Question

20．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，并生成对环境友好物质的装置，同时利用此装置产生的电能对乙装置进行铁上镀铜的实验．下列说法中不正确的是（　　）

• A． H⁺透过质子交换膜由左向右移动
• B． M电极反应式：H₂NCONH₂+H₂O-6e^-═CO₂↑+N₂↑+6H⁺
• C． 铁电极应与X相连接
• D． 当N电极消耗0.5mol气体时，则铁电极增重32g

Answer 1

分析 由题给信息可知，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，H⁺透过离子交换膜由左M极移向右N极，故A正确；
B．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B正确；
C．铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，故C正确；
D．当N电极消耗0.5 mol氧气时，则转移0.5×4=2mol电子，所以铁电极增重$\frac{2mol}{2}$×64g/mol=64g，故D错误；
故选D．

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，题目难度中等．