Question

3．已知某堿性硼化礬（VB₂）-空氣電池工作時發(fā)生反應為：11O₂+4VB₂═2V₂O₅+4B₂O₃．以該電池作為電源，使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(nèi)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(fā)生的電極反應為：2VB₂+11H₂O-22e^-═V₂O₅+2B₂O₃+22H⁺
• B． 若B裝置內(nèi)的液體體積為400mL，則CuSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為0.025mol/L
• C． 電解過程中，b電極表面先有紅色物質(zhì)析出，然后有氣泡產(chǎn)生
• D． 外電路中電子由a電極流向b電極

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：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O，則與負極相連的c為電解池的陰極，銅離子得電子發(fā)生還原反應，與氧氣相連的b為陽極，氫氧根失電子發(fā)生氧化反應，據(jù)此分析計算．

解答 解：A、負極上是VB₂失電子發(fā)生氧化反應，則VB₂極發(fā)生的電極反應為：2VB₂+22OH^--22e^-=V₂O₅+2B₂O₃+11H₂O，故A錯誤；
B、當外電路中通過0.04mol電子時，B裝置內(nèi)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(chǎn)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(zhì)的量濃度為$\frac{0.01}{0.4}$=0.025mol/L，故B正確；
C、電解過程中，與氧氣相連的b為陽極，氫氧根失電子生成氧氣，故C錯誤；
D、外電路中電子由VB₂電極流向陰極c電極，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查原電池及其電解池的工作原理，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．