题目内容
【题目】以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备 Fe(OH)2,装置如右图所示,其中电解池两极材料分别为铁和石墨,通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。则下列说法正确的是
A. 石墨电极Ⅱ处的电极反应式为O2+4e-=2O2-
B. X是铁电极
C. 电解池中有1mol Fe溶解,石墨Ⅰ耗H2 22.4 L
D. 若将电池两极所通气体互换,X、Y两极材料也互换, 实验方案更合理。
【答案】D
【解析】
左边装置是原电池,通入氢气的电极I是负极,发生氧化反应;通入氧气的电极II是正极,正极发生还原反应。右边装置是电解池,X是阴极、Y是阳极,Fe作阳极发生氧化反应,据此分析解答。
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-+CO32-=CO2+H2O,正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-。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.通入氧气的电极II是正极,正极上氧气获得电子,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-,A错误;
B.X与负极连接,作阴极,Y与电源正极连接,作阳极,要制取Fe(OH) 2,阳极Y必须是铁电极,X电极为石墨电极,B错误;
C.电解池中有1mol Fe溶解,失去2mol电子,根据整个闭合回路中电子转移数目相等可知在石墨Ⅰ耗H21mol,但未指明气体所处的条件,因此不能确定氢气的体积就是 22.4 L,C错误;
D.若将电池两极所通气体互换,则I是正极,X是阳极,X电极材料是Fe,该电极产生的Fe2+和碱反应得到Fe(OH) 2白色沉淀,可以将沉淀和氧气隔绝,实验方案更合理,D正确;
故合理选项是D。