Question

圖1為甲烷和O₂構(gòu)成的燃料電池示意圖，電解質(zhì)為KOH溶液，圖2為電解AlCl₃溶液的裝置，電極材料均為石墨．用該裝置進(jìn)行實驗，反應(yīng)開始后觀察到x電極附近出現(xiàn)白色沉淀．下列說法正確的是（　�。�

• A．圖1、圖2中電解質(zhì)溶液的pH均增大
• B．圖2中電解AlCl₃溶液的總反應(yīng)為：2Cl^-+2H₂O

  電解  .

  Cl₂↑+H₂↑+2OH^-
• C．A處通入的氣體為CH₄，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-?CO₃^2-+7H₂O
• D．燃料電池內(nèi)部OH^-向a極移動，電解池中Cl^-向y極移動

Answer 1

分析：由圖知，圖1是原電池，圖2是電解池，原電池中投放燃料的電極是負(fù)極，投放氧化劑的電極是正極；電解池中陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電．
反應(yīng)開始后觀察到x電極附近出現(xiàn)白色沉淀，說明X電極上氫離子放電，X電極附近生成氫氧根離子，所以X電極是陰極，Y電極是陽極，則a負(fù)極，b是正極．
A、根據(jù)電解質(zhì)溶液中氫離子濃度或氫氧根離子濃度變化判斷PH值的變化．
B、根據(jù)溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)寫出電池反應(yīng)式．
C、先判斷原電池中正負(fù)極，再寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式．
D、原電池放電時，溶液中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動．

解答：解：由圖知，圖1是原電池，圖2是電解池，原電池中投放燃料的電極是負(fù)極，投放氧化劑的電極是正極；電解池中陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電．
反應(yīng)開始后觀察到x電極附近出現(xiàn)白色沉淀，說明X電極上氫離子放電，X電極附近生成氫氧根離子，所以X電極是陰極，Y電極是陽極，則a負(fù)極，b是正極．
A、原電池中，負(fù)極：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃ ^2-+7H₂O，正極：2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，總方程式：
CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，溶液由堿變成鹽溶液，所以溶液的PH值變小；電解池中電池反應(yīng)式為2AlCl₃+6H₂O

電解  .

3Cl₂↑+3H₂↑+2Al（OH）₃↓，溶液由酸性變成中性，溶液的PH值增大，故A錯誤．
B、電解池中電池反應(yīng)式為2AlCl₃+6H₂O

電解  .

3Cl₂↑+3H₂↑+2Al（OH）₃↓，故B錯誤．
C、反應(yīng)開始后觀察到x電極附近出現(xiàn)白色沉淀，說明X電極上氫離子放電，X電極附近生成氫氧根離子，所以X電極是陰極，Y電極是陽極，則a負(fù)極，b是正極，負(fù)極上是燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故C正確．
D、反應(yīng)開始后觀察到x電極附近出現(xiàn)白色沉淀，說明X電極上氫離子放電，X電極附近生成氫氧根離子，所以X電極是陰極，Y電極是陽極，則a負(fù)極，b是正極，燃料電池中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，所以燃料電池內(nèi)部OH^-向a極移動，電解池中Cl^-向y極移動，故D正確．
故選CD．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，難度不大，注意電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，明確原電池中陰陽離子的移動方向，此點是易錯點．