Question

利用CH₄燃料电池电解制备Ca(H₂PO₄)₂并得到副产物NaOH、H₂、Cl₂，装置如图所示。下列说法不正确的是

A.a极反应：CH₄ -8e^－＋4O^2－=CO₂＋2H₂O

B.A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，

C.可用铁电极替换阴极的石墨电极

D.a极上通入2.24 L（标准状况下）甲烷，阳极室Ca^2＋减少0.4 mol

Answer

D

【解析】

根据题干信息，左侧为原电池，右侧为电解池，a极为原电池的负极，电极反应式CH4 -8e－＋4O2－=CO2＋2H2O，b极为正极，电极反应式O2+4e-=2O2-，阳极室的电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阳极室的Ca2+通过A膜（阳离子交换膜）进入产品室，阴极室的电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极不参与反应，可以用铁电极替换石墨电极，原料室的Na+通过C膜（阳离子交换膜）进入阴极室，原料室的H2PO4-通过B膜（阴离子交换膜）进入产品室，在产品室中制得产品Ca(H2PO4)2，据此分析解答。

A．根据上述分析可知，a极为原电池的负极，电极反应式CH4 -8e－＋4O2－=CO2＋2H2O，A选项正确；

B．阳极室的Ca2+通过A膜（阳离子交换膜）进入产品室，原料室的Na+通过C膜（阳离子交换膜）进入阴极室，原料室的H2PO4-通过B膜（阴离子交换膜）进入产品室，在产品室中制得产品Ca(H2PO4)2，B选项正确；

C．阴极室的电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极不参与反应，可以用铁电极替换石墨电极，C选项正确；

D．a极上通入2.24 L（标准状况下）甲烷，转移电子0.8mol，根据e-守恒，阳极室中Cl-失去的电子也为0.8mol，所以消耗的Cl-0.4mol，即负电荷减少0.4mol，所以阳极室中带正电荷的0.2molCa2+移向产品室，D选项错误；

答案选D。