Question

【題目】人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如下圖所示。

（1）電源的負極為　　　　(填“A”或“B”)。

（2）陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為　　　　、　　　　。

（3）電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將　　　　　　；若兩極共收集到氣體13．44 L(標準狀況)，則除去的尿素為　　　　 g(忽略氣體的溶解)。

Answer 1

【答案】（1）B （2）6Cl--6e-3Cl2↑　CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl （3）不變　7．2

【解析】

試題分析：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)律和本題圖中的電極產(chǎn)物H2和Cl2可以判斷出A為電源的正極，B為電源的負極，故陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為：2Cl--2e-Cl2↑，CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl；

（3）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+H2ON2+CO2+6HCl

根據(jù)上述反應(yīng)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；由上述反應(yīng)可以看出，轉(zhuǎn)移6 mol e-時，陰極產(chǎn)生3 mol H2，陽極產(chǎn)生1 mol N2和1 mol CO2，故電解收集到的13．44 L氣體中V(N2)=V(CO2)==2．688 L，即n(N2)=n(CO2)=0．12 mol。

根據(jù)方程式CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl可知生成0．12 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物質(zhì)的量也為0．12 mol，其質(zhì)量為：m[CO(NH2)2]=0．12 mol×60 g·mol-1=7．2 g。