Question

11．TiO₂在光照射下可使水分解：2H₂O$\frac{\underline{\;TiO_{2}\;}}{光}$2H₂↑+O₂↑，該過程類似植物的光合作用．如圖是光照射下TiO₂分解水的裝置示意圖，電解質溶液為稀硫酸．下列敘述正確的是（　　）

• A． 該裝置只能將光能轉化為電能
• B． TiO₂電極上發生的反應為：2H⁺+2e^-═H₂↑
• C． 該裝置工作時，電流由TiO₂電極經R流向鉑電極
• D． 該裝置工作時，TiO₂電極附近溶液的pH變小

Answer 1

分析 該裝置中是將光能轉化為電能，然后通過電解將電能轉化為化學能，根據裝置圖可知，鉑電極為陰極，電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑，二氧化鈦電極為陽極，電極反應式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，據此分析解答．

解答 解：A．該裝置中是將光能轉化為電能，再電解稀硫酸溶液，電能轉化為化學能，故A錯誤；
B．該裝置中TiO₂電極上生成氧氣，說明該電極上失電子發生氧化反應，電極反應式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，鉑電極為陰極，電極反應式為2H⁺+2e^-═H₂↑，故B錯誤；
C．該裝置工作時，Pt作陰極、二氧化鈦作陽極，陽極上失電子、陰極上得電子，所以電流由鉑電極經R流向TiO₂電極，故C錯誤；
D．二氧化鈦電極為陽極，電極反應式為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，TiO₂電極附近溶液的pH變小，故D正確；
故選D．

點評 本題考查電解原理，關鍵是根據兩極得到的氣體判斷電極，理解掌握電極判斷方法與電解工作原理，旨在考查學生對基礎知識的遷移應用．