Question

11．H₂O₂被称为绿色氧化剂．如图是以甲烷燃料电池为电源，电解制备H₂O₂的示意图．下列有关叙述中正确的是
（　　）

• A． 电解池装置应选择阳离子交换膜
• B． d 极的电极反应式为：O₂+2e^-+2H⁺=H₂O₂
• C． 当有16g甲烷参与原电池反应时，可制备4 mol H₂O₂
• D． 工作时，a、c电极附近的pH均增大

Answer 1

分析 左边甲烷燃料电池a极甲烷为负极，电极反应式为：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，氧气为正极，右边为电解池，d与负极相连为阴极，O₂在阴极得电子放电生成H₂O₂，电极反应式为：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，c与正极相连为阳极，氢氧根离子在阳极放电放出氧气，据此结合选项分析．

解答 解：A、右边为电解池，d与负极相连为阴极，O₂在阴极得电子放电生成H₂O₂，电极反应式为：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，所以电解池装置应选择阴离子交换膜，故A错误；
B、d与负极相连为阴极，O₂在阴极得电子放电生成H₂O₂，电极反应式为：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，故B错误；
C、左边甲烷为负极，电极反应式为：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，d与负极相连为阴极，电极反应式为：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，根据电子守恒，则当有16g甲烷参与原电池反应时，可制备$\frac{16g}{16g/mol}$×$\frac{8}{2}$=4 mol H₂O₂，故C正确；
D、a极甲烷为负极，电极反应式为：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，生成氢离子，c与正极相连为阳极，氢氧根离子在阳极放电放出氧气，消耗氢氧根，所以a、c电极附近的pH均减小，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理的应用，注意把握原电池正负极的判断以及电极方程式的书写，题目难度不大．