Question

2．如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素（H₂NCONH₂）的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中不正确的是（　　）

• A． 铜电极应与Y相连接
• B． 乙装置中溶液的颜色不会变浅
• C． 当N电极消耗0.25 mol气体时，则铁电极质量增加16 g
• D． M电极反应式：H₂NCONH₂+H₂O-6e^-═CO₂↑+N₂↑+6H⁺

Answer 1

分析 甲图能将化学能直接转化为电能，是原电池，在N极通入氧气，氧气得电子与氢离子反应生成水，则N为正极，M是负极，尿素（H₂NCONH₂）在负极失电子发生氧化反应生成无污染的二氧化碳、氮气，电解质溶液呈酸性；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：A．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A正确；
B．在铁上镀铜，铜作阳极失电子发生氧化反应生成铜离子，铁作阴极，铜离子在阴极得电子析出铜，溶液中铜离子浓度不变，所以颜色不变，故B正确；
C．正极电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，当N电极消耗0.25mol氧气时，则转移电子物质的量为0.25×4=1mol，铁电极上的电极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，所以铁电极增重$\frac{1mol}{2}$×64g/mol=32g，故C错误；
D．H₂NCONH₂在负极M上失电子发生氧化反应，生成无污染的氮气、二氧化碳，电极反应式为H₂NCONH₂+H₂O-6e^-═CO₂↑+N₂↑+6H⁺，故D正确；
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、串联电路中电子转移守恒即可解答，难度中等．