Question

臭氧O₃是常用消毒剂，实验室可用电解稀硫酸制备，装置如图（已知溶液中放电顺序：O₂＞H⁺）．下列说法正确的是（　　）

• A、若C处通入O₂，电解时溶液中的质子由A极向B极迁移
• B、若C处通入O₂，A极的电极反应式为：2H⁺+2e^-═H₂↑
• C、若C处不通入O₂，该制备过程总反应的化学方程式为：3O₂

  通电  .

  2O₃
• D、若C处不通入O₂，D、E处分别收集到x L和y L气体（标准状况下），则E处收集的y L气体中O₃所占的体积分数为

  (x-2y)

  y

   （忽略O₃的分解）

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：根据图象知，B电极上生成O₂、O₃，说明B电极上失电子发生氧化反应，则B是阳极，A是阴极，
B电极上发生的反应为2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺或3H₂O-6e^-=O₃↑+6H⁺，
A．若C处通入O₂，电解时溶液中的质子向阴极移动；
B．若C处通入O₂，溶液中放电顺序：O₂＞H⁺，所以A极电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
C．若C处不通入O₂，A极电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，制备臭氧的总反应为3H₂O

通电  .

3H₂↑+2O₃↑；
D．相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，再结合转移电子相等进行计算．

解答： 解：根据图象知，B电极上生成O₂、O₃，说明B电极上失电子发生氧化反应，则B是阳极，A是阴极，
B电极上发生的反应为2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺或3H₂O-6e^-=O₃↑+6H⁺，
A．若C处通入O₂，电解时溶液中的质子向阴极移动，所以质子由B向A极移动，故A错误；
B．若C处通入O₂，溶液中放电顺序：O₂＞H⁺，所以A电极上生成水而不是氢气，则A极电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故B错误；
C．若C处不通入O₂，A极上氢离子放电而不是氧气放电，所以A电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，制备臭氧的总反应为：3H₂O

通电  .

3H₂↑+2O₃↑，故C错误；
D．若C处不通入O₂，A电极上氢离子放电，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，阴阳极上转移电子相等，则2x=6V（O₃）+4[y-V（O₃）]，V（O₃）=（x-2y）L，所以E处收集的yL气体中臭氧所占的体积分数为

x-2y

y

，故D正确；
故选D．

点评：本题考查了电解原理，明确A电极上通入氧气和不通氧气发生反应的区别是解本题关键，再结合离子的移动方向转移电子相等进行解答即可，题目难度中等．