Question

【題目】十九大報(bào)告中提出要“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對(duì)大氣污染防治比過(guò)去要求更高。二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合，原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.該電池放電時(shí)H+從Pt2電極經(jīng)過(guò)內(nèi)電路流到Pt1電極

B.Pt1電極附近發(fā)生的反應(yīng)：SO2＋2H2O－2e－=H2SO4＋2H＋

C.Pt2電極附近發(fā)生的反應(yīng)為: O2＋2H2O＋4e－=4OH－

D.放電過(guò)程中若消耗的22.4L O2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），Pt1電極區(qū)增加4mol H＋

Answer 1

【答案】D

【解析】

由圖可知，Pt1電極上SO2轉(zhuǎn)化為H2SO4，S元素化合價(jià)升高被氧化，為燃料電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，Pt2電極為燃料電池的正極，O2在正極上得電子被還原生成水，電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-═2H2O，電池的總反應(yīng)方程式為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。

A項(xiàng)、放電時(shí)，陽(yáng)離子移向正極，Pt1電極為負(fù)極，Pt2電極為正極，則該電池放電時(shí)氫離子從Pt1電極經(jīng)過(guò)內(nèi)電路流到Pt2電極，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)、Pt1電極通入SO2，SO2在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2SO4，電極反應(yīng)為SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，故B錯(cuò)誤；

C項(xiàng)、Pt2電極為燃料電池的正極，酸性條件下，O2在正極上得電子被還原生成水，電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-═2H2O，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)、標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L O2的物質(zhì)的量為1mol，放電過(guò)程中若消耗1mol O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為4mol，由負(fù)極反應(yīng)式可知，負(fù)極區(qū)放電生成8mol H＋有4mol經(jīng)過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)，所以Pt1電極區(qū)增加的H+為4mol，故D正確；

故選D。