Question

氯堿工業的一種節能新工藝，將電解池與燃料電池相組合，相關物料的傳輸與轉化關系如圖所示（電極未標出）：

下列說法正確的是（　　）

• A、電解池的陰極反應式為H⁺+2e^-=H₂↑
• B、通入空氣的電極為負極
• C、電解池中產生2mol Cl₂，理論上燃料電池中消耗0.5 mol O₂
• D、a、b、c的大小關系為：a＞b=c

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：由圖可知，燃料電池的負極反應為2OH^-+H₂-2e^-=H₂O，正極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；電解飽和食鹽水，陰極發生H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，結合陽離子交換膜只有陽離子通過及電子守恒來解答．

解答： 解：A．電解池中生成氫氣的一端為電解池的陰極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電解池的陰極反應式為H⁺+2e^-=H₂↑，故A正確；
B．燃料電池的工作原理可知，負極是燃料氫氣發生失電子的氧化反應，正極為通入空氣的電極，故B錯誤；
C．電解池中產生Cl₂，由O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-、4Cl^--4e^-=2Cl₂↑，根據電子守恒得到2Cl₂～O₂，則電解池中產生2 mol Cl₂，理論上燃料電池中消耗1 molO₂，故C錯誤；
D．燃料電池中的離子膜只允許陽離子通過，而燃料電池中正極氧氣得到電子產生OH^-，所以反應后氫氧化鈉的濃度升高，即a%小于c%，負極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子，所以b%＜a%，得到b%＜a%＜c%，故A錯誤．
故選A．

點評：本題考查原電池與電解池，明確電極的判斷及發生的電極反應為解答的關鍵，注意利用電子守恒進行計算，注重基礎知識的考查，題目難度不大．