Question

3．已知某碱性硼化矾（VB₂）-空气电池工作时发生反应为：11O₂+4VB₂═2V₂O₅+4B₂O₃．以该电池作为电源，使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． VB₂电极发生的电极反应为：2VB₂+11H₂O-22e^-═V₂O₅+2B₂O₃+22H⁺
• B． 若B装置内的液体体积为400mL，则CuSO₄溶液的物质的量浓度为0.025mol/L
• C． 电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生
• D． 外电路中电子由a电极流向b电极

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：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O，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，据此分析计算．

解答 解：A、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A错误；
B、当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内与氧气相连的b为阳极，氢氧根失电子生成氧气为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，所以溶液中的铜离子为$\frac{0.04-0.01×2}{2}$=0.01mol，则CuSO₄溶液的物质的量浓度为$\frac{0.01}{0.4}$=0.025mol/L，故B正确；
C、电解过程中，与氧气相连的b为阳极，氢氧根失电子生成氧气，故C错误；
D、外电路中电子由VB₂电极流向阴极c电极，故D错误；
故选B．

点评 本题考查原电池及其电解池的工作原理，题目难度不大，本题注意把握电极反应式的书写，利用电子守恒计算．