Question

2．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素（H₂NCONH₂，氮元素显-3价）的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是（　　）

• A． H⁺透过质子交换膜由右向左移动
• B． 铜电极应与X相连接
• C． M电极的反应式：H₂NCONH₂+H₂O-6e^-═CO₂↑+N₂↑+6H⁺
• D． 当N电极消耗0.5 mol气体时，则铁电极增重32 g

Answer 1

分析 根据题给信息知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒计算，以此解答该题．

解答 解：该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，
A．M是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，故A错误；
B．铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极Y相连，故B错误；
C．H₂NCONH₂在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H₂NCONH₂+H₂O-6e^-═CO₂↑+N₂↑+6H⁺，故C正确；
D．当N电极消耗0.5mol氧气时，则转移0.5×4=2.0mol电子，所以铁电极增重$\frac{2.0}{2}mol×64g/mol$=64g，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了原电池原理以及电镀原理，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，明确原电池正负极上得失电子、电解质溶液中阴阳离子移动方向即可解答，难度中等．