Question

用如图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的Cl₂将尿素[CO（NH₂）₂]氧化成N₂排出，则下列说法错误的是（　　）

• A、电解结束后，阴极室溶液与电解前相比pH增大
• B、尿素被氧化的化学方程式为CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O=N₂+CO₂+6HCl
• C、电源的正极为b
• D、电解结束后，若两极共收集到气体13.44 L（标准状况）时，则被氧化的尿素为7.2 g（忽略气体的溶解）

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：A、阴极反应为：6H₂O+6e^-═6OH^-+3H₂↑（或6H⁺+6e^-═3H₂↑）阳极反应为：6Cl^--6e^-═3Cl₂↑，CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH^-、H⁺的数目相等，阳极室中反应产生的H⁺通过质子交换膜进入阴极室与OH^-恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变；
B、根据氯气将尿素氧化为氮气来回答；
C、根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律，结合本题图中的电极产物CO₂和N₂可以判断出a为电源的负极，b为电源的正极；
D、根据n=

V

22.4

计算两极产生的气体的物质的量，利用气体中各组分的比例关系，计算n（Cl₂），再根据方程式计算尿素的物质的量，根据m=nM计算尿素的质量．

解答： 解：A、阴极反应为6H₂O+6e^-═6OH^-+3H₂↑（或6H⁺+6e^-═3H₂↑），阳极反应为6Cl^--6e^-═3Cl₂↑，CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH^-、H⁺的数目相等，阳极室中反应产生的H⁺通过质子交换膜进入阴极室与OH^-恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变，故A错误；
B、根据题干信息知道，氯气将尿素氧化为氮气，还原产物是盐酸，反应为：CO（NH₂）₂+3Cl₂+H₂O═N₂+CO₂+6HCl，故B正确；
C、由图可知，右室电极产物为CO₂和N₂，发生氧化反应，故b为电源的正极，左室电解产物为H₂，发生还原反应，故a为电源的负极，电源的正极为b，故C正确；
D、电解收集到13.44 L气体，物质的量是0.6mol，由反应2Cl^-+2H₂O

通电  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，可知n（H₂）=n（Cl₂）=0.3mol，可知生成0.3molCl₂所消耗的CO（NH₂）₂的物质的量也为0.3mol，其质量为：m[CO（NH₂）₂]=0.3 mol×60 g?mol^-1=18g，故D错误；
故选AD．

点评：本题考查电解池原理与有关计算，难度较大，关键注意观察电极产物，判断发生的反应，注意根据电极反应式判断左室中pH值的变化．