Question

【題目】目前比較熱門的Al－H2O2電池，其電池總反應為2Al＋=＋OH－＋H2O。現以AlH2O2電池電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制備氫氣(裝置2中隔膜僅阻止氣體通過，b、c、d均為惰性電極)。下列說法正確的是

A.裝置1中Na+移向電極b,裝置2中的隔膜可以換成質子交換膜

B.電極c的電極反應式：CO(NH2)2-6e－+8OH－=CO32－+N2↑+6H2O

C.電解時，電流的流動路徑：Al極→導線→d極→電解質溶液→c極→導線→b極

D.通電5 min后，若Al電極的質量減輕5.4g，則產生H2的體積為4.48L(標準狀況)

Answer 1

【答案】B

【解析】

H2O2-Al燃料電池工作時，Al失去電子、被氧化、為負極，H2O2得到電子、被還原、為正極，原電池內電路中陽離子移向正極、陰離子移向負極。電解池中，c與原電池的正極相接，為陽極，d與原電池的負極相接，為陰極，電解尿素[CO（NH2）2]的堿性溶液時，陽極[CO（NH2）2]中氮元素化合價由-3價變為0價、發生氧化反應生成氮氣，陰極的氫離子化合價由+1價變為0價、發生還原反應生成氫氣，電流方向為b→c→d→a，因電子不在水溶液中傳導，電子流向：Al極→導線→d極，c極→導線→b極。

A．裝置1是原電池，原電池內電路中陽離子移向正極、陰離子移向負極，即Na＋移向正極電極b；電解尿素[CO（NH2）2]的堿性溶液時，裝置2中的隔膜不可以換成質子交換膜，故A錯誤；

B．電極c為陽極，堿性條件下，[CO(NH2)2]在陽極失去電子生成氮氣和CO32－，所以電極反應式為CO(NH2)2-6e－+8OH－=CO32－+N2↑+6H2O，故B正確；

C．電子從原電池負極→電解池陰極，從電解池陽極→原電池正極，因電子不在水溶液中傳導，即Al極→導線→d極，c極→導線→b極，故C錯誤；

D. 每消耗2.7g Al，則轉移0.3mol電子，電解池中陰極氫離子由+1價變為0價，可生成0.15mol氫氣。通電5 min后，若Al電極的質量減輕5.4g，理論上產生氣體體積為0.15mol×2×22.4L·mol－1=6.72L（標準狀況下），故D錯誤；

故選B。