Question

11．TiO₂在光照射下可使水分解：2H₂O$\frac{\underline{\;TiO_{2}\;}}{光}$2H₂↑+O₂↑，该过程类似植物的光合作用．如图是光照射下TiO₂分解水的装置示意图，电解质溶液为稀硫酸．下列叙述正确的是（　　）

• A． 该装置只能将光能转化为电能
• B． TiO₂电极上发生的反应为：2H⁺+2e^-═H₂↑
• C． 该装置工作时，电流由TiO₂电极经R流向铂电极
• D． 该装置工作时，TiO₂电极附近溶液的pH变小

Answer 1

分析 该装置中是将光能转化为电能，然后通过电解将电能转化为化学能，根据装置图可知，铂电极为阴极，电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，二氧化钛电极为阳极，电极反应式为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，据此分析解答．

解答 解：A．该装置中是将光能转化为电能，再电解稀硫酸溶液，电能转化为化学能，故A错误；
B．该装置中TiO₂电极上生成氧气，说明该电极上失电子发生氧化反应，电极反应式为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，铂电极为阴极，电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，故B错误；
C．该装置工作时，Pt作阴极、二氧化钛作阳极，阳极上失电子、阴极上得电子，所以电流由铂电极经R流向TiO₂电极，故C错误；
D．二氧化钛电极为阳极，电极反应式为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，TiO₂电极附近溶液的pH变小，故D正确；
故选D．

点评 本题考查电解原理，关键是根据两极得到的气体判断电极，理解掌握电极判断方法与电解工作原理，旨在考查学生对基础知识的迁移应用．