Question

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

• A． 尿素由碳、氮、氧、氫四種元素組成的有機化合物
• B． 尿素在陽極被氧化，當生成1 mol N₂時，轉移電子為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．尿素的結構簡式為CO（NH₂）₂，由C、H、O、N元素組成；
B．電解池陽極的反應為物質失去電子，發(fā)生氧化反應，根據裝置圖，陽極產生N₂，由尿素轉化而來，據此N的化合價變化分析；
C．a處生成N₂，由尿素變化而來，b處產生H₂，由H₂O變化而來，根據電子得失守恒計算兩極產生氣體的量之比；
D．由裝置圖分析，陽極處排出電解液，根據電解反應的方程式判斷溶液中pH值的變化．

解答 解：A．尿素的結構簡式為CO（NH₂）₂，由C、H、O、N元素組成，是有機化合物，故A正確；
B．電解池陽極的反應為物質失去電子，發(fā)生氧化反應，根據裝置圖，陽極產生N₂，由尿素轉化而來，陽極的反應為：CO（NH₂）₂+8OH^--6e-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，N從-3價升高為0價，1molN轉移3mol電子，當生成1molN₂時，反應轉移2×3=6mol電子，故B正確；
C．當a處生成1molN₂時，反應轉移電子數為6mol，b處產生H₂，由水而來，陰極的電極反應式為為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，生成1molH₂時，轉移電子數為2mol，根據電子得失守恒，兩極產生氣體的關系為：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．電解的總反應方程式為：CO（NH₂）₂+2OH^-$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$CO₃^2-+N₂↑+3H₂↑，假設電解過程中溶液體積不變，電解反應消耗OH^-，溶液對的pH值隨著電解反應的進行而下降，因此電解后排出液的pH比通入前小，故D錯誤．
故選D．

點評 本題考查了電解原理，明確元素化合價變化是解本題關鍵，根據元素化合價變化與陰陽極的關系來分析解答，分析整個溶液pH值變化時需從電解的總反應角度分析，題目難度中等．