Question

用酸性氢氧燃料电池电解饱和食盐水的装置如图所示（a、b为石墨电极，不考虑U形管中气体的溶解且a上产生的气体全部进入小试管中）．下列说法中错误的是（　　）

A．同温同压下，燃料电池中参与反应的H₂ 和0₂ 的体积之比为2：1

B．同等条件下，U形管a、b两端产生的气体的密度之比为35.5：1

C．燃料电池中消耗0.2g H₂ 时，U形管中阴极产生的气体为2.24 L（标准状况下）

D．燃料电池中消耗1 mol 0₂ 时，小试管中反应转移的电子数约为4×6.02×10²³??

Answer 1

分析：左边装置是氢氧燃料电池，所以是原电池，原电池放电时，燃料失电子发生氧化反应，所以投放燃料的电极为负极，投放氧化剂的电极为正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应；右边装置有外接电源，所以是电解池，连接负极的b电极是阴极，连接正极的a电极是阳极，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应；
A．同温同压下，气体摩尔体积相同，参加反应的气体体积之比等于其物质的量之比，结合转移电子数相等判断；
B．同等条件下，根据ρ=

M

Vm

判断；
C．根据串联电池中转移电子数相同判断；
D．根据小试管中化学反应方程式各物质之间的关系式判断．

解答：解：A．同温同压下，气体摩尔体积相同，参加反应的气体体积之比等于其物质的量之比，当转移电子数相等时，二者的物质的量之比为2：1，所以其体积为2：1，故A正确；
B．同等条件下，气体摩尔体积相同，电解时，a极上析出氯气，b极上析出氢气，根据ρ=

M

Vm

知，其密度之比=其摩尔质量之比=71：2=35.5：1，故B正确；

C．根据串联电池中转移电子数相同得，当燃料电池中消耗0.2g H₂ 时，U形管中阴极上产生的气体是氢气，所以产生的气体质量也为0.2g，其体积=

0.2g

2g/mol

×22.4L/mol=2.24 L（标准状况下），故C正确；
D．根据转移电子守恒知，当燃料电池中消耗1 mol 0₂ 时，a极上产生2mol氯气，小试管中发生的化学反应为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，所以小试管中反应转移的电子数约为2×6.02×10²³，故D错误；
故选D．??

点评：本题考查原电池和电解池原理，根据转移电子数相等进行分析解答，难度不大．