Question

【題目】相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如下圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列說法不正確的是

A.a電極的電極反應(yīng)為4H2O＋4e－＝2H2↑＋4OH－

B.c、d離子交換膜依次為陽離子交換膜和陰離子交換膜

C.電池放電過程中，Cu(1)電極上的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－＝Cu

D.電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得320gNaOH

Answer 1

【答案】D

【解析】

濃差電池放電時，兩個電極區(qū)的濃度差會逐漸減小，當兩個電極區(qū)硫酸銅溶液的濃度完全相等時，放電停止，電池放電過程中，Cu(1)電極上發(fā)生使Cu2+濃度降低的還原反應(yīng)，作正極，Cu(2)電極上發(fā)生使Cu2+濃度升高的氧化反應(yīng)，作負極，則在右池的電解池中，a為電解池的陰極，H2O中的H+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，b為電解池的陽極，H2O中的OH-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，據(jù)此分析解答問題。

A．根據(jù)上述分析可知，a為電解池的陰極，H2O中的H+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，電極反應(yīng)為4H2O＋4e－＝2H2↑＋4OH-，A選項正確；

B．電解過程中，兩個離子交換膜之間的硫酸鈉溶液中，Na+通過陽離子交換膜c進入陰極區(qū)，SO42-通過陰離子交換膜d進入陽極區(qū)，B選項正確；

C．電池放電過程中，Cu(1)電極上發(fā)生使Cu2+濃度降低的還原反應(yīng)，作正極，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－＝Cu，C選項正確；

D．電池從開始工作到停止放電，正極區(qū)硫酸銅溶液的濃度同時由2.5mol·L-1降低到1.5mol·L-1，負極區(qū)硫酸銅溶液同時由0.5mol·L-1升到1.5mol·L-1，正極反應(yīng)可還原Cu2+的物質(zhì)的量為2L×(2.5-1.5)mol·L-1=2mol，電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，電解池的陰極生成4molOH-，即陰極區(qū)可得4mol氫氧化鈉，其質(zhì)量為160g，D選項錯誤；

答案選D。