Question

20．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：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-
• D． X端为电解池的阳极

Answer 1

分析 左边装置是原电池，通入氢气的电极I是负极、通入氧气的电极II是正极，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↓，据此分析解答．

解答 解：左边装置是原电池，通入氢气的电极I是负极、通入氧气的电极II是正极，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↓，
A．X、Y两端，阳极X必须是铁电极，Y电极不需要一定用铁作电极，可以用石墨电极，故A错误；
B．电解过程是阴极上氢离子放电得到溶液中的氢氧根离子交换亚铁离子生成氢氧化亚铁，所以可以用NaOH溶液作为电解液，故B错误；
C．阴极发生的反应是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，碱溶液中电极反应：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故C正确；
D．X连接原电池负极，所以是电解池阴极，故D错误；
故选C．

点评 本题考查原电池和电解池原理，正确判断原电池正负极及电解池阴阳极是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意该原电池中电解质是熔融碳酸盐而不是酸或碱溶液，题目难度中等．