Question

16．碱性硼化钒（VB₂）-空气电池工作时反应为：4VB₂+11O₂═4B₂O₃+2V₂O₅．用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示．当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标准状况），则下列说法正确的是（　　）

• A． 电解过程中，c电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生
• B． VB₂电极发生的电极反应为：2VB₂+11H₂O-22e^-═V₂O₅+2B₂O₃+22H⁺
• C． A装置中K+移向VB₂电极
• D． b装置内收集的0.448L气体（标准状况）全部为O₂

Answer 1

分析 硼化钒-空气燃料电池中，VB₂在负极失电子，氧气在正极上得电子，电池总反应为：4VB₂+11O₂═4B₂O₃+2V₂O₅，则与负极相连的c为电解池的阴极，铜离子得电子发生还原反应，与氧气相连的b为阳极，氢氧根失电子发生氧化反应，外电路中通过0.04mol电子时，B装置内与氧气相连的b为阳极，根据电子守恒，氢氧根失电子生成氧气为：$\frac{0.04mol}{4}$=0.01mol，又共收集到0.448L气体即$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，则阴极也产生0.01moL的氢气，以此解答该题．

解答 解：A．电解过程中，c为阴极，发生还原反应，先生成铜，后生成氢气，故A正确；
B．负极上是VB₂失电子发生氧化反应，则VB₂极发生的电极反应为：2VB₂+22OH^--22e^-=V₂O₅+2B₂O₃+11H₂O，故B错误；
C．A装置中a为正极、VB₂极为负极，电解质溶液中钾离子从而VB₂流向a电极，故C错误；
D．外电路中通过0.04mol电子时，B装置内与氧气相连的b为阳极，根据电子守恒，氢氧根失电子生成氧气为：$\frac{0.04mol}{4}$=0.01mol，又共收集到0.448L气体即$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，则阴极也产生0.01moL的氢气，故D错误；
故选A．

点评 本题考查原电池及其电解池的工作原理，为高频考点，题目难度中等，侧重于学生的分析、计算能力的考查，本题注意把握电极反应式的书写，利用电子守恒计算．