Question

用酸性氢氧燃料电池（乙池）为电源进行电解的实验装置（甲池，一定条件下可实现有机物的电化学储氢）如下图所示．甲池中A为含苯的物质的量分数为10%的混合气体，B为10mol混合气体其中苯的物质的量分数为24%，C为标准状况下2.8mol气体（忽略水蒸汽），下列说法不正确的是（　　）

• A、乙池中溶液的pH变大
• B、E处通入H₂，C处有O₂放出
• C、甲池中阴极区只有苯被还原
• D、导线中共传导11.2mol电子

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：乙池装置是氢氧燃料电池，所以是原电池，原电池放电时，燃料失电子发生氧化反应，所以投放燃料的电极为负极，投放氧气的电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，由于电解质溶液呈酸性，负极反应为：H₂-2e^-═2H⁺，正极反应为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷，电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，所以E为负极，通入氢气，D为正极通入氧气，据此分析．

解答： 解：A、乙池装置是氢氧燃料电池，总反应方程式为：2H₂+O₂═2H₂O，生成水电子酸性溶液被稀释，pH增大，故A正确；
B、阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷，电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，所以E为负极，通入氢气，C处产生氧气，故B正确；
C、若参加反应的苯有10mol×24%-10mol×10%=1.4mol，甲池中阴极区苯放电的电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，1.4mol苯反应转移电子物质的量为1.4mol×6=8.4mol，所以甲池中阴极区不只有苯被还原，故C错误；
D、生成2.8mol氧气，据电极反应式4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑可知，转移电子物质的量为2.8mol×4=11.2mol，故D正确；
故选C．

点评：本题考查了氢氧燃料电池和电解池的相关知识，注意分析各电极反应，题目难度较大．