题目内容

【题目】近年来,随着工业、科技的迅速发展,氢气的用途越来越广,对氢气纯度的要求也越来越高,高纯氢的制备成为热点。利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢的工作示意图如下,该装置通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2,下列叙述不正确的是

A.开关连接K1时,“电极1”一端产生氢气

B.产生氧气的电极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑

C.开关连接K1或K2时,“电极3”上NiOOH和Ni(OH)2相互转化,实现循环使用

D.开关与K1相连时,“电极3”的反应为:Ni(OH)2+OH-+e-=NiOOH+H2O

【答案】D

【解析】

电解水生成氢气和氧气,氧气在阳极生成,氢气在阴极生成,电极3可分别连接K1或K2,连接K1电极3发生Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O,制氢气时消耗电极1产生的OH-,连接K2电极3发生NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,制氧气时补充电极2消耗的OH-,实现NiOOHNi(OH)2的转化,且可循环使用,以此解答该题。

A.电解水生成氢气和氧气,氧气在阳极生成,氢气在阴极生成,则应连接K1,电极方程式为2H2O+2e=H2↑+2OH,故A正确;

B.阳极发生氧化反应,氢氧根离子被氧化生成氧气,电极方程式为4OH4e═2H2O+O2↑,故B正确;

C.电极3可分别连接K1或K2,分别发生氧化、还原反应,实现NiOOHNi(OH)2的转化,可循环使用,故C正确;

D.开关与K1相连时,“电极3”发生氧化反应,电极方程式为:Ni(OH)2e+OH=NiOOH+H2O,故D错误;

答案选D。

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