Question

如圖裝置模擬人工腎臟的工作原理，電解生成的Cl₂將尿素[CO（NH₂）₂]氧化成N₂排出，則下列說法錯誤的是（　�。�

• A、電源的正極為b
• B、尿素被氧化的化學方程式為CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O=N₂+CO₂+6HCl
• C、電解結束后，陰極室溶液與電解前相比pH增大
• D、陽極收集到氣體4.48L（標準狀況）時，被氧化的尿素為6.0g

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：A、根據(jù)電解池中陰離子在陽極放電和陽離子在陰極放電的規(guī)律，結合本題圖中的電極產(chǎn)物CO₂和N₂可以判斷出a為電源的負極，b為電源的正極；
B、由圖可知，陽極室首先是氯離子放電生成氯氣，氯氣再氧化尿素生成氮氣、二氧化碳，同時會生成HCl；
C、陰極反應為：6H₂O+6e^-═6OH^-+3H₂↑（或6H⁺+6e^-═3H₂↑）陽極反應為：6Cl^--6e^-═3Cl₂↑，CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，根據(jù)上述反應式可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH^-、H⁺的數(shù)目相等，陽極室中反應產(chǎn)生的H⁺通過質子交換膜進入陰極室與OH^-恰好反應生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；
D、根據(jù)n=

V

22.4

計算兩極產(chǎn)生的氣體的物質的量，利用氣體中各組分的比例關系，計算n（N₂）=n（CO₂），再根據(jù)方程式計算尿素的物質的量，根據(jù)m=nM計算尿素的質量．

解答： 解：A、由圖可知，右室電極產(chǎn)物為CO₂和N₂，發(fā)生氧化反應，故b為電源的正極，左室電解產(chǎn)物為H₂，發(fā)生還原反應，故a為電源的負極，故A正確；
B、由圖可知，陽極室首先是氯離子放電生成氯氣，氯氣再氧化尿素生成氮氣、二氧化碳，同時會生成HCl，陽極室中發(fā)生的反應依次為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，故B正確；
C、陰極反應為6H₂O+6e^-═6OH^-+3H₂↑（或6H⁺+6e^-═3H₂↑），陽極反應為6Cl^--6e^-═3Cl₂↑，CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，根據(jù)上述反應式可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH^-、H⁺的數(shù)目相等，陽極室中反應產(chǎn)生的H⁺通過質子交換膜進入陰極室與OH^-恰好反應生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變，故C錯誤；
D、電解收集到的4.48L氣體，物質的量為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，由反應CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl可知n（N₂）=n（CO₂）=0.2mol×

1

2

=0.1 mol，
可知生成0.1mol N₂所消耗的CO（NH₂）₂的物質的量也為0.1mol，其質量為：m[CO（NH₂）₂]=0.1 mol×60 g?mol^-1=6g，故D正確；
故選C．

點評：本題考查電解池原理與有關計算，難度較大，關鍵注意觀察電極產(chǎn)物，判斷發(fā)生的反應，注意根據(jù)電極反應式判斷左室中pH值的變化．