Question

用酸性氫氧燃料電池電解飽和食鹽水的裝置如圖所示（a、b為石墨電極，不考慮U形管中氣體的溶解且a上產生的氣體全部進入小試管中）．下列說法中錯誤的是（　　）

A．同溫同壓下，燃料電池中參與反應的H₂ 和0₂ 的體積之比為2：1

B．同等條件下，U形管a、b兩端產生的氣體的密度之比為35.5：1

C．燃料電池中消耗0.2g H₂ 時，U形管中陰極產生的氣體為2.24 L（標準狀況下）

D．燃料電池中消耗1 mol 0₂ 時，小試管中反應轉移的電子數約為4×6.02×10²³??

Answer 1

分析：左邊裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池，原電池放電時，燃料失電子發生氧化反應，所以投放燃料的電極為負極，投放氧化劑的電極為正極，正極上氧化劑得電子發生還原反應；右邊裝置有外接電源，所以是電解池，連接負極的b電極是陰極，連接正極的a電極是陽極，陽極上失電子發生氧化反應，陰極上得電子發生還原反應；
A．同溫同壓下，氣體摩爾體積相同，參加反應的氣體體積之比等于其物質的量之比，結合轉移電子數相等判斷；
B．同等條件下，根據ρ=

M

Vm

判斷；
C．根據串聯電池中轉移電子數相同判斷；
D．根據小試管中化學反應方程式各物質之間的關系式判斷．

解答：解：A．同溫同壓下，氣體摩爾體積相同，參加反應的氣體體積之比等于其物質的量之比，當轉移電子數相等時，二者的物質的量之比為2：1，所以其體積為2：1，故A正確；
B．同等條件下，氣體摩爾體積相同，電解時，a極上析出氯氣，b極上析出氫氣，根據ρ=

M

Vm

知，其密度之比=其摩爾質量之比=71：2=35.5：1，故B正確；

C．根據串聯電池中轉移電子數相同得，當燃料電池中消耗0.2g H₂ 時，U形管中陰極上產生的氣體是氫氣，所以產生的氣體質量也為0.2g，其體積=

0.2g

2g/mol

×22.4L/mol=2.24 L（標準狀況下），故C正確；
D．根據轉移電子守恒知，當燃料電池中消耗1 mol 0₂ 時，a極上產生2mol氯氣，小試管中發生的化學反應為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，所以小試管中反應轉移的電子數約為2×6.02×10²³，故D錯誤；
故選D．??

點評：本題考查原電池和電解池原理，根據轉移電子數相等進行分析解答，難度不大．