Question

18．如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是（　　）

• A． K₁闭合，铁棒侧溶液会出现白色沉淀，而且沉淀最终变为红褐色
• B． K₁或 K₂闭合，石墨棒周围溶液 pH 均升高
• C． K₂闭合，铁棒上发生的反应为 2Cl^--2e^-═Cl₂↑
• D． K₂闭合，电路中通过 0.002N_A个电子时，两极共产生 0.002mol 气体

Answer 1

分析 若闭合K₁，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；组成原电池时，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应；石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应；若闭合K₂，该装置有外接电源，所以构成了电解池，Fe与负极相连为阴极，碳棒与正极相连为阳极，据此判断．

解答 解：A．若闭合K₁，该装置没有外接电源，所以构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子，Fe-2e^-=Fe²⁺，故A错误；
B．若闭合K₁，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；不活泼的石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应，电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，所以石墨棒周围溶液pH逐渐升高；若闭合K₂，该装置有外接电源，所以构成了电解池，Fe与负极相连为阴极，碳棒与正极相连为阳极，反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，石墨棒周围溶液pH不变，故B错误；
C．K₂闭合，Fe与负极相连为阴极，反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，故C错误；
D．K₂闭合，Fe与负极相连为阴极，反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，碳棒与正极相连为阳极，反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，电路中通过0.002N_A个电子时，阴极生成0.001mol氢气，阳极生成0.001mol氯气，两极共产生0.002mol气体，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理，能正确判断电池的类型及两极的反应是解本题的关键，题目难度中等．