Question

【題目】下圖為人工腎臟采用間接電化學方法除去代謝產物中的尿素（CO(NH2)2）的原理。請回答下列問題：

(1)電源的負極為____(選填“A”或“B”)。

(2)陽極室中發生的反應依次為________________、_________________________。

(3)電解結束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將___(選填“降低”、“增大”或“不變”)。

(4)若兩極共收集到標準狀況下氣體6.72 L，則除去的尿素為__g(忽略氣體的溶解)。

Answer 1

【答案】B 2Cl--2e-Cl2↑ CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl 不變 3.6

【解析】

從圖分析，右側產生氫氣，說明是溶液中的氫離子反應，說明電極為陰極，則對應的B極為負極，A為正極。

從圖分析，右側產生氫氣，說明是溶液中的氫離子反應，說明電極為陰極，則對應的B極為負極，A為正極。(1)根據分析，B為負極。

(2)陽極是溶液中的氯離子放電生成氯氣，氯氣氧化尿素反應生成二氧化碳和氮氣，方程式為：2Cl--2e-Cl2↑，CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl；

(3)兩室中間為質子交換膜，所以陰極附近氫離子反應生成氫氣，然后陽極室中的氫離子通過質子交換膜，所以溶液中氫離子濃度不變，故溶液的pH不變。

(4)根據電極反應分析，當反應生成3mol氯氣時消耗1mol尿素，生成2mol氣體，同時陰極產生3mol氫氣，即產生5mol氣體是消耗1mol尿素，現在產生6.72L氣體，即產生6.72/22.4=0.3mol氣體時，消耗0.06mol ，質量為0.06 mol×60g/ mol =3.6g。