Question

【題目】人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如右圖．

（1）電源的負(fù)極為（填“A”或“B”）．
（2）陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為： ， ．
（3）電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將（填“增大”、“減小”或“不變”）；若兩極共收集到氣體13.44L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則除去的尿素質(zhì)量=g（忽略氣體的溶解）．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl
（3）不變；7.2
【解析】解：（1）由圖可知，左室電極產(chǎn)物為CO2和N2 ， 發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為電源的正極，右室電解產(chǎn)物H2 ， 發(fā)生還原反應(yīng)，故B為電源的負(fù)極，故答案為：B；（2）由圖可知，陽極室首先是氯離子放電生成氯氣，氯氣再氧化尿素生成氮氣、二氧化碳，同時會生成HCl，陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑，
CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl，
故答案為：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；CO（NH2）2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl；（3）陰極反應(yīng)為6H2O+6e﹣═6OH﹣+3H2↑（或6H++6e﹣═3H2↑）
陽極反應(yīng)為6Cl﹣﹣6e﹣═3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl
根據(jù)上述反應(yīng)式可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH﹣、H+的數(shù)目相等，陽極室中反應(yīng)產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室與OH﹣恰好反應(yīng)生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；
電解收集到的13.44 L氣體，物質(zhì)的量為 =0.6mol，由反應(yīng)CO（NH2）2+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（NH2）2的物質(zhì)的量也為0.12 mol，其質(zhì)量為：m[CO（NH2）2]=0.12 mol×60 gmol﹣1=7.2 g，
故答案為：不變；7.2．
（1）根據(jù)電解池中陰離子在陽極放電和陽離子在陰極放電的規(guī)律，結(jié)合本題圖中的電極產(chǎn)物CO2和N2可以判斷出A為電源的正極，B為電源的負(fù)極；（2）由圖可知，陽極室首先是氯離子放電生成氯氣，氯氣再氧化尿素生成氮氣、二氧化碳，同時會生成HCl；（3）陰極反應(yīng)為：6H2O+6e﹣═6OH﹣+3H2↑（或6H++6e﹣═3H2↑）
陽極反應(yīng)為：6Cl﹣﹣6e﹣═3Cl2↑，CO（NH2）2+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl，根據(jù)上述反應(yīng)式可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH﹣、H+的數(shù)目相等，陽極室中反應(yīng)產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室與OH﹣恰好反應(yīng)生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；
根據(jù)n= 計算兩極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量，利用氣體中各組分的比例關(guān)系，計算n（N2）=n（CO2），再根據(jù)方程式計算尿素的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算尿素的質(zhì)量．