Question

3．已知某堿性硼化礬（VB₂）-空氣電池工作時(shí)發(fā)生反應(yīng)為：11O₂+4VB₂═2V₂O₅+4B₂O₃．以該電池作為電源，使用惰性電極電解硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．當(dāng)外電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí)，B裝置內(nèi)共收集到0.448L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． VB₂電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2VB₂+11H₂O-22e^-═V₂O₅+2B₂O₃+22H⁺
• B． 若B裝置內(nèi)的液體體積為400mL，則CuSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為0.025mol/L
• C． 電解過(guò)程中，b電極表面先有紅色物質(zhì)析出，然后有氣泡產(chǎn)生
• D． 外電路中電子由a電極流向b電極

Answer 1

分析 硼化釩-空氣燃料電池中，VB₂在負(fù)極失電子，氧氣在正極上得電子，電池總反應(yīng)為：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O，則與負(fù)極相連的c為電解池的陰極，銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，與氧氣相連的b為陽(yáng)極，氫氧根失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此分析計(jì)算．

解答 解：A、負(fù)極上是VB₂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則VB₂極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2VB₂+22OH^--22e^-=V₂O₅+2B₂O₃+11H₂O，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)外電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí)，B裝置內(nèi)與氧氣相連的b為陽(yáng)極，氫氧根失電子生成氧氣為0.01mol，又共收集到0.448L氣體即$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，則陰極也產(chǎn)生0.01moL的氫氣，所以溶液中的銅離子為$\frac{0.04-0.01×2}{2}$=0.01mol，則CuSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.01}{0.4}$=0.025mol/L，故B正確；
C、電解過(guò)程中，與氧氣相連的b為陽(yáng)極，氫氧根失電子生成氧氣，故C錯(cuò)誤；
D、外電路中電子由VB₂電極流向陰極c電極，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池及其電解池的工作原理，題目難度不大，本題注意把握電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，利用電子守恒計(jì)算．