Question

【题目】制氢和储氢作为氢能利用的关键技术，是当前科学家主要关注的热点问题。一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外，近似认为无其他有机物生成)。电流效率=(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)×100%，则下列说法错误的是（ ）

A.电子移动方向为：a→d；e→b

B.d电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12

C.该储氢装置的电流效率明显小于100%，其原因可能是除目标产物外，还有H2生成

D.由图中数据可知，此装置的电流效率约为32.1%

Answer 1

【答案】D

【解析】

由图可知，该装置为电解池，苯在电极d转化为环己烷，该过程是加氢过程，属于还原反应，则电极d为电解池的阴极，电极e为电解池的阳极，所以a为电源的负极，b为电源的正极，据此分析解答。

A．根据分析，d为电解池的阴极，电极e为电解池的阳极，所以a为电源的负极，b为电源的正极，电源内部电子移动方向为：a→d；电解池中电子的移动方向为e→b，故A正确；

B．d为电解池的阴极，发生还原反应，d电极上苯转化为环己烷，属于得到氢的过程，发生还原反应，由于存在质子交换膜，所以氢离子向阴极移动，则d电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12，故B正确；

C．阴极除了目标产物外，还可能发生氢离子得电子生成氢气的电极反应，则这种气体为氢气，故C正确；

D．阳极生成2.8mol的气体，该气体应该为阳极上OH-放电生成的氧气，生成一个氧分子失去4个电子，则转移电子的物质的量为2.8mol×4=11.2mol，电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2mol；阴极电极反应为： C6H6+6H++6e-=C6H12，参与反应的苯的物质的量为10mol×24%-12mol×10%=1.2mol，则生成环己烷消耗的电子数为7.2mol，则阴极还发生的电极反应为：2H++2e-=H2↑，生成氢气消耗的电子数为11.2mol-7.2mol=4mol，则此装置的电流效率为×100%≈64.3%，故D错误；

答案选D。