Question

10．用如圖所示的裝置，采用廉價(jià)的鎳催化劑，通過電化學(xué)方法，可在堿性環(huán)境中直接使尿素轉(zhuǎn)化成純氫，電極為惰性電極，隔膜僅阻止氣體通過，下列相關(guān)敘述不正確的是（　�。�

• A． 尿素由碳、氮、氧、氫四種元素組成的有機(jī)化合物
• B． 尿素在陽(yáng)極被氧化，當(dāng)生成1 mol N₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為6 mol
• C． a、b兩處生成的氣體體積比為1：3
• D． 假設(shè)電解過程中溶液體積不變，電解后排出液的pH比通入前大

Answer 1

分析 A．尿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CO（NH₂）₂，由C、H、O、N元素組成；
B．電解池陽(yáng)極的反應(yīng)為物質(zhì)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)裝置圖，陽(yáng)極產(chǎn)生N₂，由尿素轉(zhuǎn)化而來(lái)，據(jù)此N的化合價(jià)變化分析；
C．a(chǎn)處生成N₂，由尿素變化而來(lái)，b處產(chǎn)生H₂，由H₂O變化而來(lái)，根據(jù)電子得失守恒計(jì)算兩極產(chǎn)生氣體的量之比；
D．由裝置圖分析，陽(yáng)極處排出電解液，根據(jù)電解反應(yīng)的方程式判斷溶液中pH值的變化．

解答 解：A．尿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CO（NH₂）₂，由C、H、O、N元素組成，是有機(jī)化合物，故A正確；
B．電解池陽(yáng)極的反應(yīng)為物質(zhì)失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)裝置圖，陽(yáng)極產(chǎn)生N₂，由尿素轉(zhuǎn)化而來(lái)，陽(yáng)極的反應(yīng)為：CO（NH₂）₂+8OH^--6e-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，N從-3價(jià)升高為0價(jià)，1molN轉(zhuǎn)移3mol電子，當(dāng)生成1molN₂時(shí)，反應(yīng)轉(zhuǎn)移2×3=6mol電子，故B正確；
C．當(dāng)a處生成1molN₂時(shí)，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol，b處產(chǎn)生H₂，由水而來(lái)，陰極的電極反應(yīng)式為為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，生成1molH₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，根據(jù)電子得失守恒，兩極產(chǎn)生氣體的關(guān)系為：N₂～～3H₂～～6e^-，因此a、b兩處生成的氣體體積比為1：3，故C正確；
D．電解的總反應(yīng)方程式為：CO（NH₂）₂+2OH^-$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$CO₃^2-+N₂↑+3H₂↑，假設(shè)電解過程中溶液體積不變，電解反應(yīng)消耗OH^-，溶液對(duì)的pH值隨著電解反應(yīng)的進(jìn)行而下降，因此電解后排出液的pH比通入前小，故D錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理，明確元素化合價(jià)變化是解本題關(guān)鍵，根據(jù)元素化合價(jià)變化與陰陽(yáng)極的關(guān)系來(lái)分析解答，分析整個(gè)溶液pH值變化時(shí)需從電解的總反應(yīng)角度分析，題目難度中等．