Question

16．堿性硼化釩（VB₂）-空氣電池工作時(shí)反應(yīng)為：4VB₂+11O₂═4B₂O₃+2V₂O₅．用該電池為電源，選用惰性電極電解硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．當(dāng)外電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí)，B裝置內(nèi)共收集到0.448L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． VB₂電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2VB₂+11H₂O-22e^-═V₂O₅+2B₂O₃+22H⁺
• B． 外電路中電子由c電極流向VB₂電極
• C． 電解過(guò)程中，c電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生
• D． 若B裝置內(nèi)的液體體積為100 mL，則CuSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為0.05 mol/L

Answer 1

分析 硼化釩-空氣燃料電池中，VB₂在負(fù)極失電子，氧氣在正極上得電子，電池總反應(yīng)為：4VB₂+11O₂═4B₂O₃+2V₂O₅，則與負(fù)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(yīng)，與氧氣相連的b為陽(yáng)極，氫氧根失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，以此解答該題．

解答 解：A．負(fù)極上是VB₂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則VB₂極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2VB₂+22OH^--22e^-=V₂O₅+2B₂O₃+11H₂O，故A錯(cuò)誤；
B．外電路中電子由VB₂電極流向陰極c電極，故B錯(cuò)誤；
C．電解過(guò)程中，c為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，先生成銅，后生成氫氣，故C正確；
D．外電路中通過(guò)0.04mol電子時(shí)，B裝置內(nèi)與氧氣相連的b為陽(yáng)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$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池及其電解池的工作原理，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，題目難度不大，本題注意把握電極反應(yīng)式的書寫，利用電子守恒計(jì)算．