Question

10．已知H₂O₂是一种弱酸，在强碱溶液中主要以HO₂^-形式存在．现以Al-H₂O₂燃料电池电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液制备氢气 （电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d均为惰性电极）．下来说法正确的是  （　　）

• A． 燃料电池总的离子反应方程式为：2Al+3HO₂^-═2AlO₂^-+2H₂O
• B． 电解时，Al消耗2.7g，则产生氮气的体积为1.12L
• C． 电极b是负极，且反应后该电极区pH增大
• D． 电解过程中，电子的流向由a→d，c→b．

Answer 1

分析 电解时，电池反应时中，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，所以生成氮气的电极是阳极，生成氢气的电极是阴极，则a是负极、b为正极，
H₂O₂-Al燃料电池工作时，Al为负极被氧化，H₂O₂为正极被还原，以此解答该题．

解答 解：A．H₂O₂-Al电池中电解池溶液呈碱性，HO₂^-被还原生成水，Al被氧化生成AlO₂^-，电池总反应为3HO₂^-+2Al=OH^-+2AlO₂^-+H₂O，故A错误；
B．每消耗2.7g Al，则转移0.3mol电子，电解池阳极中氮元素化合价由-3价变为0价，在可生成0.05mol氮气，理论上产生气体体积为1.12L（标准状况下），故B错误；
C．c生成氮气，说明尿素被氧化，则b为正极，正极方程式为3HO₂^-+6e^-+3H₂O=9OH^-，反应后该电极区pH增大，故C错误；
D．电子从原电池负极→电解池阴极，从电解池阳极→原电池正极，即a→d，c→b，故D正确；
故选D．

点评 本题综合考查原电池以及电解原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，明确元素化合价变化是解本题关键，根据元素化合价变化与阴阳极的关系来分析解答，难度中等．