Question

19．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，后有气泡产生
• B． 外电路中电子由c电极流向VB₂电极
• C． VB₂电极发生的电极反应为：2VB₂+11H₂O-22e^-═V₂O₅+2B₂O₃+22H⁺
• D． 若B装置内的液体体积为100 mL，则CuSO₄溶液的物质的量浓度为0.05 mol/L

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，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．外电路中电子由VB₂电极流向阴极c电极，故B错误；
C．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C错误；
D．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$\frac{0.01}{0.1}$=0.1mol/L，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，侧重于学生的分析、计算能力的考查，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．