Question

14．如图中甲为甲烷和O₂构成的燃料电池示意图，电解质为KOH溶液，乙为电解饱和MgCl₂溶液的装置，其中乙装置中X为阳离子交换膜．用该装置进行实验，反应开始后观察到Fe电极附近出现白色沉淀．下列说法正确的是（　　）

• A． 甲中A处通入CH₄，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O
• B． 乙中电解MgCl₂溶液的总反应为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-
• C． 理论上甲中每消耗22.4 L CH₄（标准状况下），乙中产生4 mol Cl₂
• D． 甲、乙中电解质溶液的pH都增大

Answer 1

分析 甲为甲烷和O₂构成的燃料电池，电解质为KOH溶液，则甲烷为负极，氧气为正极；乙为电解MgCl₂溶液的装置，反应开始后观察到Fe电极附近出现白色沉淀，说明Fe电极附近生成氢氧根离子，则Fe电极是阴极氢离子放电生成氢气、C是阳极氯离子放电生成氯气，所以与Fe电极相连的Pt电极为负极通入CH₄，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，与C电极相连的Pt电极为正极通入O₂，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，据此分析解答．

解答 解：A．通过以上分析知，与C电极相连的Pt电极A处通入的气体为O₂，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故A错误；
B．乙中电解MgCl₂溶液的总反应为2Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+Mg（OH）₂↓，故B错误；
C．甲原电池负极通入CH₄，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，乙中阳极氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂，所以每消耗22.4 L CH₄（标准状况下），乙中产生4 mol Cl₂，故C正确；
D．甲原电池总反应为CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，KOH参加反应导致氢氧根离子浓度减小，溶液的pH降低，故D错误；
故选C．

点评 本题考查原电池和电解池，明确Fe电极附近出现白色沉淀来确定Fe电极为阴极是解答本题的关键，熟悉工作原理即可解答，难度不大，侧重于考查学生的分析能力和应用能力．