Question

20．利用人工模擬光合作用合成甲酸的原理為：
太陽能光觸媒2CO₂+2H₂O $→_{光觸媒}^{太陽能}$ 2HCOOH+O₂，裝置如圖所示，下列說法不正確的是（　　）

• A． 電極1周圍pH增大
• B． 電子由電極1經過負載流向電極2
• C． 電極2的反應式：CO₂+2H⁺+2e^-=HCOOH
• D． 該裝置能將太陽能轉化為化學能和電能

Answer 1

分析 A．離子交換膜為質子膜，則電解質溶液呈酸性，根據方程式知，該反應中C元素化合價由+4價變為+2價，O元素化合價由-2價變為0價，所以1是負極、2是正極，負極上水失電子生成氫離子和氧氣；
B．電子由負極沿導線流向正極；
C.2是正極，正極上二氧化碳得電子和氫離子反應生成HCOOH；
D．通過光照，該裝置是太陽能轉化為化學能和電能．

解答 解：A．離子交換膜為質子膜，則電解質溶液呈酸性，根據方程式知，該反應中C元素化合價由+4價變為+2價，O元素化合價由-2價變為0價，所以1是負極、2是正極，負極上水失電子生成氫離子和氧氣，所以1電極附近氫離子濃度增大，則溶液的pH減小，故A錯誤；
B．電子由負極沿導線流向正極，1是負極、2是正極，所以電子由電極1經過負載流向電極2，故B正確；
C.2是正極，正極上二氧化碳得電子和氫離子反應生成HCOOH，電極反應式為CO₂+2H⁺+2e^-=HCOOH，故C正確；
D．通過光照，該裝置是太陽能轉化為化學能和電能，故D正確；
故選A．

點評 本題考查化學電源新型電池，明確正負極的判斷、電極反應式類型及書寫、電子流向是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．