Question

【题目】如图是电解水制高纯氢的示意图，通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。下列说法正确的是

A.制H2时，连接K2

B.连接K1时，电极Ⅰ附近碱性减弱

C.制O2时，电极Ⅲ的反应为：NiOOH＋e＋H2O＝Ni(OH)2＋OH－

D.通过控制开关连接K1和K2，可使电极Ⅲ循环使用

Answer 1

【答案】CD

【解析】

该装置为电解池，通过控制开关连接K1或K2电解水，可交替得到H2和O2，在电解池中，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应。当开关闭合到K2时，所形成的电解池中，电极II为阳极，电极反应式为：4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O，氧气在电极II生成，此时电极III为阴极，NiOOH中Ni为+3价，Ni(OH)2中Ni为+2价，则NiOOH是反应物，Ni(OH)2是生成物；当开关闭合到K1时，电极III为阳极，NiOOH是生成物，Ni(OH)2是反应物，电极I为阴极，阴极反应式为：2H2O + 2e- = H2↑+2OH-，氢气在电极I生成，据此解答。

该装置为电解池，通过控制开关连接K1或K2电解水，可交替得到H2和O2，在电解池中，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应。当开关闭合到K2时，所形成的电解池中，电极II为阳极，电极反应式为：4OH- - 4e- = O2↑ + 2H2O，氧气在电极II生成，此时电极III为阴极，NiOOH中Ni为+3价，Ni(OH)2中Ni为+2价，则NiOOH是反应物，Ni(OH)2是生成物；当开关闭合到K1时，电极III为阳极，NiOOH是生成物，Ni(OH)2是反应物，电极I为阴极，电极反应式为：2H2O + 2e- = H2↑+2OH-，氢气在电极I生成。

A. 由以上分析可知，H2在阴极生成，连接到K1时，电极I为阴极，得到的气体为氢气，A项错误；

B. 连接K1时，电极Ⅰ为阴极，电极反应式为：2H2O + 2e- = H2+2OH-，则电极附近碱性增强，B项错误；

C. 氧气在电极II生成，开关闭合到K2，此时电极III为阴极，电极Ⅲ的反应为：NiOOH＋e＋H2O＝Ni(OH)2＋OH-，C项正确；

D. 当开关闭合到K2时，电极III为阴极，电极III反应式为：NiOOH＋e＋H2O＝Ni(OH)2＋OH-；当开关闭合到K1时，电极III为阳极，电极III反应式为：Ni(OH)2 - e＋OH-=NiOOH＋H2O，则通过控制开关连接K1和K2，可使电极Ⅲ循环使用，D项正确；

答案选CD。