Question

15．已知外电路中，电子由铜流向a极．有关图所示的装置分析合理一项是（　　）

• A． 该装置中Cu极为正极
• B． 当铜极的质量变化为12.8 g时，a极上消耗的O₂在标准状况下的体积为2.24 L
• C． b极反应的电极反应式为：H₂-2e^-═2H⁺
• D． 一段时间后锌片质量减少

Answer 1

分析 根据图知，左边装置在燃料电池，通入燃料氢气的电极b是负极、a是正极，电解质溶液呈碱性，则负极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O、正极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；右边装置是电解池，Zn是阴极、Cu是阳极，相当于电镀池，阳极上电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺、阴极电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，据此分析解答．

解答 解：根据图知，左边装置在燃料电池，通入燃料氢气的电极b是负极、a是正极，电解质溶液呈碱性，则负极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O、正极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；右边装置是电解池，Zn是阴极、Cu是阳极，相当于电镀池，阳极上电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺、阴极电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，
A．通过以上分析知，Cu是阳极，故A错误；
B．当铜电极消耗12.8g时，n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，转移电子物质的量=0.2mol×2=0.4mol，根据转移电子守恒得消耗氧气体积=$\frac{0.4mol}{4}×22.4L/mol$=2.24L，故B正确；
C．电解质溶液呈碱性，所以b电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故C错误；
D．锌作阴极被保护，锌电极上铜离子得电子生成Cu，所以锌片质量增加，故D错误；
故选B．

点评 本题考查原电池和电解池原理，为高频考点，明确原电池和电解池判断方法及各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，易错选项是C，注意碱性条件下不能生成氢离子．