Question

【题目】近期，美国某研究小组在《Nature Energy》报道了一种 CO2 电解装置，膜界面处的离子通过中间通道重组直接制备高纯 HCOOH 溶液，其工作原理如图。下列说法正确的是

A.a 电极连接直流电源的正极

B.该电解池工作原理2CO2+2H2O2HCOOH+O2

C.M、N 分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜

D.电路中转移 1mole- 时，阳极产生 5.6LO2

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A．由题中图示可知，a电极发生还原过程，得电子被还原，为阴极，则a电极与电源负极相连，故A错误；

B．由题中图示可知，a电极发生还原过程，得电子被还原，为阴极，b电极发生氧化过程，失电子被氧化，为阳极，则阴极CO2在酸性环境下得电子，电极反应为2CO2+4e-+4H+=2HCOOH，阳极H2SO4溶液中氢氧根失电子，由于是强酸性环境下，则电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，该电解池工作原理2CO2+2H2O2HCOOH+O2，故B正确；

C．根据a电极为阴极，由电极反应可知，阴极区附近消耗了氢离子，使阴离子浓度增大，b电极为阳极，由电极反应可知，阳极区附近产生了氢离子，使阳离子浓度增大，电解池中阳离子向阴极区移动，阴离子向阳极区移动，可判断M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，故C正确；

D．由阳极b的电极反应2H2O-4e-=O2+4H+可知，转移4mole-，产生1molO2，则转移1mole-，产生0.25molO2，由于没有注明是标准状况，不能用气体摩尔体积Vm=22.4L/mol计算，不能得出O2的体积，故D错误；

答案为BC。