Question

氯碱工业的一种节能新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关物料的传输与转化关系如图所示（电极未标出）：

下列说法正确的是（　　）

A、电解池的阴极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-

B、通入空气的电极为负极

C、电解池中产生2 mol Cl₂，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O₂

D、a、b、c的大小关系为：a＞b=c

Answer 1

分析：由图可知，燃料电池的负极反应为2OH^-+H₂-2e^-=H₂O，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；电解饱和食盐水，阴极发生2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，结合样离子交换膜只阳离子通过及电子守恒来解答．

解答：解：A．电解池中生成氢气的一端为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，在氢氧化钠溶液中，电解池的阴极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故A正确；
B．燃料电池的工作原理可知，负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应，正极为通入空气的电极，故B错误；
C．电解池中产生Cl₂，由，O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-、4Cl^--4e^-=2Cl₂↑，根据电子守恒得到2Cl₂～O₂，则电解池中产生2 mol Cl₂，理论上燃料电池中消耗10.5 molO₂，故C错误；
D．燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH^-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于c%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以b%＜a%，得到b%＜a%＜c%，故A错误；
故选A．

点评：本题考查原电池与电解池，明确电极的判断及发生的电极反应为解答的关键，注意利用电子守恒进行计算，注重基础知识的考查，题目难度不大．