Question

用二甲醚燃料电池做电源，用惰性电极电解饱和K₂SO₄溶液可制取H₂SO₄和KOH，实验装置如图所示：

下列说法错误的是（   ）

A．Y为KOH

B．A口导出的物质为H₂SO₄

C．二甲醚燃料电池的负极反应式为CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺

D．若燃料电池通入CH₃OCH₃(g)的速率为0.1mol/min，2min时，理论上C口收集到气体的体积为26.88L

Answer

D

【解析】

试题分析：根据图示可知左边的D出口处的电极与燃料电池的负极连接，为阴极；左边A出口处的电极与电源的正极连接，作阳极。电解K2SO4溶液，实质上是电解水，在阳极是OH-放电产生O2，附近的水溶液中c(H+)增大；在阴极是溶液中的H+放电产生H2，附近的水溶液中c(OH-)增大，所以A口导出的物质为H2SO4溶液，B是O2；C是H2，D是KOH，Y为KOH；选项A、B正确；在二甲醚燃料电池的负极，二甲醚失去电子变为CO2逸出，负极的电极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+；选项C正确；根据负极的电极反应式可知，每有1mol CH3OCH3发生反应，转移电子的物质的量是n(e-)=12mol，则若燃料电池通入CH3OCH3(g)的速率为0.1mol/min，2min时，反应的CH3OCH3的物质的量是n(CH3OCH3)=0.1mol/min×2min=0.2mol，则转移电子的物质的量是0.2mol×12=2.4mol, 根据电子转移守恒可知，生成氢气的物质的量n(H2)2.4mol÷2=1.2mol，其在标准状况下的体积是V(H2)=1.2mol×22.4L/mol=26.88L，但是由于没有指明气体所处的环境，因此不能确定气体的体积大小，选项D错误。

考点：考查原电池、电解池反应原理及应用的知识。