Question

7．用酸性氫氧燃料電池電解硫酸鈉飽和溶液的裝置如圖所示 （a、b為銅電極）．下列說法中不正確的是（　　）

• A． 電池工作時，正極反應式為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O
• B． 電解時，當陰極逸出amol氣體，同時有W克Na₂SO₄﹒10H₂O 析出，保持溫度不變，剩余溶液中的硫酸鈉的質量分數是$\frac{71W}{161（W+36a）}$×100%
• C． 電解時，電子流動路徑是：負極→外電路→陰極→溶液→陽極→正極
• D． 忽略能量損耗，當電池中消耗0.01g O₂時，b 極周圍會產生0.02g H₂

Answer 1

分析 左邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池，原電池放電時，燃料失電子發生氧化反應，所以投放燃料的電極為負極，投放氧化劑的電極為正極，正極上氧化劑得電子發生還原反應；右邊裝置有外接電源，所以是電解池，連接負極的b電極是陰極，連接正極的a電極是陽極，陽極上失電子發生氧化反應，陰極上得電子發生還原反應；兩電池工作時，電子的流動路徑是：負極→外電路→陰極→溶液→陽極→正極．

解答 解：A、左邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池；原電池放電時，正極上氧化劑得電子發生還原反應，即氧氣得電子和氫離子反應生成水，電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故A正確．
B、電解時，陰極上析出的是氫氣，當陰極逸出amol氣體電解的水的質量為：
2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$O₂↑+2H₂↑，
36g            2mol
18ag           amol
所以當陰極逸出amol氣體電解的水的質量為18ag，電解后的溶液仍為飽和溶液，溶液的質量分數為：$\frac{\frac{142}{142+180}×100%×W}{W+18a}×100%$=$\frac{71W}{161（W+18a）}$，故B錯誤．
C、電子在導線中移動，不能在溶液中移動，故C錯誤；
D、燃料電池和電解池中轉移的電子數是相等的，當電池中消耗0.02gH₂，根據電極反應：H₂→2H⁺+2e^-，所以轉移電子0.02mol，b極的電極反應為：2H⁺+2e^-→H₂，轉移電子0.02mol，會產生0.02gH₂，故D正確．
故選BC．

點評 本題考查了原電池和電解池，明確原電池和電解池原理是解本題關鍵，知道離子的放電順序，易錯選項是C，注意電子不進入電解質溶液，溶液中陰陽離子定向移動而形成電流，題目難度中等．