Question

用酸性氢氧燃料电池为电源电解CuSO₄溶液，实验装置如图所示．下列关于此装置的说法中，正确的是（　　）

• A、燃料电池工作时，负极反应为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O
• B、a极是石墨，b极是铜时，b极的电极反应为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
• C、a极是石墨，b极是纯铜时，电解一定时间后两极产生的气体体积都为224ml（标准状况），则原溶液的浓度是0.1mol/L
• D、a、b两极均是石墨时，若a极产生的气体为56mL（标准状况），则U形管中溶液的PH为2（体积变化忽略不计）

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：A．燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应、正极上氧化剂得电子发生还原反应；
B．通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，则a是阳极、b是阴极，阴极上铜离子放电；
C．a极是石墨，b极是纯铜时，电解一定时间后两极产生的气体体积都为224ml（标准状况），即氢气和氧气的物质的量都是0.01mol，根据转移电子守恒计算n（Cu²⁺），再结合C=

n

V

计算硫酸铜浓度；
D．a、b两极均是石墨时，若a极产生的气体为56mL（标准状况），a极产生氧气的物质的量=

0.056L

22.4L/mol

=0.0025mol，硫酸铜的物质的量未知无法确定氢离子是否放电．

解答： 解：A．燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应、正极上氧化剂得电子发生还原反应，正极电极反应式为O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O、负极反应为H₂-2e^-=2H⁺，故A错误；
B．通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，则a是阳极、b是阴极，阴极上铜离子放电，电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，故B错误；
C．a极是石墨，b极是纯铜时，电解一定时间后两极产生的气体体积都为224ml（标准状况），即氢气和氧气的物质的量都是0.01mol，根据转移电子守恒得n（Cu²⁺）=

0.01mol×4-0.01mol×2

2

=0.01mol，硫酸铜浓度C=

n

V

=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，故C正确；
D．a、b两极均是石墨时，若a极产生的气体为56mL（标准状况），a极产生氧气的物质的量=

0.056L

22.4L/mol

=0.0025mol，硫酸铜的物质的量未知无法确定氢离子是否放电，所以无法计算溶液的pH，故D错误；
故选C．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，根据各个电极上发生的反应再结合转移电子守恒解答，难点是电极反应式的书写，要注意结合电解质溶液酸碱性书写，题目难度不大．