Question

【題目】目前比較熱門的Al－H2O2電池，其電池總反應(yīng)為2Al＋=＋OH－＋H2O。現(xiàn)以AlH2O2電池電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制備氫氣(裝置2中隔膜僅阻止氣體通過，b、c、d均為惰性電極)。下列說法正確的是

A.裝置1中Na+移向電極b,裝置2中的隔膜可以換成質(zhì)子交換膜

B.電極c的電極反應(yīng)式：CO(NH2)2-6e－+8OH－=CO32－+N2↑+6H2O

C.電解時(shí)，電流的流動(dòng)路徑：Al極→導(dǎo)線→d極→電解質(zhì)溶液→c極→導(dǎo)線→b極

D.通電5 min后，若Al電極的質(zhì)量減輕5.4g，則產(chǎn)生H2的體積為4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

Answer 1

【答案】B

【解析】

H2O2-Al燃料電池工作時(shí)，Al失去電子、被氧化、為負(fù)極，H2O2得到電子、被還原、為正極，原電池內(nèi)電路中陽離子移向正極、陰離子移向負(fù)極。電解池中，c與原電池的正極相接，為陽極，d與原電池的負(fù)極相接，為陰極，電解尿素[CO（NH2）2]的堿性溶液時(shí)，陽極[CO（NH2）2]中氮元素化合價(jià)由-3價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)、發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮?dú)猓�陰極的氫離子化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)、發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電流方向?yàn)?/span>b→c→d→a，因電子不在水溶液中傳導(dǎo)，電子流向：Al極→導(dǎo)線→d極，c極→導(dǎo)線→b極。

A．裝置1是原電池，原電池內(nèi)電路中陽離子移向正極、陰離子移向負(fù)極，即Na＋移向正極電極b；電解尿素[CO（NH2）2]的堿性溶液時(shí)，裝置2中的隔膜不可以換成質(zhì)子交換膜，故A錯(cuò)誤；

B．電極c為陽極，堿性條件下，[CO(NH2)2]在陽極失去電子生成氮?dú)夂?/span>CO32－，所以電極反應(yīng)式為CO(NH2)2-6e－+8OH－=CO32－+N2↑+6H2O，故B正確；

C．電子從原電池負(fù)極→電解池陰極，從電解池陽極→原電池正極，因電子不在水溶液中傳導(dǎo)，即Al極→導(dǎo)線→d極，c極→導(dǎo)線→b極，故C錯(cuò)誤；

D. 每消耗2.7g Al，則轉(zhuǎn)移0.3mol電子，電解池中陰極氫離子由+1價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)，可生成0.15mol氫氣。通電5 min后，若Al電極的質(zhì)量減輕5.4g，理論上產(chǎn)生氣體體積為0.15mol×2×22.4L·mol－1=6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），故D錯(cuò)誤；

故選B。