Question

18．用酸性氫氧燃料電池（甲池）為電源進行電解的實驗裝置（乙池，一定條件下可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫）如圖所示．甲池中C為含苯的物質的量分數(shù)為10%的混合氣體，D為l0mol混合氣體其中苯的物質的量分數(shù)為24%（雜質不參與反應），E為標準狀況下2.8mol氣體（忽略水蒸汽），下列說法正確的是（　　）

• A． 甲池中A處通入H₂，E處有O₂放出
• B． 甲池中H⁺由F極移向G極
• C． 乙池中陰極區(qū)只有苯被還原
• D． 導線中共傳導11.2mol電子

Answer 1

分析 甲池裝置是氫氧燃料電池，所以是原電池，原電池放電時，燃料失電子發(fā)生氧化反應，所以投放燃料的電極為負極，投放氧氣的電極為正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，由于電解質溶液呈酸性，負極反應為：H₂-2e^-═2H⁺，正極反應為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；該實驗的目的是儲氫，所以陰極上發(fā)生的反應為生產目標產物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，電極反應式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，所以G為負極，通入氫氣，F(xiàn)為正極通入氧氣，據(jù)此分析．

解答 解：A、陰極上發(fā)生的反應為生產目標產物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，電極反應式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，所以G為負極，即B通入氫氣，E處產生氧氣，故A錯誤；
B、甲池裝置是氫氧燃料電池，H⁺由負極移向正極，即由G極移向F極，故B錯誤；
C、若參加反應的苯有10mol×24%-10mol×10%=1.4mol，乙池中陰極區(qū)苯放電的電極反應式為C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，1.4mol苯反應轉移電子物質的量為1.4mol×6=8.4mol，所以乙池中陰極區(qū)不只有苯被還原，故C錯誤；
D、生成2.8mol氧氣，據(jù)電極反應式4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑可知，轉移電子物質的量為2.8mol×4=11.2mol，故D正確；
故選D．

點評 本題考查了氫氧燃料電池和電解池的相關知識，注意分析各電極反應，題目難度較大．