题目内容

【题目】碱性硼化钒(VB2)-空气电池工作时反应为:4VB2 +11O24B2O3 +2V2O5 。用该电池为电源,选用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实验装置如图所示。当电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收集到0.448L气体(标况),则下列说法中正确的是

A. VB2电极发生的电极反应为: 2VB2+11H2O – 22eV2O5+2B2O3+22H+

B. 外电路中电子由c电极流向VB2电极

C. 电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,然后有气泡产生

D. 若B装置内的液体体积为200mL,则CuSO4溶液的浓度为0.05mol/L

【答案】D

【解析】

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 +11O24B2O3 +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,据此分析计算。

A、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,选项A错误;B、外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极,选项B错误;C、电解过程中,与氧气相连的b为阳极,氢氧根失电子生成氧气,选项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=0.02mol,则阴极也产生0.01moL的氢气,所以溶液中的铜离子为=0.01mol,则CuSO4溶液的物质的量浓度为=0.05mol/L,选项D正确;答案选D。

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