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2.如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2,氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能,并生成对环境无害物质的装置,同时利用此装置的电能在铁上镀铜,下列说法中正确的是(  )
A.H+透过质子交换膜由右向左移动
B.铜电极应与X相连接
C.M电极的反应式:H2NCONH2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+
D.当N电极消耗0.5 mol气体时,则铁电极增重32 g

分析 根据题给信息知,该装置是将化学能转化为电能的原电池,由甲图可知,M是负极,N是正极,电解质溶液为酸性溶液,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,在铁上镀铜,则铁为阴极应与负极相连,铜为阳极应与正极相连,根据得失电子守恒计算,以此解答该题.

解答 解:该装置是将化学能转化为电能的原电池,由甲图可知,M是负极,N是正极,电解质溶液为酸性溶液,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,
A.M是负极,N是正极,质子透过离子交换膜由左M极移向右N极,故A错误;
B.铁上镀铜,则铁为阴极应与负极相连,铜为阳极应与正极Y相连,故B错误;
C.H2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应,生成氮气、二氧化碳和水,电极反应式为H2NCONH2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+,故C正确;
D.当N电极消耗0.5mol氧气时,则转移0.5×4=2.0mol电子,所以铁电极增重$\frac{2.0}{2}mol×64g/mol$=64g,故D错误.
故选C.

点评 本题考查了原电池原理以及电镀原理,为高频考点,侧重于学生的分析、计算能力的考查,明确原电池正负极上得失电子、电解质溶液中阴阳离子移动方向即可解答,难度中等.

练习册系列答案
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10.亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可由NO与Cl2反应得到,化学方程式为
2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g)
(1)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时会生成亚硝酸氯,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)?NaNO3(s)+ClNO(g)△H1   K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)?2NaNO3(s)+2Cl2(g)+2NO(g)△H2    K2
③2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g)△H3     K3
△H1、△H2、△H3之间的关系式为2△H1-△H2;平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为K3=$\frac{{{K}_{1}}^{2}}{{K}_{2}}$.
(2)已知几种化学键的键能数据如表:
化学键NO中的氮氧键Cl-Cl键Cl-N键ClNO中的N=O键
键能/(KJ/mol)630243a607
则△H3+2a=289kJ/mol.
(3)300℃时,2ClNO(g)?2NO(g)+Cl2(g)的正反应速率的表达式为v=k•cn(ClNO)(k为速率常数,只与温度有关),测得塑料厂与浓度关系如表所示:
序数c(ClNO)/(mol/L)v/(mol•L•s)
0.303.60×10-9
0.601.44×10-8
0.903.24×10-8
n=2,k=4.0×10-7mol-1•L•s-1
(4)在两个容积均为2L的恒容密闭容器中分别加入4mol和2mol ClNO,在不同温度下发生反应:2ClNO(g)?2NO(g)+Cl2(g),达道平衡时ClNO的浓度随温度变化的曲线如图1所示(图中ABC点均位于曲线上).

①2ClNO(g)?2NO(g)+Cl2(g)△S>0(选填“>”“<”或“=”).
②A、B两点平衡常数之比为K(A):K(B)=1:27.
③B、C两点ClNO的转化率a(B)< a(C) (选填“>”“<”或“=”).
(5)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体:
2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)△H=-748KJ/mol
①一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图2所示.温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是温度升高到710K时,单位时间内反应达平衡,该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,转化率降低.
②已知:测定空气中NO和CO含量可用电化学气敏传感器法.其中CO传感器的工作原理如图3所示,则工作电极的反应式为CO-2e-+H2O═CO2+2H+

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