Question

【題目】近期，美國某研究小組在《Nature Energy》報道了一種 CO2 電解裝置，膜界面處的離子通過中間通道重組直接制備高純 HCOOH 溶液，其工作原理如圖。下列說法正確的是

A.a 電極連接直流電源的正極

B.該電解池工作原理2CO2+2H2O2HCOOH+O2

C.M、N 分別是陰離子交換膜、陽離子交換膜

D.電路中轉移 1mole- 時，陽極產生 5.6LO2

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A．由題中圖示可知，a電極發生還原過程，得電子被還原，為陰極，則a電極與電源負極相連，故A錯誤；

B．由題中圖示可知，a電極發生還原過程，得電子被還原，為陰極，b電極發生氧化過程，失電子被氧化，為陽極，則陰極CO2在酸性環境下得電子，電極反應為2CO2+4e-+4H+=2HCOOH，陽極H2SO4溶液中氫氧根失電子，由于是強酸性環境下，則電極反應為2H2O-4e-=O2+4H+，該電解池工作原理2CO2+2H2O2HCOOH+O2，故B正確；

C．根據a電極為陰極，由電極反應可知，陰極區附近消耗了氫離子，使陰離子濃度增大，b電極為陽極，由電極反應可知，陽極區附近產生了氫離子，使陽離子濃度增大，電解池中陽離子向陰極區移動，陰離子向陽極區移動，可判斷M為陰離子交換膜，N為陽離子交換膜，故C正確；

D．由陽極b的電極反應2H2O-4e-=O2+4H+可知，轉移4mole-，產生1molO2，則轉移1mole-，產生0.25molO2，由于沒有注明是標準狀況，不能用氣體摩爾體積Vm=22.4L/mol計算，不能得出O2的體積，故D錯誤；

答案為BC。