Question

【題目】以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成燃料電池，采用電解法制備 Fe(OH)2，裝置如右圖所示，其中電解池兩極材料分別為鐵和石墨，通電一段時間后，右側玻璃管中產生大量的白色沉淀。則下列說法正確的是

A. 石墨電極Ⅱ處的電極反應式為O2+4e-=2O2-

B. X是鐵電極

C. 電解池中有1mol Fe溶解，石墨Ⅰ耗H2 22.4 L

D. 若將電池兩極所通氣體互換，X、Y兩極材料也互換, 實驗方案更合理。

Answer 1

【答案】D

【解析】

左邊裝置是原電池，通入氫氣的電極I是負極，發生氧化反應；通入氧氣的電極II是正極，正極發生還原反應。右邊裝置是電解池，X是陰極、Y是陽極，Fe作陽極發生氧化反應，據此分析解答。

左邊裝置是原電池，通入氫氣的電極I是負極、通入氧氣的電極II是正極，負極反應式為H2-2e-+CO32-=CO2+H2O，正極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-。右邊裝置是電解池，X是陰極、Y是陽極，陰極反應式為2H2O +2e-=H2↑+2OH-，陽極反應式為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH) 2↓。

A.通入氧氣的電極II是正極，正極上氧氣獲得電子，發生還原反應，電極反應式為O2+4e-+2CO2=2CO32-，A錯誤；

B.X與負極連接，作陰極，Y與電源正極連接，作陽極，要制取Fe(OH) 2，陽極Y必須是鐵電極，X電極為石墨電極，B錯誤；

C.電解池中有1mol Fe溶解，失去2mol電子，根據整個閉合回路中電子轉移數目相等可知在石墨Ⅰ耗H21mol，但未指明氣體所處的條件，因此不能確定氫氣的體積就是 22.4 L，C錯誤；

D.若將電池兩極所通氣體互換，則I是正極，X是陽極，X電極材料是Fe，該電極產生的Fe2+和堿反應得到Fe(OH) 2白色沉淀，可以將沉淀和氧氣隔絕，實驗方案更合理，D正確；

故合理選項是D。