题目内容

5.如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜.下列有关说法正确的是(  )
A.通入氧气的一极为正极,发生的电极反应为O2-4e -+2H2O═4OH-
B.乙装置中铁电极为阴极,电极反应式为Fe-2e -═Fe2+
C.反应一段时间后,乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区
D.反应一段时间后,丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变

分析 燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通入氧化剂的电极是正极,则Fe为阴极,C为阳极,精铜为阴极,粗铜为阳极;
A.正极上氧气得电子生成氢氧根离子;
B.阴极上溶液中的阳离子得电子;
C.乙中阴极上氢离子放电生成氢气和氢氧根离子;
D.阳极上活泼性比铜强的金属先失电子,阴极上只有铜离子得电子.

解答 解:燃料电池中,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极,则Fe为阴极,C为阳极,精铜为阴极,粗铜为阳极;
A.正极上氧气得电子生成氢氧根离子,所以正极发生的电极反应为O2+4e -+2H2O=4OH-,故A错误;
B.乙装置中铁电极为阴极,阴极上溶液中的阳离子得电子,则阴极电极方程式为2H++2e-═H2↑,故B错误;
C.乙中Fe为阴极,阴极上氢离子放电生成氢气和氢氧根离子,所以乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区,故C正确;
D.阳极上活泼性比铜强的金属先失电子,阴极上只有铜离子得电子,由于两极上得失电子守恒,所以溶解的Cu与生成的Cu不相同,则溶液中铜离子浓度减小,故D错误.
故选C.

点评 本题综合考查电解池和原电池知识,注意把握电化学工作原理,侧重于学生的分析能力的考查,有利于培养学生的良好的科学素养,题目难度中等.

练习册系列答案
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13.实验室中有甲﹑乙两瓶丢失标签的无色溶液,其中一瓶是盐酸,另一瓶是碳酸钠溶液.为确定甲﹑乙两瓶溶液的成分及其物质的量浓度,现操作如下:
①量取25.00mL甲溶液,向其中缓缓滴加乙溶液15.00mL,其收集到CO2气体224mL﹙标况﹚.
②量取15.00mL乙溶液,向其中缓缓滴加甲溶液25.00mL,其收集到CO2气体112mL﹙标况﹚.请回答:
(1)根据上述两种不同操作过程及实验数据可判断甲溶液是盐酸(填名称)
(2)甲溶液的物质的量浓度为0.8mol•L-1﹙忽略CO2在溶液中的少量溶解﹚.
(3)若用类似上述“互滴”的方式.
①将100mL 3mol/L的NaAlO2溶液逐滴加入50mL12mol/L的HCl溶溶液中,充分反应.
发生反应的离子方程式为AlO2-+4H+=Al3++2H2O、3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓.
②将50mL12mol/L的HCl溶液逐滴加入100mL 3mol/L的NaAlO2溶液中,充分反应.
两种混合方式生成沉淀的量是否相等相等(“相等”“不相等”)
(4)白色粉末A由NaNO3、Na2SO3、Na2SO4三种物质中的一种或几种混合而成.取A样品,投入100mL 2.2mol/L硫酸(过量)中,使它们在密闭容器中充分反应.反应后测得,反应中产生的896mL(标准状况下)纯净的无色气体不能使品红溶液褪色,该气体遇空气变为红棕色;反应后的溶液中只含有一种酸根阴离子,且其物质的量浓度为3.1mol/L.(设反应后溶液的体积仍为100mL)
①反应后溶液中酸根阴离子的化学式为SO42-
②原A样品中含有的各物质的物质的量分别为NaNO30.040mol、Na2SO30.060mol、Na2SO40.030mol?(要求写出简单运算过程)

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