Question

16．堿性硼化釩（VB₂）-空氣電池工作時反應為：4VB₂+11O₂═4B₂O₃+2V₂O₅．用該電池為電源，選用惰性電極電解硫酸銅溶液，實驗裝置如圖所示．當外電路中通過0.04mol電子時，B裝置內共收集到0.448L氣體（標準狀況），則下列說法正確的是（　　）

• A． VB₂電極發生的電極反應為：2VB₂+11H₂O-22e^-═V₂O₅+2B₂O₃+22H⁺
• B． 外電路中電子由c電極流向VB₂電極
• C． 電解過程中，c電極表面先有紅色物質析出，后有氣泡產生
• D． 若B裝置內的液體體積為100 mL，則CuSO₄溶液的物質的量濃度為0.05 mol/L

Answer 1

分析 硼化釩-空氣燃料電池中，VB₂在負極失電子，氧氣在正極上得電子，電池總反應為：4VB₂+11O₂═4B₂O₃+2V₂O₅，則與負極相連的c為電解池的陰極，銅離子得電子發生還原反應，與氧氣相連的b為陽極，氫氧根失電子發生氧化反應，以此解答該題．

解答 解：A．負極上是VB₂失電子發生氧化反應，則VB₂極發生的電極反應為：2VB₂+22OH^--22e^-=V₂O₅+2B₂O₃+11H₂O，故A錯誤；
B．外電路中電子由VB₂電極流向陰極c電極，故B錯誤；
C．電解過程中，c為陰極，發生還原反應，先生成銅，后生成氫氣，故C正確；
D．外電路中通過0.04mol電子時，B裝置內與氧氣相連的b為陽極，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溶液的物質的量濃度為$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查原電池及其電解池的工作原理，為高頻考點，側重于學生的分析、計算能力的考查，題目難度不大，本題注意把握電極反應式的書寫，利用電子守恒計算．