Question

【題目】電化學原理在生產生活中應用十分廣泛。請回答下列問題：

(1)通過SO2傳感器可監測大氣中SO2的含量，其工作原理如圖1所示。

①固體電解質中O2-向______極移動(填“正”或“負”)。

②寫出V2O5電極的電極反應式：_____________。

(2)近期科學家研究發現微生物可將生產廢水中的尿素[CO(NH2)2]直接轉化為對環境友好的兩種物質，其工作原理如圖2所示。回答下列問題：

①N極為____極(填“正”或“負”)，M電極反應式______________________。

②N極消耗標準狀況下33.6L氣體時，M極理論上處理的尿素的質量為______g。

(3)人工光合系統裝置(如圖)可實現以CO2和H2O合成CH4。下列說法不正確的是__________。

A.該裝置為原電池，且銅為正極

B.電池工作時，H+向Cu電極移動

C.GaN電極表面的電極反應式為2H2O-4e-=O2+4H+

D.反應CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2轉移4mole-

Answer 1

【答案】負 SO2-2e-+O2-=SO3 正 CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+ 60 D

【解析】

(1)根據圖像，原電池內電路，陰離子向負極移動；

(2)N電極氧氣變為水，化合價降低，得電子為正極；

(3)該裝置無外加電源，為原電池，銅極上C的化合價降低，得電子，為正極。

(1)根據圖像，原電池內電路，陰離子向負極移動，固體電解質中O2-向負極移動，Pt電極為正極：O2+4e-=2O2-，則V2O5電極為負極：SO2-2e-+O2-=SO3；

(2)N電極氧氣變為水，化合價降低，得電子為正極，反應式為O2↑＋4H++4e－＝2H2O，M為負極：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+；N極消耗標準狀況下33.6L氣體時，即消耗1.5mol的O2，得處理=1mol的尿素，即60g的尿素；

(3)A.該裝置無外加電源，為原電池，銅極上C的化合價降低，得電子，為正極，與題意不符，A不選；

B.電池工作時，H+為陽離子，向正極移動，即向Cu電極移動，與題意不符，B不選；

C.GaN電極為負極，失電子，表面的電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，與題意不符，C不選；

D.反應CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2化合價由+4變為-4，轉移8mole-，符合題意，D選；

答案為D。