Question

己知某碱性硼化钒(VB₂)-空气电池工作时发生反应为：11O₂+4VB₂=2V₂O₅+4B₂O₃。以该电池作为电源，使用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体(标准状况)，则下列说法正确的是（    ）

A. VB₂电极发生的电极反应为：2VB₂+11H₂O-22e^-=V₂O₅+2B₂O₃+22H⁺

B. 电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生

C. 外电路中电子由a电极流向b电极

D. 若B装置内的液体体积为400mL，则CuSO₄溶液物质的量浓度为0.025mol/L

Answer

D

【解析】在碱性硼化钒-空气电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极得电子，电池总反应为：11O2+4VB2=2V2O5+4B2O3，则与负极相连的c为电解池的阴极，溶液中的铜离子在c极上得电子发生还原反应，与正极相连的b为电解池的阳极，氢氧根离子在b极上失电子发生氧化反应。A. 负极上是VB2失电子发生氧化反应，VB2电极发生的电极反应为：2VB2+22OH−−22e−=V2O5+2B2O3+11H2O，故A错误；B. 电解过程中，与a电极相连的b为电解池的阳极，在b电极上，氢氧根离子失电子生成氧气，无红色的Cu固体析出，故B错误；D. 在外电路中，电子由VB2电极流向c电极，故C错误；D. B装置内与正极相连的b为阳极，氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式为：4OH−−4e−= O2↑+11H2O，由电极反应式可知，当外电路中通过0.04mol电子时，生成氧气的物质的量为0.01mol，B装置中共收集到0.448L气体(标准状况)，气体总物质的量为：0.448L÷22.4L/mol=0.02mol，则阴极产生0.01moL的氢气，c电极为阴极，电极反应式为：Cu2＋+2e−=Cu、2H＋+2e−=H2↑，根据得失电子守恒，溶液中铜离子的物质的量为：(0.04mol−0.01mol×2)÷2=0.01mol，则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.01mol÷0.4L=0.025mol/L，故D正确；答案选D。