Question

用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、電解結(jié)束后，陰極室溶液與電解前相比pH增大
• B、尿素被氧化的化學(xué)方程式為CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O=N₂+CO₂+6HCl
• C、電源的正極為b
• D、電解結(jié)束后，若兩極共收集到氣體13.44 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，則被氧化的尿素為7.2 g（忽略氣體的溶解）

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：A、陰極反應(yīng)為：6H₂O+6e^-═6OH^-+3H₂↑（或6H⁺+6e^-═3H₂↑）陽極反應(yīng)為：6Cl^--6e^-═3Cl₂↑，CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，根據(jù)上述反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的H⁺通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室與OH^-恰好反應(yīng)生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；
B、根據(jù)氯氣將尿素氧化為氮氣來回答；
C、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(jié)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(fù)極，b為電源的正極；
D、根據(jù)n=

V

22.4

計算兩極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量，利用氣體中各組分的比例關(guān)系，計算n（Cl₂），再根據(jù)方程式計算尿素的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算尿素的質(zhì)量．

解答： 解：A、陰極反應(yīng)為6H₂O+6e^-═6OH^-+3H₂↑（或6H⁺+6e^-═3H₂↑），陽極反應(yīng)為6Cl^--6e^-═3Cl₂↑，CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，根據(jù)上述反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的H⁺通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室與OH^-恰好反應(yīng)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(jù)題干信息知道，氯氣將尿素氧化為氮氣，還原產(chǎn)物是鹽酸，反應(yīng)為：CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，故B正確；
C、由圖可知，右室電極產(chǎn)物為CO₂和N₂，發(fā)生氧化反應(yīng)，故b為電源的正極，左室電解產(chǎn)物為H₂，發(fā)生還原反應(yīng)，故a為電源的負(fù)極，電源的正極為b，故C正確；
D、電解收集到13.44 L氣體，物質(zhì)的量是0.6mol，由反應(yīng)2Cl^-+2H₂O

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，可知n（H₂）=n（Cl₂）=0.3mol，可知生成0.3molCl₂所消耗的CO（NH₂）₂的物質(zhì)的量也為0.3mol，其質(zhì)量為：m[CO（NH₂）₂]=0.3 mol×60 g?mol^-1=18g，故D錯誤；
故選AD．

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