Question

【題目】“電化學(xué)”與人類生產(chǎn)和生活密不可分。

（1）如圖為相互串聯(lián)的甲、乙兩個(gè)電解池，試回答下列問題。

①乙池中若滴入少量酚酞，開始一段時(shí)間后，_____電極附近呈紅色（填“鐵”或“碳”）。

②甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，A極電極反應(yīng)式為_____。

③甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，陰極增重12.8g時(shí)，則乙池陽極放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_____(不考慮氣體溶解情況)。

（2）人工腎臟可用電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如圖。

①陽極反應(yīng)生成的氯氣將尿素氧化而得以除去，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

②若兩極共收集到氣體13.44L(標(biāo)況)，則除去的尿素質(zhì)量為_____ g(忽略氣體的溶解)。

Answer 1

【答案】鐵 Cu2++2e-=Cu 4.48L CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl 7.2g

【解析】

(1)據(jù)圖可知甲池中A電極與電源負(fù)極相連為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，B電極為陽極， 氧化反應(yīng)；乙池中Fe電極為陰極，水電離出的氫離放電生成氫氣，同時(shí)產(chǎn)生氫氧根，C電極為陽極，氯離子放電生成氯氣。

(2)據(jù)圖可知裝置左側(cè)有Cl2產(chǎn)生，即氯離子被氧化，所以左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極；陽極產(chǎn)生的氯氣再和尿素反應(yīng)生成CO2和N2。

(1)①Fe電極為陰極，水電離出的氫離子放電生成氫氣，同時(shí)電離出更多的氫氧根，使電極負(fù)極顯堿性，即鐵電極負(fù)極呈紅色；

②甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，A電極為陰極，銅離子放電，電極方程式為Cu2++2e-=Cu；

③電解精煉銅時(shí)，陰極發(fā)生Cu2++2e-=Cu，當(dāng)生產(chǎn)12.8gCu即0.2molCu時(shí)轉(zhuǎn)移的電子為0.4mol，乙池陽極發(fā)生2Cl--2e-=Cl2，轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)可產(chǎn)生0.2mol氯氣，標(biāo)況下體積為4.48L；

(2)①反應(yīng)物有[CO(NH2)2]和Cl2，產(chǎn)物有CO2和N2、NaCl，根據(jù)化合價(jià)變化可知該過程中氯氣將N元素氧化，結(jié)合電子守恒和元素守恒可得方程式為：CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl；

②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+H2O=N2+CO2+6HCl，根據(jù)方程式可知相同時(shí)間內(nèi)陰極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量與陽極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為3:2；若兩極共收集到氣體13.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，混合氣體物質(zhì)的量==0.6mol，則n(N2)=n(CO2)=0.6mol×=0.12 mol，根據(jù)N原子守恒得n[CO(NH2)2]=n(N2)=0.12mol，尿素質(zhì)量m=nM=0.12mol×60g/mol=7.2g。