Question

【題目】有一種節能的氯堿工業新工藝，將電解池與燃料電池相組合，相關流程如下圖所示（電極未標出），下列說法不正確的是（　　）

A. 氣體B為H2

B. 相同條件下，當電解池生成2L Cl2，理論上燃料電池應消耗1L O2

C. 極室1 與極室2之間的離子交換膜也為陽離子交換膜

D. 溶液a、b、c的pH大小順序為：a>b>c

Answer 1

【答案】D

【解析】

因為圖示為電解池與燃料電池的組合，故通入氧氣的一極（極室4）為燃料電池的正極，所以極室3為燃料電池的負極，極室2生成堿液，所以極室2為電解池的陰極，極室1為電解池陽極。所以氣體A為氯氣、氣體B為氫氣。

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，在氫氧化鈉溶液中，電解池的陰極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以氣體B為H2，故A正確；

B．根據反應O2+4e-+2H2O=4OH-、4Cl--4e-=2Cl2↑及電子守恒可得：2Cl2～O2，則相同條件下，當電解池生成2L Cl2，理論上燃料電池應消耗1L O2，故B正確；

C．極室1進去的飽和NaCl溶液，排出的是稀NaCl溶液，所以極室1 為陽極，反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，鈉離子移向極室2，所以極室1 與極室2之間的離子交換膜也為陽離子交換膜，故C正確；

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%，即c＞a＞b，故D錯誤；

故選D。