Question

有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如下图所示（电极未标出），下列说法不正确的是（　　）

A. 气体B为H₂

B. 相同条件下，当电解池生成2L Cl₂，理论上燃料电池应消耗1L O₂

C. 极室1 与极室2之间的离子交换膜也为阳离子交换膜

D. 溶液a、b、c的pH大小顺序为：a>b>c

Answer

D

【解析】

因为图示为电解池与燃料电池的组合，故通入氧气的一极（极室4）为燃料电池的正极，所以极室3为燃料电池的负极，极室2生成碱液，所以极室2为电解池的阴极，极室1为电解池阳极。所以气体A为氯气、气体B为氢气。

A．电解池中生成氢气的一端为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，在氢氧化钠溶液中，电解池的阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以气体B为H2，故A正确；

B．根据反应O2+4e-+2H2O=4OH-、4Cl--4e-=2Cl2↑及电子守恒可得：2Cl2～O2，则相同条件下，当电解池生成2L Cl2，理论上燃料电池应消耗1L O2，故B正确；

C．极室1进去的饱和NaCl溶液，排出的是稀NaCl溶液，所以极室1 为阳极，反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，钠离子移向极室2，所以极室1 与极室2之间的离子交换膜也为阳离子交换膜，故C正确；

D．燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于c%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以b%＜a%，得到b%＜a%＜c%，即c＞a＞b，故D错误；

故选D。