题目内容

20.利用人工模拟光合作用合成甲酸的原理为:
太阳能光触媒2CO2+2H2O $→_{光触媒}^{太阳能}$ 2HCOOH+O2,装置如图所示,下列说法不正确的是(  )
A.电极1周围pH增大
B.电子由电极1经过负载流向电极2
C.电极2的反应式:CO2+2H++2e-=HCOOH
D.该装置能将太阳能转化为化学能和电能

分析 A.离子交换膜为质子膜,则电解质溶液呈酸性,根据方程式知,该反应中C元素化合价由+4价变为+2价,O元素化合价由-2价变为0价,所以1是负极、2是正极,负极上水失电子生成氢离子和氧气;
B.电子由负极沿导线流向正极;
C.2是正极,正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成HCOOH;
D.通过光照,该装置是太阳能转化为化学能和电能.

解答 解:A.离子交换膜为质子膜,则电解质溶液呈酸性,根据方程式知,该反应中C元素化合价由+4价变为+2价,O元素化合价由-2价变为0价,所以1是负极、2是正极,负极上水失电子生成氢离子和氧气,所以1电极附近氢离子浓度增大,则溶液的pH减小,故A错误;
B.电子由负极沿导线流向正极,1是负极、2是正极,所以电子由电极1经过负载流向电极2,故B正确;
C.2是正极,正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成HCOOH,电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH,故C正确;
D.通过光照,该装置是太阳能转化为化学能和电能,故D正确;
故选A.

点评 本题考查化学电源新型电池,明确正负极的判断、电极反应式类型及书写、电子流向是解本题关键,难点是电极反应式的书写,题目难度中等.

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