₅O₁₀轉移2mol電子，又X電極上有無色氣體逸出，即電極反應為2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，所以X電極上生成1 mol氣體，故D正確．
故選D．

點評 本題考查原電池的電極反應和離子的定向移動以及電化學的簡單計算，做題時要注意總電池反應式的判斷利用，運用兩極上的反應特點做題，分析Mn元素的化合價變化是該題的難點．