Question

空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池．如图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是（　　）

• A、当d极消耗2g H₂ 时，a极周围会产生22.4L H₂
• B、电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
• C、c极上发生的电极反应是：O₂+2H₂O+4e-=4OH^-
• D、c极上进行还原反应，B中的H⁺可以通过隔膜进入A

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：由装置图可知左边装置外加电源，为电解池，右边装置是原电池，
电解池中的电极反应为：b电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；a电极为阴极得到电子发生还原反应：4H⁺+4e^-═2H₂↑；
原电池中是酸性溶液，电极反应为：d为负极失电子发生氧化反应：2H₂-4e^-═4H⁺；c电极为正极得到电子发生还原反应：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，结合电极上的电子守恒分析计算．

解答： 解：A．当d极消耗2g H₂ 时，即1mol，由电极方程式2H₂-4e^-═4H⁺可知转移2mol电子，a电极为原电池正极，电极反应为4H⁺+4e^-═2H₂↑，则应生成1molH₂，但题中没有明确是否标准状况下，则体积不一定为22.4L，故A错误；
B．电子只能流经外电路，不能流经溶液，故B错误；
C．原电池为酸性介质，c电极为正极得到电子发生还原反应：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，故C错误；
D．c极上通入氧气，发生还原反应，原电池中阳离子向正极移动，则B中的H⁺可以通过隔膜进入A，故D正确．
故选D．

点评：本题考查了化学电源新型电池，主要考查原电池和电解池的工作原理、电极判断、电极反应，注意原电池中电解质溶液是酸而不是碱，电极反应式的书写是易错点．