Question

【题目】电化学原理在生产生活中应用十分广泛。请回答下列问题：

(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量，其工作原理如图1所示。

①固体电解质中O2-向______极移动(填“正”或“负”)。

②写出V2O5电极的电极反应式：_____________。

(2)近期科学家研究发现微生物可将生产废水中的尿素[CO(NH2)2]直接转化为对环境友好的两种物质，其工作原理如图2所示。回答下列问题：

①N极为____极(填“正”或“负”)，M电极反应式______________________。

②N极消耗标准状况下33.6L气体时，M极理论上处理的尿素的质量为______g。

(3)人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是__________。

A.该装置为原电池，且铜为正极

B.电池工作时，H+向Cu电极移动

C.GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+

D.反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-

Answer 1

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

【解析】

(1)根据图像，原电池内电路，阴离子向负极移动；

(2)N电极氧气变为水，化合价降低，得电子为正极；

(3)该装置无外加电源，为原电池，铜极上C的化合价降低，得电子，为正极。

(1)根据图像，原电池内电路，阴离子向负极移动，固体电解质中O2-向负极移动，Pt电极为正极：O2+4e-=2O2-，则V2O5电极为负极：SO2-2e-+O2-=SO3；

(2)N电极氧气变为水，化合价降低，得电子为正极，反应式为O2↑＋4H++4e－＝2H2O，M为负极：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+；N极消耗标准状况下33.6L气体时，即消耗1.5mol的O2，得处理=1mol的尿素，即60g的尿素；

(3)A.该装置无外加电源，为原电池，铜极上C的化合价降低，得电子，为正极，与题意不符，A不选；

B.电池工作时，H+为阳离子，向正极移动，即向Cu电极移动，与题意不符，B不选；

C.GaN电极为负极，失电子，表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，与题意不符，C不选；

D.反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2化合价由+4变为-4，转移8mole-，符合题意，D选；

答案为D。