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【题目】用新型甲醇燃料电池作电源电解硫酸铜溶液,下列有关说法不正确的是( )

A.甲醇一极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O= CO2↑+6H+

B.若a为粗钢,b为精铜,消耗标准状况下224mL O2,则a极质量减少1.28g

C.若a. b均为石墨,a极反应为:2H2O-4e-= 4H+ +O2↑

D.若a为石墨,b为铜,消耗标准状况下224mLO2,则电解后CuSO4溶液的pH为1(忽略溶液体积变化)

【答案】B

【解析】

用新型甲醇燃料电池作电源电解硫酸铜溶液,在组合装置中,燃料电池提供电能为原电池装置,通入氧气一极得电子发生还原,作正极,通入甲醇一极失电子发生氧化反应,作负极。电解池中,与电源正极先连的电极为阳极,那么a电极是阳极,b电极是阴极。

A. 根据分析,甲醇作负极失去电子发生氧化反应,在酸性电解液中,甲醇被氧化为CO2,化合物中碳元素化合价从-2上升到+4,故其电极反应式为CH3OH-6e-+H2O= CO2↑+6H+,A说法正确;

B. 若a为粗钢,b为精铜,粗铜作阳极不考虑溶液中其他离子放电,粗铜(含铜、锌、铁、银等杂质)发生氧化会溶解,燃料电池中消耗标准状况下224mL O2,氧气的物质的量0.1mol,电路中转移电子0.04mol,则粗铜上转移的电子0.04mol,a极由锌、铁、铜等金属溶解,则a极减少的质量不能确定,B说法错误;

C. 若a. b均为石墨为惰性电极,根据分析a极为阳极,聚集阴离子SO42和水中的OH,水中OH失电子能力比SO42强,故OH放电失去电子发生氧化,a极反应为:2H2O-4e- =4H+ +O2↑,C说法正确;

D. 若a为石墨,b为铜,则阳极为惰性电极,只考虑离子放电。阳极区聚集的水中OH失电子能力比SO42强,则水中OH先放电发生氧化反应生成氧气。阴极区Cu2+得电子能力比水中的H+强,则Cu2+先放电发生还原反应生成Cu。故电解池的总反应为2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+,消耗标准状况下224mLO2,n(O2)=0.01mol,根据关系式法O2~4e-~4H+,得n(H+)=0.04mol,溶液体积400mL,c(H+)=0.1mol·L-1,故pH为1,D说法正确;

答案选B。

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