Question

5．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示．下列说法不正确的是（　　）

• A． 阴极的反应式是：H₂O+2e^-=H₂+O^2-、CO₂+2e^-=CO+O^2-
• B． X是电源的负极
• C． 总反应可表示为：H₂O+CO₂=H₂+CO+O₂
• D． 阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1：1

Answer 1

分析 A．电解池阴极发生还原反应，根据反应物结合化合价的变化分析；
B．电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，根据与X极相连的电极产生的气体判断；
C．根据图示以及电解的目的解答；
D．根据图示知：阴极产生H₂、CO，阳极产生氧气，结合总的反应分析．

解答 解：A．电解池阴极发生还原反应，电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO，阴极：水中的氢原子得到电子生成氢气，H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，CO₂+2e^-═CO+O^2-，故A正确；
B．根据图示知：与X相连的电极产生CO，电解H₂O-CO₂混合气体，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，所以X是电源的负极，故B正确；
C．电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO，根据图示知：阴极产生H₂、CO，阳极产生氧气，所以总反应为：H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂+CO+O₂，故C正确；
D．电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO，总反应为：H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂+CO+O₂，阴极产生H₂、CO，阳极产生氧气，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2：1，故D错误；
故选D．

点评 本题考查电解知识，为高频考点，侧重于考查学生的综合运用能力，题目难度中等，注意基础知识的积累掌握，掌握电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应为解答关键．