Question

16．下列几个与电化学相关的装置示意图中，有关叙述正确的是（　　）

• A． 装置①是电解Na₂SO₄溶液联合生产硫酸和烧碱示意图，若气体甲，乙的体积比约为1：2，则离子交换膜c、d均为阴离子交换膜，产物丙为硫酸溶液
• B． 装置②是以肼（N₂H₄）为燃料的电池装置，a极的反应式：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O
• C． 装置③是在待镀铁制品上镀铜的实验装置，电镀过程中电极Ⅱ上Cu²⁺放电而使溶液中Cu²⁺浓度逐渐变小
• D． 装置④是金属牺牲阳极的阴极保护法实验装置，加入K₃[Fe（CN）6]溶液后，Fe电极附近会产生蓝色沉淀

Answer 1

分析 A．装置①电解硫酸钠溶液时，阳极上OH^-放电生成O₂、阴极上H⁺放电生成H₂，所以实质上是电解H₂O，同温同压下，转移电子相等时生成H₂、O₂的体积之比为2：1，同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1：2，则甲是O₂、乙是H₂，所以a是阳极、b是阴极；阳极附近有H⁺生成，阴极附近有OH^-生成，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜，硫酸根通过阴离子交换膜进入左室，所以产物丙是H₂SO₄，钠离子通过阳离子交换膜进入右室，所以产物丁是NaOH；
B．装置②是燃料电池，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，电池总反应为：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O；
C．装置③是在铁上镀铜，铁作阴极，铜作阳极，阴极上铜离子得电子生成铜单质，阳极上铜失电子生成铜离子进入溶液，阴阳极上得失电子相等，阳极消耗的铜等于阴极上析出的铜；
D．装置④中锌的金属性强于铁，与铁构成原电池，在酸性条件下发生析氢腐蚀，锌易失电子作负极，铁作正极，铁被保护．

解答 解：A．装置①是电解Na₂SO₄溶液联合生产硫酸和烧碱示意图，若气体甲、乙的体积比约为1：2，气体甲为氧气，气体乙为氢气，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜，产物丙为硫酸溶液，故A错误；
B．装置②是以肼（N₂H₄）为燃料的电池装置，a极的反应式：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，故B正确；
C．装置③是在待镀铁制品上镀铜的实验装置，电镀过程中电极Ⅱ上Cu²⁺得电子变成Cu，电极I上Cu失电子变成Cu²⁺进入溶液中，溶液中Cu²⁺浓度不变，故C错误；
D．装置④是金属牺牲阳极的阴极保护法实验装置，Zn失电子被消耗，Fe得电子被保护，加入K₃[Fe（CN）₆]溶液后，由于Fe电极被保护，Fe电极附近不会产生特征蓝色的沉淀，故D错误；
故选B．

点评 本题综合考查了原电池和电解池的工作原理，为高频考点，侧重学生分析能力、应用能力的考查，明确原电池正负极的判断方法、电解池中离子放电顺序、离子交换膜的作用即可解答，题目难度中等．