Question

14．研究人员发现了一种“水”电池，其总反应为：5MnO₂+2Ag+2NaCl=Na₂Mn₅O₁₀+2AgCl．如图用“水”电池为电源电解NaCl溶液的实验中，X电极上有无色气体逸出．下列有关分析正确的是（　　）

• A． I为负极，其电极反应式为Ag+Cl^-+e^-=AgCl
• B． “水”电池内Na⁺不断向负极作定向移动
• C． 每转移1 mol e-，U型管中消耗0.5 mol H₂O
• D． “水”电池内，每生成1 mol Na₂Mn₅O₁₀，X电极上生成1 mol气体

Answer 1

分析 A．X电极上有无色气体逸出，应为阴极，生成氢气，则Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，根据电池总反应可判断出反应中Ag的化合价升高，被氧化，Ag应为原电池的负极，AgCl是氧化产物；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动；
C．根据2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，结合转移电子数计算；
D．方程式中5MnO₂生成1Na₂Mn₅O₁₀，化合价共降低了2价，所以每生成1molNa₂Mn₅O₁₀转移2mol电子，结合X电极反应计算．

解答 解：A．X电极上有无色气体逸出，应为阴极，生成氢气，则Ⅰ为负极，根据电池总反应可判断出反应中Ag的化合价升高，被氧化，Ag应为原电池的负极，AgCl是氧化产物，则负极发生Ag+Cl^--e^-=AgCl，故A错误；
B．原电池工作时，阳离子向正极移动，所以“水”电池内Na⁺不断向正极作定向移动，故B错误；
C．每转移1mole^-，由2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，可知生成0.5mol氢气，消耗1mol水，故C错误；
D．方程式中5MnO₂生成1Na₂Mn₅O₁₀，化合价共降低了2价，所以每生成1molNa₂Mn₅O₁₀转移2mol电子，又X电极上有无色气体逸出，即电极反应为2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，所以X电极上生成1 mol气体，故D正确．
故选D．

点评 本题考查原电池的电极反应和离子的定向移动以及电化学的简单计算，做题时要注意总电池反应式的判断利用，运用两极上的反应特点做题，分析Mn元素的化合价变化是该题的难点．