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【题目】人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如右图.

(1)电源的负极为(填“A”或“B”).
(2)阳极室中发生的反应依次为:
(3)电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将(填“增大”、“减小”或“不变”);若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素质量=g(忽略气体的溶解).

【答案】
(1)B
(2)2Cl﹣2e=Cl2↑;CO(NH22+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl
(3)不变;7.2
【解析】解:(1)由图可知,左室电极产物为CO2和N2 , 发生氧化反应,故A为电源的正极,右室电解产物H2 , 发生还原反应,故B为电源的负极,故答案为:B;(2)由图可知,阳极室首先是氯离子放电生成氯气,氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳,同时会生成HCl,阳极室中发生的反应依次为:2Cl﹣2e═Cl2↑,
CO(NH22+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl,
故答案为:2Cl﹣2e=Cl2↑;CO(NH22+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl;(3)阴极反应为6H2O+6e═6OH+3H2↑(或6H++6e═3H2↑)
阳极反应为6Cl﹣6e═3Cl2↑,CO(NH22+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl
根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH、H+的数目相等,阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变;
电解收集到的13.44 L气体,物质的量为 =0.6mol,由反应CO(NH22+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl可知n(N2)=n(CO2)=0.6mol× =0.12 mol,
可知生成0.12 mol N2所消耗的CO(NH22的物质的量也为0.12 mol,其质量为:m[CO(NH22]=0.12 mol×60 gmol1=7.2 g,
故答案为:不变;7.2.
(1)根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律,结合本题图中的电极产物CO2和N2可以判断出A为电源的正极,B为电源的负极;(2)由图可知,阳极室首先是氯离子放电生成氯气,氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳,同时会生成HCl;(3)阴极反应为:6H2O+6e═6OH+3H2↑(或6H++6e═3H2↑)
阳极反应为:6Cl﹣6e═3Cl2↑,CO(NH22+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl,根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH、H+的数目相等,阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变;
根据n= 计算两极产生的气体的物质的量,利用气体中各组分的比例关系,计算n(N2)=n(CO2),再根据方程式计算尿素的物质的量,根据m=nM计算尿素的质量.

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