Question

15．以H₂、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成燃料电池，采用电解法制备Fe（OH）₂，装置如图所示，其中P端通入CO₂，通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．则下列说法中正确的是（　　）

• A． X、Y两端都必须用铁作电极
• B． 不可以用NaOH溶液作为电解液
• C． 阴极发生的反应是：2H⁺+2e^-=H₂↑
• D． 白色沉淀只能在阳极上产生

Answer 1

分析 左边装置是原电池，为氢氧燃料电池，通入氢气的电极I为负极、通入氧气的电极II为正极，负极反应式为H₂-2e^-+CO₃^2-═CO₂+H₂O，正极反应式为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，右边装置是电解池，X是阴极、Y是阳极，阴极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-、阳极反应式为Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂↓，则Y电极材料应该为Fe，据此分析解答．

解答 解：左边装置是原电池，为氢氧燃料电池，通入氢气的电极I为负极、通入氧气的电极II为正极，负极反应式为H₂-2e^-+CO₃^2-═CO₂+H₂O，正极反应式为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，右边装置是电解池，X是阴极、Y是阳极，阴极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-、阳极反应式为Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂↓，则Y电极材料应该为Fe，
A．通过以上分析知，Y电极必须是Fe，但X电极不一定是Fe，故A错误；
B．电解过程是阴极上H⁺放电生成氢气，同时生成OH^-，OH^-和Fe²⁺反应生成Fe（OH）₂，溶液呈碱性，所以可以用NaOH溶液作为电解液，故B错误；
C．阴极上H⁺放电生成氢气，阴极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，故C正确；
D．电解时电解质溶液中阳离子向阴极移动，所以白色沉淀可以在阴极产生，故D错误；
故选C．

点评 本题考查电解原理及化学电源新型电池，为高频考点，注意把握原电池的工作原理以及电极反应式的书写，解答本题的关键是根据物质的性质判断原电池的正负极，难点是燃料电池电极反应式的书写．