Question

碱性硼化钒（VB₂）-空气电池工作时反应为：4VB₂+11O₂=4B₂O₃+2V₂O₅．用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示．当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标准状况），则下列说法正确的是（　　）

• A、VB₂电极发生的电极反应为：2VB₂+11H₂O-22e^-=V₂O₅+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200 mL，则CuSO₄溶液的物质的量浓度为0.05mol/L

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：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：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O，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．

解答： 解：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，故A错误；
B、外电路中电子由VB₂电极流向阴极c电极，故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，故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

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，则阴极也产生0.01moL的氢气，所以溶液中的铜离子为

0.04-0.01×2

2

=0.01mol，则CuSO₄溶液的物质的量浓度为

0.01

0.2

=0.05mol/L，故D正确；
故选D．

点评：本题考查原电池及其电解池的工作原理，题目难度不大，本题注意把握电极反应式的书写，利用电子守恒计算．