Question

用酸性氫氧燃料電池為電源電解CuSO₄溶液，實驗裝置如圖所示． 下列關于此裝置的說法中，正確的是（　　）

A、燃料電池工作時，正極反應為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O

B、a極是石墨，b極是銅時，b極的電極反應為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑

C、a極是粗銅，b極是純銅時，b極逐漸溶解，a極上有銅析出

D、a、b兩極均是石墨時，若a極產生的氣體為56 mL（標準狀況），則U形管中溶液的pH為2（體積變化忽略不計）

Answer 1

分析：A、氫氧燃料電池中氧氣在正極得到電子發生還原反應酸性溶液中生成水；
B、氫氧燃料電池中氧氣在正極得到電子發生還原反應，氫氣在負極失電子發生氧化反應，判斷a為電解池的陰極，b為電解池的陽極；
C、依據電解精煉銅的原理分析，粗銅做陽極溶解；
D、a、b兩極均是石墨時，電解硫酸銅溶液，a電解是氫氧根離子失電子生成氧氣，溶液中消耗的氫氧化鈣離子物質的量和生成氫離子物質的量相同．

解答：解：A、氫氧燃料電池中氧氣在正極得到電子發生還原反應酸性溶液中生成水，正極電極反應為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故A正確；
B、氫氧燃料電池中氧氣在正極得到電子發生還原反應，氫氣在負極失電子發生氧化反應，判斷a為電解池的陰極，b為電解池的陽極，b極是銅時，b極的電極反應為：Cu²⁺+2e^-=Cu，故B錯誤；
C、依據電解精煉銅的原理分析，粗銅做陽極溶解，b電極上析出銅，故C錯誤；
D、a、b兩極均是石墨時，電解硫酸銅溶液，a電解是氫氧根離子失電子生成氧氣，溶液中消耗的氫氧化鈣離子物質的量和生成氫離子物質的量相同，a極產生的氣體是氧氣為56 mL（標準狀況），物質的量為0.0025mol，氫氧根離子消耗0.01mol，氫離子物質的量為0.01mol，濃度為0.1mol/L，溶液PH=1，故D錯誤；
故選A．

點評：本題考查了原電池，電解池原理的應用，電極反應和電極判斷，電子守恒是解題關鍵，題目難度中等．