Question

18．用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示．下列说法中，正确的是（　　）

• A． 燃料电池工作时，正极反应为：O₂+4H⁺-4e^-═2H₂O
• B． a极是粗铜，b极是纯铜，CuSO₄溶液作电解质溶液时，CuSO₄溶液浓度保持不变
• C． a、b两极均是石墨，CuSO₄溶液作电解质溶液时，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等
• D． a极是铜，b极是铁，NaCl溶液作电解质溶液时铁受到保护，腐蚀速率减慢

Answer 1

分析 左边装置是氢氧燃料电池，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，投放氧化剂的电极为正极，正极上氧气得电子生成水，正极反应为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；右边装置有外接电源，所以是电解池，连接负极的b电极是阴极，连接正极的a电极是阳极，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，结合电解反应解答．

解答 解：A．因该燃料电池是在酸性电解质中工作，正极上氧气得电子生成水，所以正极反应为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故A错误；
B．a极是粗铜，b极是纯铜，CuSO₄溶液作电解质溶液时，a极上Cu及铜中活泼性较强的金属失电子形成阳离子，而b极上只析出Cu，所以CuSO₄溶液浓度减小，故B错误；
C．电解CuSO₄溶液时，a极产生的气体为O₂，产生1molO₂需4mol电子，所以需要燃料电池的2molH₂，二者的体积并不相等，故C错误；
D．a极是铜，b极是铁，NaCl溶液作电解质溶液时，Fe与负极相连作阴极，阴极上溶液中的阳离子反应，而Fe不反应，所以铁受到保护，腐蚀速率减慢，故D正确；
故选D．

点评 本题考查原电池和电解池知识，题目难度中等，注意电极的判断和电极方程式的书写，明确电解质的酸碱性对电极反应的影响是解题的关键，侧重于考查学生的分析能力．