Question

4．一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO₄的装置如图所示（电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极）．该装置工作时，下列说法不正确的是（　　）

• A． 乙电极附近溶液的pH减小
• B． 电极丁的反应式为：MnO₄^2--e^-═MnO₄^-
• C． KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b%
• D． 导线中有2 mol电子通过时，理论上有2 mol K⁺移入阴极区

Answer 1

分析 根据图片知，整个装置是原电池和电解池组合的装置，左边为燃料电池，右边为电解池，甲通入氧气为正极，乙通入X气体为负极，且与乙相连的丙为阴极，氢离子得电子放出氢气，则X为氢气；电解池中，电解K₂MnO₄溶液时，丁与正极相连为阳极，MnO₄^2-失电子生成MnO₄^-，据此分析解答．

解答 解：A、根据以上分析，乙通入氢气气体为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，所以乙电极附近溶液的pH减小，故A正确；
B、丁与正极相连为阳极，MnO₄^2-失电子生成MnO₄^-，反应式为：MnO₄^2--e^-═MnO₄^-，故B正确；
C、燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH^-，所以反应后氢氧化钾的浓度升高，即c%大于b%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以b%＞a%，得到c%＞b%＞a%，故C错误；
D、根据得失电子守恒，则导线中有2 mol电子通过时，理论上有2 mol K⁺移入阴极区，故D正确；
故选C．

点评 本题考查原电池与电解池，明确电极的判断及发生的电极反应为解答的关键，注意利用电子守恒进行计算，注重基础知识的考查，题目难度不大．