Question

13．人工腎臟可用間接電化學方法除去代謝產物中的尿素[分子式為CO（NH₂）₂]，原理如圖所示．下列有關說法中錯誤的是（　　）

• A． 電解結束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將變大
• B． 若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，B接線柱應連接Pb
• C． 涉及除去尿素的反應為CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl
• D． 若通電一段時間后，電路中通過的電量是77.06×10⁴C，則有8N_A個H⁺通過質子交換膜
  （一個電子所帶的電量為1.6×10^-19C）

Answer 1

分析 A、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，根據上述反應式可以看出在陰、陽極上產生的OH^-、H⁺的數目相等，陽極室中反應產生的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；
B、二次電池中，蓄電池的負極和電源的負極相連，正極和正極相連；
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，根據上述反應式回答；
D、根據電路中通過的電量77.06×10⁴C計算電子轉移數目進而計算H⁺通過質子交換膜的數目．

解答 解：A、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，根據上述反應式可以看出在陰、陽極上產生的OH^-、H⁺的數目相等，陽極室中反應產生的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A錯誤；
B、根據電極產物，產生氫氣的是陰極，所以若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，B接線柱應連接Pb，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，故C正確；
D、若通電一段時間后，電路中通過的電量是77.06×10⁴C，則電路中通過的電子數目是：$\frac{77.06×1{0}^{4}C}{1.6×1{0}^{-19}C}$=8N_A，即有8N_A個H⁺通過質子交換膜，故D正確．
故選A．

點評 本題考查電解池原理與有關計算，難度較大，注意觀察電極產物，判斷發生的反應，注意根據方程式判斷左室中pH值的變化．