Question

（10分）美国斯坦福大学研究人员最近发明一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电。海水中的“水”电池总反应可表示为：5MnO₂ + 2Ag + 2NaCl＝Na₂Mn₅O₁₀ + 2AgCl

（1）写出负极电极反应式               。

（2）当生1 mol Na₂Mn₅O₁₀时，转移电子的数目是       。

用上述电池电解尿素[CO(NH₂)₂]的碱性溶液制合成氨的装置如图（隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。

（3）写出A电极的名称            。

（4）写出电解时阳极的电极反应式                 。

（5）已知电解排出液中n(OH^－)/n(CO₃^2－) =1，则起始时进入电解池中的原料配比n(KOH)/n[CO(NH₂)₂]是          。

Answer

（1）Ag-2e-+Cl-=AgCl↓；（2）1.204×1024；（3）阳极；

（4）CO(NH2)2-6e-+8OH-=N2↑+CO32-+6H2O；（5）3：1

【解析】

试题分析：（1）根据总反应方程式可知Ag在反应中失去电子，被氧化，作负极，所以负极电极反应式是Ag-2e-+Cl-=AgCl↓；（2）由于在整个闭合回路中电子转移的数目相等，所以当生1 mol Na2Mn5O10时，转移电子2mol，其数目是2mol×6.02×1023=1.204×1024；（3）根据装置图可知：在A电极，尿素失去电子，发生氧化反应，所以A电极的名称阳极；（4）在电解时阳极的电极反应式是CO(NH2)2-6e-+ 8OH- =N2↑+CO32-+6H2O；（5）在电解时，负极发生反应：CO(NH2)2-6e-+8OH-=N2↑+CO32-+6H2O，正极发生反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应方程式是：2CO(NH2)2+3O2+4OH-=N2↑+2CO32-+6H2O，可见因此每产生2个CO32-会反应消耗4个OH-，消耗2个CO(NH2)2。由于电解排出液中n(OH－)/n(CO32－) =1，则起始时进入电解池中的原料配比n(KOH)/n[CO(NH2)2]是(1+2):1=3：1。

考点：考查原电池中正负极的判断、电极反应式的书写、电路中电子转移数目的计算及燃料电池的应用的知识。