Question

16．中国首个空间实验室--“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），它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．下图为RFC工作原理示意图，a、b、c、d均为Pt电极．下列说法正确的是（　　）

• A． B区的OH^-通过隔膜向a电极移动，A区pH增大
• B． 图中右管中的OH^-通过隔膜向c电极移动，d电极上发生还原反应
• C． c是正极，电极上的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑
• D． 当有1mol电子转移时，b电极产生气体Y的体积为11.2L

Answer 1

分析 依据图示知左边装置是电解池，右边装置是原电池，ab电极是电解池的电极，由电源判断a为阳极产生的气体是氧气，b为阴极产生的气体是氢气；cd电极是原电池的正负极，c是负极，d是正极；电解池中的电极反应为：a电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；b电极为阴极得到电子发生还原反应：4H⁺+4e^-=2H₂↑；原电池中是碱性溶液，电极反应为：c为负极失电子发生氧化反应：2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O；d电极为正极得到电子发生还原反应：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，结合电极上的电子守恒分析计算．

解答 解：依据图示知左边装置是电解池，右边装置是原电池，ab电极是电解池的电极，由电源判断a为阳极产生的气体是氧气，b为阴极产生的气体是氢气；cd电极是原电池的正负极，c是负极，d是正极；电解池中的电极反应为：a电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；b电极为阴极得到电子发生还原反应：4H⁺+4e^-=2H₂↑；原电池中是碱性溶液，电极反应为：c为负极失电子发生氧化反应：2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O；d电极为正极得到电子发生还原反应：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
A．a为阳极，电解时阴离子向阳极移动，发生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，促进水的电离生成H⁺，pH减小，故A错误；
B．图中右管中的OH^-通过隔膜向负极移动，即向c电极移动，d为正极，发生还原反应，故B正确；
C．电解质溶液呈碱性，电极方程式应为2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，故C错误；
D．b为阴极，当有1mol电子转移时生成0.5mol氢气，但气体存在的条件未知，不能确定体积大小，故D错误．
故选B．

点评 本题考查了化学电源新型电池，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，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．