Question

20．利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理为：
太阳能光触媒2CO₂+2H₂O $→_{光触媒}^{太阳能}$ 2HCOOH+O₂，装置如图所示，下列说法不正确的是（　　）

• A． 电极1周围pH增大
• B． 电子由电极1经过负载流向电极2
• C． 电极2的反应式：CO₂+2H⁺+2e^-=HCOOH
• D． 该装置能将太阳能转化为化学能和电能

Answer 1

分析 A．离子交换膜为质子膜，则电解质溶液呈酸性，根据方程式知，该反应中C元素化合价由+4价变为+2价，O元素化合价由-2价变为0价，所以1是负极、2是正极，负极上水失电子生成氢离子和氧气；
B．电子由负极沿导线流向正极；
C.2是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成HCOOH；
D．通过光照，该装置是太阳能转化为化学能和电能．

解答 解：A．离子交换膜为质子膜，则电解质溶液呈酸性，根据方程式知，该反应中C元素化合价由+4价变为+2价，O元素化合价由-2价变为0价，所以1是负极、2是正极，负极上水失电子生成氢离子和氧气，所以1电极附近氢离子浓度增大，则溶液的pH减小，故A错误；
B．电子由负极沿导线流向正极，1是负极、2是正极，所以电子由电极1经过负载流向电极2，故B正确；
C.2是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成HCOOH，电极反应式为CO₂+2H⁺+2e^-=HCOOH，故C正确；
D．通过光照，该装置是太阳能转化为化学能和电能，故D正确；
故选A．

点评 本题考查化学电源新型电池，明确正负极的判断、电极反应式类型及书写、电子流向是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度中等．