Question

7．电化学知识在实际生产和生活中有广泛的用途，氢氧燃料电池（乙池）和电解的实验装置（甲池）联合，把工业上有毒的废气（含苯蒸汽）通过右图的装置一定条件下可实现有机物转化，实现废物的利用．从C出口为3.5mol气体（标准状况下），甲池中A为含苯蒸汽的物质的量分数为5%的混合气体，B为20mol混合气体，其中含苯蒸汽的物质的量分数为15%，下列说法不正确的是（　　）

• A． D极电极反应：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O
• B． E处通入H₂，C处有O₂放出
• C． 甲池中阴极区只有苯被还原
• D． 导线中共传导14mol电子

Answer 1

分析 乙池装置是氢氧燃料电池，所以是原电池，原电池放电时，燃料失电子发生氧化反应，所以投放燃料的电极为负极，投放氧气的电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，由于电解质溶液呈酸性，负极反应为：H₂-2e^-═2H⁺，正极反应为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷，电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，所以E为负极，通入氢气，D为正极通入氧气，据此分析．

解答 解：A、D为正极通入氧气，正极反应为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，故A正确；
B、E为负极，通入氢气，D为正极，C为阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故B正确；
C、若参加反应的苯有20mol×15%-20mol×5%=2mol，甲池中阴极区苯放电的电极反应式为C₆H₆+6H⁺+6e^-=C₆H₁₂，2mol苯反应转移电子物质的量为2mol×6=12mol，C处电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，生成3.5mol氧气，转移电子3.5mol×4=14mol，所以甲池中阴极区不只有苯被还原，故C错误；
D、生成3.5mol氧气，据电极反应式4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑可知，转移电子物质的量为3.5mol×4=14mol，故D正确；
故选C．

点评 本题考查了氢氧燃料电池和电解池的相关知识，注意分析各电极反应，题目难度较大．