题目内容
臭氧O3是常用消毒剂，实验室可用电解稀硫酸制备，装置如图（已知溶液中放电顺序：O2＞H+）．下列说法正确的是（ ）| A、若C处通入O2，电解时溶液中的质子由A极向B极迁移 | ||||
| B、若C处通入O2，A极的电极反应式为：2H++2e-═H2↑ | ||||
C、若C处不通入O2，该制备过程总反应的化学方程式为：3O2
| ||||
D、若C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体（标准状况下），则E处收集的y L气体中O3所占的体积分数为
|
考点：电解原理
专题：电化学专题
分析：根据图象知，B电极上生成O2、O3，说明B电极上失电子发生氧化反应，则B是阳极，A是阴极，
B电极上发生的反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+或3H2O-6e-=O3↑+6H+，
A．若C处通入O2，电解时溶液中的质子向阴极移动；
B．若C处通入O2，溶液中放电顺序：O2＞H+，所以A极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O；
C．若C处不通入O2，A极电极反应式为2H++2e-═H2↑，制备臭氧的总反应为3H2O
3H2↑+2O3↑；
D．相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，再结合转移电子相等进行计算．
B电极上发生的反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+或3H2O-6e-=O3↑+6H+，
A．若C处通入O2，电解时溶液中的质子向阴极移动；
B．若C处通入O2，溶液中放电顺序：O2＞H+，所以A极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O；
C．若C处不通入O2，A极电极反应式为2H++2e-═H2↑，制备臭氧的总反应为3H2O
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D．相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，再结合转移电子相等进行计算．
解答：
解：根据图象知，B电极上生成O2、O3，说明B电极上失电子发生氧化反应，则B是阳极，A是阴极，
B电极上发生的反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+或3H2O-6e-=O3↑+6H+，
A．若C处通入O2，电解时溶液中的质子向阴极移动，所以质子由B向A极移动，故A错误；
B．若C处通入O2，溶液中放电顺序：O2＞H+，所以A电极上生成水而不是氢气，则A极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故B错误；
C．若C处不通入O2，A极上氢离子放电而不是氧气放电，所以A电极反应式为2H++2e-═H2↑，制备臭氧的总反应为：3H2O
3H2↑+2O3↑，故C错误；
D．若C处不通入O2，A电极上氢离子放电，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，阴阳极上转移电子相等，则2x=6V（O3）+4[y-V（O3）]，V（O3）=（x-2y）L，所以E处收集的yL气体中臭氧所占的体积分数为
，故D正确；
故选D．
B电极上发生的反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+或3H2O-6e-=O3↑+6H+，
A．若C处通入O2，电解时溶液中的质子向阴极移动，所以质子由B向A极移动，故A错误；
B．若C处通入O2，溶液中放电顺序：O2＞H+，所以A电极上生成水而不是氢气，则A极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故B错误；
C．若C处不通入O2，A极上氢离子放电而不是氧气放电，所以A电极反应式为2H++2e-═H2↑，制备臭氧的总反应为：3H2O
| ||
D．若C处不通入O2，A电极上氢离子放电，相同条件下，气体的体积之比等于其物质的量之比，阴阳极上转移电子相等，则2x=6V（O3）+4[y-V（O3）]，V（O3）=（x-2y）L，所以E处收集的yL气体中臭氧所占的体积分数为
| x-2y |
| y |
故选D．
点评：本题考查了电解原理，明确A电极上通入氧气和不通氧气发生反应的区别是解本题关键，再结合离子的移动方向转移电子相等进行解答即可，题目难度中等．
练习册系列答案
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