Question

用酸性氫氧燃料電池為電源進行電解的實驗裝置示意圖如圖所示．下列說法中，正確的是（　　）

A．燃料電池工作時，正極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

B．a極是鐵，b極是銅時，b極逐漸溶解，a極上有銅析出

C．a極是粗銅，b極是純銅時，a極逐漸溶解，b極上有銅析出

D．a、b兩極均是石墨時，在相同條件下a極產生的氣體與電池中消耗的H₂體積相等

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，由于電解質溶液呈酸性，正極反應為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；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．

解答：解：A．因該燃料電池是在酸性電解質中工作，所以正極反應為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故A錯誤；
B．a與電池正極相連，a為電解池陽極，b與電池的負極相連，b為電解池正極，所以應該是a極的Fe溶解，b極上析出Cu，故B錯誤；
C．a極是粗銅，b極是純銅時，為粗銅的精煉，電解時，a極逐漸溶解，b極上有銅析出，符合精煉銅原理，故C正確；
D．電解CuSO₄溶液時，a極產生的氣體為O₂，產生1molO₂需4mol電子，所以需要燃料電池的2molH₂，二者的體積并不相等，故D錯誤．
故選C．

點評：本題考查原電池和電解池知識，題目難度中等，易錯點為A，注意電解質的酸堿性，為解答該題的關鍵．