题目内容
【题目】己知某碱性硼化钒(VB2)-空气电池工作时发生反应为:11O2+4VB2=2V2O5+4B2O3。以该电池作为电源,使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( )
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A. VB2电极发生的电极反应为:2VB2+11H2O-22e-=V2O5+2B2O3+22H+
B. 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
C. 外电路中电子由a电极流向b电极
D. 若B装置内的液体体积为400mL,则CuSO4溶液物质的量浓度为0.025mol/L
【答案】D
【解析】在碱性硼化钒-空气电池中,VB2在负极失电子,氧气在正极得电子,电池总反应为:11O2+4VB2=2V2O5+4B2O3,则与负极相连的c为电解池的阴极,溶液中的铜离子在c极上得电子发生还原反应,与正极相连的b为电解池的阳极,氢氧根离子在b极上失电子发生氧化反应。A. 负极上是VB2失电子发生氧化反应,VB2电极发生的电极反应为:2VB2+22OH22e=V2O5+2B2O3+11H2O,故A错误;B. 电解过程中,与a电极相连的b为电解池的阳极,在b电极上,氢氧根离子失电子生成氧气,无红色的Cu固体析出,故B错误;D. 在外电路中,电子由VB2电极流向c电极,故C错误;D. B装置内与正极相连的b为阳极,氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应式为:4OH4e= O2↑+11H2O,由电极反应式可知,当外电路中通过0.04mol电子时,生成氧气的物质的量为0.01mol,B装置中共收集到0.448L气体(标准状况),气体总物质的量为:0.448L÷22.4L/mol=0.02mol,则阴极产生0.01moL的氢气,c电极为阴极,电极反应式为:Cu2++2e=Cu、2H++2e=H2↑,根据得失电子守恒,溶液中铜离子的物质的量为:(0.04mol0.01mol×2)÷2=0.01mol,则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.01mol÷0.4L=0.025mol/L,故D正确;答案选D。