高中 | 电解池原理 题目答案及解析

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选修四

第四章 电化学基础

第三节 电解池

电解池原理

某同学设计的利用$\rm NO-$空气质子交换膜燃料电池通过电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法错误的是$(\qquad)$

["

$\\rm Pt( I )$的电极反应式为$\\rm O_{2}+4e^{-} +4H^{+}=2H_{2}O$

","

电解池中$\\rm II$$\\rm III$之间的$\\rm X$膜应为质子交换膜

","

工作时,$\\rm I$池中$\\rm {SO}_{ {4}}^{ {2-}}$通过阴膜向$\\rm II$池中移动

","

$\\rm Pt(II )$极消耗$\\rm 11.2\\;L\\;NO$,则$\\rm Cr$棒质量增加$\\rm 26\\; g$

"]
[["D"]]

图中左边装置为$\rm NO-$空气质子交换膜燃料电池,通入$\rm O_{2}$$\rm Pt(I)$作正极,$\rm NO$失电子被氧化的$\rm Pt(II)$作负极,右边电解池中$\rm Cr$棒作阴极,$\rm Cr^{3+}$在此得电子获得高纯铬,石墨作阳极,水中$\rm OH^{-}$在此失电子被氧化为$\rm O_{2}$$\rm H^{+}$透过质子交换膜$\rm (X$$\rm )$迁移到$\rm II$区域,与从$\rm I$透过阴膜迁移来的$\rm {SO}_{ {4}}^{ {2-}}$聚集获得硫酸,据此可分析解答。

$\rm A$$\rm Pt(I)$作正极,$\rm O_{2}$在此得电子并结合通过质子交换膜迁移来的$\rm H^{+}$,电极反应方程式为$\rm O_{2}+4e^{-} +4H^{+}=2H_{2}O$$\rm A$选项正确;

$\rm B$.作为阳极的石墨电极处,水中$\rm OH^{-}$在此失电子被氧化为$\rm O_{2}$$\rm H^{+}$透过质子交换膜$\rm (X$$\rm )$迁移到$\rm II$区域,获得硫酸,$\rm B$选项正确;

$\rm C$.工作时,$\rm I$池中$\rm {SO}_{ {4}}^{ {2-}}$通过阴膜向$\rm II$池中移动获得硫酸,$\rm C$选项正确;

$\rm D$.未标明气体所处环境的温度与压强,无法计算,$\rm D$选项错误。

故选:$\rm D$

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